能量与做功

　　1、做功

　　物理学中规定：作用在物体上的力，使物体在力的方向上通过了一段距离，就说这个力对物体做了机械功(简称“做功”)

　　2、做功的两个必要的因素：

　　(1)作用在物体上的力;

　　(2)物体在力的方向上通过的距离。

　　3、功的计算方法：

　　定义：力对物体做的功，等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。

　　公式：功=力×距离，即 W=F·s

　　单位：在国际单位制中，功W的单位：牛·米(N·m)或焦耳(J)

　　1J的物理意义：1 N的力，使物体力的方向上通过1m的距离所做的功为1J。

　　即：1J=1N×1m=1 N·m

　　注意：在运算过程中，力F的单位：牛(N);距离s的单位：米(m);

　　4、机械功原理

　　⑴使用机械只能省力或省距离，但不能省功。

　　⑵机械功原理是机械的重要定律，是能量守恒在机械中的体现。

　　5、功率

　　⑴功率概念：物理学中，把单位时间里做的功叫做功率。

　　⑵功率的物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。

　　⑶功率计算公式：功率=功/时间

　　符号表达式：P=W/ t推导式p=Fv(F单位是N，V单位是m/s)

　　⑷功率的单位：在国际单位制中，功的单位是焦耳，时间的单位是秒，功率的单位是焦耳/秒，它有一个专门名称叫瓦特，简称瓦，符号是W，这个单位是为了纪念英国物理学家瓦特而用他的名字命名的。1W= 1 J / s

　　6、机械效率

　　⑴机械效率的定义：有用功与总功的比。

　　⑵公式：

　　⑶有用功(W有用)：克服物体的重力所做的功 W=Gh。

　　⑷额外功(W额外)：克服机械自身的重力和摩擦力所做的功。

　　⑸总功(W总)：动力对机械所做的功W=FS。

　　⑹总功等于用功和额外功的总和，即W总=W有用+W额外。

　　7、“能量”的概念：物体具有做功的本领，就说物体具有能。

　　总结：在物理学中，能量和做功有密切的联系，能量反映了物体做功的本领。一个物体能做的功越多，这个物体的能量就越大。

　　⑴动能：物体由于运动而具有的能。

　　⑵重力势能：物体由于被举高而具有的能。

　　⑶弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。

　　质量相同时，速度越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能越大;速度相同时，质量越大的物体能做的功越多，表明它具有的动能大。

　　物体被举得越高，质量越大，它具有的重力势能就越大。物体具有的动能和势能是可以相互转化的。

　　8、内能与热量

　　⑴内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫内能。

　　⑵物体的内能与温度有关：物体的温度越高，分子运动速度越快，内能就越大。

　　⑶热运动：物体内部大量分子的无规则运动。

　　⑷改变物体内能的方法：做功和热传递，这两种方法对改变物体的内能是等效的。

　　⑸物体对外做功，物体的内能减小;外界对物体做功，物体的内能增大。

　　⑹物体吸收热量，当温度升高时，物体内能增大;物体放出热量，当温度降低时，物体内能减小。

　　⑺所有能量的单位都是：焦耳。

　　⑻热量(Q)：在热传递过程中，传递能量的多少叫热量。(物体含有多少热量的说法是错误的)

　　⑼比热(c )：单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃，吸收(或放出)的热量叫做这种物质的比热。

　　⑽比热是物质的一种属性，它不随物质的体积、质量、形状、位置、温度的改变而改变，只要物质相同，比热就相同。

　　⑾比热的单位是：焦耳/(千克·℃)，读作：焦耳每千克摄氏度。

　　⑿水的比热是：C=4.2×103焦耳/(千克·℃)，它表示的物理意义是：每千克的水当温度升高(或降低)1℃时，吸收(或放出)的热量是4.2×103焦耳。

　　⒀热量的计算：① Q吸 = =cm(t-t0)=cm△t升 (Q吸是吸收热量，单位是焦耳;c 是物体比热，单位是：焦/(千克·℃);m是质量;t0 是初始温度;t 是后来的温度。)② Q放 =cm(t0-t)=cm△t降

　　⒁能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。

　　9、内能与热机

　　⑴燃烧值q ：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值。单位是：焦耳/千克。

　　⑵燃料燃烧放出热量计算：Q放 =qm或者Q放 =qv;(Q放是热量，单位是：焦耳;q是热值，单位是：焦/千克;m 是质量，单位是：千克。)，有时候气体的热值可以用 Q放 =qv计算(Q放是热量，单位是：焦耳;q是热值，单位是：焦/立方米;v是体积，单位是：立方米。)

　　⑶利用内能可以加热，也可以做功。

　　⑷内燃机可分为汽油机和柴油机，它们一个工作循环由吸气、压缩、做功和排气四个冲程。一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴飞轮转2周。

