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九年级上科学3.1-2

发布时间:2014-02-06 14:55:39  

Chapter 3 能量的转化与守恒

3.1 能量的相互转化
思考:
电灯通电后释放的 光能、热能来自哪 里; 通电一段时间后, 电源即会消耗相应 的电能,因而可以 认为电灯通电的过 程中电能转化为 光能和热能; 能量在形式上发 生了变化

试分析能量的转化的形式:

间歇泉

地热能转化为水的动能

生命运动

生物质能转化为生物的动能

生物质

生物质和生物质能

生物质是指利用大气、水、土地等通过光合作用而产生的 各种有机体,即一切有生命的可以生长的有机物质通称 为生物质。它包括植物、动物和微生物。

生物质能
生物质能(biomass energy ),就 是太阳能以化学能形式贮存在生 物质中的能量形式,即以生物质 为载体的能量。

人体内最近本的供能物质 ——三磷酸腺苷(ATP)

木材燃烧

可燃物的化学能转化为光能和热能

大量事实表明,自然界中各种形式的能量都不是孤立的,不同形式的 能量会发生相互转化。能量也会在不同的物体间相互转移。

能量转化是一个普遍的现象,自然界中物质运动形式的变化总伴随 着能量的相互转化。 思考:
照相机内胶片成像, 经历了何种能量转化 光能是胶片表面的物质发 生了化学变化,即光能转 化为化学能

高空跳伞

个体的势能转化为内能(热能)

激光切割金属

光能转化为内能(热能)

植物的生长

光能转化为生物质能

瀑布

势能转化为动能

氢氧化钠溶解在水中,溶液温度升高;
体系释放能量,化学能转化为热能;

硝酸铵在水中溶解,温度降低;
体系吸收能量,热能转化为化学能;

思考:

酒精灯加热药品经历了怎样的能量变化

酒精燃烧:酒精的化学能——热能

能量形式的转变
液体升温:热能——热能

能量在不同物质间的传递

识别能量转化和转移的方法 (1)从能的形式变化上辨别能量的转化和转移:如果某物体有能量增减,并 且在增减过程中能的形式发生 了变化,这个过程就是能的转化过程。如果某 物体的能量有增减,且在增减过程中能的形式没有发生变化,这个过程是能 量转移的过程。

(2)识别物体的能量转化成了什么能量时,首先要确定物体原来具有什么 能量,后来哪些能量有增减,再 依据现象分析减少的能量到哪儿去了,增加 的能量从哪儿来。

小结
能量转化形式 热能—热能 热能—动能 现象
人造卫星的正常工作 物体间的热量传递 雪崩 间歇泉 生物的运动 水电站发电 特技跳伞 可燃物燃烧

势能—动能
势能—热能 光能—电能 光能—热能 光能—化学能 光能—生物质能 化学能—热能光能

胶片感光成像 激光切割金属 植物的生长

生物质能—动能

3.2 能

量转化的量度
起重机吊起集装箱
动力装置提供能量,抬起 集装箱,能量转化为集装 箱的势能

试对吊起过程中的集装 箱作受力分析

集装箱受到自身重力和起重机的牵引力作用,若匀速起吊,二力平衡

火车在铁轨上行驶
电能驱动动力装置,提供火 车行驶的牵引力

同样的,若火车匀速则牵引 力和摩擦力构成一对平衡



吊起集装箱和行驶的火车虽然受力情况不同,但在运动过程中都消耗 了能量,能量的形式也发生了转化
试分析,两者的能量消耗过程是否有相同的地方

F

G
h

在动力作用下, 物体沿着动力的方向发生了位移

在F的作用下,竖直方向上通过了h的距离

F

在F的作用下,水平移动了l的距离

G

F

f
l

F

f

功(Work)
物体在力的作用下,沿力的方向通过一段距离, 我们就说这个力对物体做了功。

力做功也常说成物体做功 如:运动员作用在杠铃上的举力对杠铃做功, 也可以说成运动员对杠铃做功。
那么起重机所施的拉力对集装箱做功,也可以说成起重机 对集装箱做功。

2.做功的两个必要因素:
(1)作用在物体上的力 (2)物体在力的方向上通过的距离

3.几种不做功的情况: (1)物体受到力,但没有移动。(s=0) (2)物体受到力,但没有在力的方向上移动一段距离。(s⊥F) (3)物体由于惯性而移动一段距离。(F=0)

下列各物体在竖起向上的拉力作用下匀速上升一段距离,拉力所做的功谁大?

功的计算

1、科学上规定:功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的 乘积。即:功 =力× 距离

2、公式

W = Fs

(注意:s---是F方向上通过的距离)

W F= s

W s= F

3、功的单位:焦耳(J) 或牛· 米 1焦耳=1牛· 米

( 读作:“牛米 ”)

1、把一只鸡蛋举高2米所做的功大约为 1焦耳 2、把一本<科学>书从地面捡起放回桌面所做的功大约为 2焦耳

下列各物体在竖起向上的拉力作用下匀速上升一段距离,拉力所做的功各为 多少?

W1= F1S1=30牛×3m=90J

W2= F2S2=10牛×3m=30J
W3= F3S3=10牛×6m=60J

例1:用100牛的水平力将某物体沿水平地面拖动5米,需要做多少功?
F F

解:∵F=100牛、s=5米 ∴W=Fs=100牛×5米=500焦

G

s

G

若该物体重为500牛,则这个过程中,重力做多少功?

因为在重力方向没有通过距离(即:S⊥G),所以重力做功为0。

例2:有一物体重100牛,把该物体从地面匀速 提到高为1米的桌面上,需要做多少功?如果 将这个物体用50牛的力沿水平地面拖动10米, 需要做多少功?

F1

F2

解:∵匀速提升 ∴F1=G=100牛

s1 G s2

又∵s1=1米 ∴W1=F1s1=100牛×1米=100焦 ∵F2=50牛 s2=10米 ∴ W2=F2s2=50牛×10米=500焦

答:…..

注意:匀速提升物体时F1所做的功说成:克服阻力(重力)G做的功,

可直接用 公式W1=Gh计算

某人用F=100N的水平拉力,拉50kg的物体 在水平路面移动5m, 接着又把此物体匀速举高1m,求:此人对物体总共做了多少功?

解:水平移动时: W1 = F s1=100牛×5米=500焦
匀速抬升时:G=mg=50千克×9.8牛/米=490牛 W2=Gh=490牛×1米=490焦 W总=W1+W2=500焦+490焦=990焦耳 答:此人对物体总共做了990焦耳的功。

若起重机先后两次吊起集装箱的速度不一样,但高度一样,做的 功是否相同,做功快慢是否一致

功率

表示物体做功的快慢 也表示能量转化的快慢
1、定义:单位时间里完成的功叫做功率

2、定义式:

W P= t

W=Pt

W t= P

W=Fs P=Fv

3、单位:

1瓦特 =1焦耳/秒 (W) (读作:焦耳每秒)

其它常用单位:

1千瓦=1000瓦 (kW)

1 兆瓦 =106瓦 (MW)

1、一台机器的功率是750瓦,它表示的意思是:( C ) A. 这台机器1分钟做的功是750瓦 B. 这台机器1分钟做的功是750焦耳 C. 这台机器1秒钟做的功是750焦耳 D. 这台机器1秒钟做的功是750瓦 2、两台机器同时做功,甲机器做的功是乙机器做的功的2/3,甲做功所用 的时间与乙做功所用时间的比值是4∶3,则甲、乙两台机器的功率之比是 ( B ) A.2∶1 B.1∶2 C.8∶9 D.9∶8

3. 一辆汽车以36千米/时的速度做匀速直线运动,已知发动机的功率是60千瓦, 求: (1)10分钟内汽车发动机做了多少功? (2)这辆汽车受到的阻力是多少牛? 解: (1)W=Pt=60000瓦×600秒=3.6 ×107焦 60000瓦 =6000牛 P =———————— (2)F=—— v 36÷3.6米/秒


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