　　⑸热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫热机的效率。热机的效率是热机性能的一个重要指标。

　　⑹在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。

　　电学初步

　　1、静电现象：

　　⑴摩擦可以使物体带电，带电体具有吸引轻小物体的性质。

　　⑵摩擦起电实质：电荷从一个物体转移到另一个物体，使物体显示出带电的状态。

　　⑶正电荷：与丝绸摩擦过的玻璃棒所带的电荷相同，叫正电荷;负电荷：与毛皮摩擦过的橡胶棒所带的电荷相同，叫负电荷。

　　⑷电荷间的相互作用：同种电荷互相排斥，异种电荷互相吸引。

　　⑸要知道物体是否带电，可使用验电器;验电器的原理：同种电荷互相排斥。

　　⑹闪电是一种瞬间发生的大规模放电现象。

　　2、电路

　　电路：用导线把电源、用电器、开关等连接起来组成的电的路径。

　　⑴各元件的作用：用电器：利用电来工作。电源：供电;开关：控制电路通断;导线：连接电路，形成电流的路径;

　　⑵短路：导线不经过用电器直接跟电源两极连接的电路，叫短路。整个电路短路是指电源两端短接，这时整个电路电阻很小，电流很大，电路强烈发热，会损坏电源甚至引起火灾。做实验时，一定要避免短路;家庭用电时也要注意防止短路。

　　⑶画的电路图说明注意事项：⑴用统一规定的符号;⑵连线要横平竖直;⑶线路要简洁、整齐、美观。

　　⑷通路是指闭合开关接通电路，电流流过用电器，使用电器进行工作的状态。断路是指电路被切断，电路中没有电流通过的状态。

　　⑸串联电路、并联电路的区别

　　(识别串联电路与并联电路的方法：⑴路径法⑵拆除法⑶支点法)

　　3、电流

　　电流是指电荷的定向移动。电流的大小称为电流强度(简称电流，符号为I)，国际单位是安培，符号为A。电流方向规定：正电荷运动的方向为电流方向，自由电子移动的方向与电流方向相反。

　　⑴电流表的读数：一看量程，二算分度值，三读数。

　　⑵电流表的接法：①电流表必须串联在电路中;②使电流从电流表的“+”接线柱流入，从“-”接线柱流出;③通过电流表的电流不能超过其量程;④严禁将电流表与电源或用电器并联。(注意：①在不超过最大测量值的情况下，应尽量使用较小的量程测量，对于同一个电流表来说，量程越小测量结果越精确;②在不能估计被测电流大小的情况下，可先用最大的量程试触，根据情况选用合适的量程。)

　　⑶串联电路的电流特点：串联电路中的电流处处相等;并联电路中的电流特点：并联电路干路中的电流等于各支路电流之和。

　　4、电压

　　电压的单位：伏、千伏、毫伏。电源是提供电压的装置，电压使电荷定向移动形成电流原因.

　　⑴生活中常见的电压值：一节干电池电压1.5V;一节蓄电池电压2V;我国生活用电电压220V;对人体安全电压≤36V。

　　⑵串联电路中的电压规律：串联电路中总电压等于各部分电压之和;并联电路中的电压规律：并联电路中各支路的电压相等。

　　5、电阻

　　物理学中把导体对电流阻碍作用的大小叫电阻。电阻的符号：R

　　⑴电阻的单位：欧姆;符号：Ω

　　⑵单位换算关系： 1MΩ=1000kΩ 1 kΩ=1000Ω

　　6、电阻相关特性

　　导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积有关

　　⑴长度相同、横截面积相同，材料不同，电阻不同;

　　⑵材料相同、长度相同，横截面积越大，电阻越小。

　　⑶材料相同、横截面积相同，长度越长，电阻越大;

　　⑷对大多数导体来说，温度越高，电阻越大。

　　7、电阻分类

　　保持阻值不变的电阻简称定值电阻。可以调节变化的电阻简称可变电阻

　　8、滑动变阻器的结构：

　　⑴金属杆：金属杆的电阻很小，其两端接线柱间的电阻值几乎为零，可以忽略不计;

　　⑵电阻丝：圆筒上缠绕的是表面涂有绝缘层的电阻丝，其阻值较大，标牌上所标的“50Ω”即指电阻丝两端接线柱间的电阻值;

　　⑶滑片：滑片可以在金属杆上左右移动，滑片的上部与金属杆相连，下端通过电阻丝的接触滑道(刮去绝缘层的部分)与电阻丝相连通。

　　⑷接线柱：有四个接线柱，一上一下接入电路时，能起到变阻作用。连接电路时，要断开开关，滑动变阻器的滑片要调到阻值最大的位置

　　⑸滑动变阻器的原理：通过改变连入电路的电阻丝的长度来改变接入电路中电阻的大小。

　　9、欧姆定律：

　　导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟这段导体的电阻成反比.欧姆定律公式：I=U/R欧姆定律公式变形式：U=IR R=U/IR

　　10、欧姆定律意义

　　欧姆定律的物理意义：揭示了“导体中的电流由导体两端的电压和导体的电阻决定”这一制约关系。

　　11、伏安法测电阻：

　　把导体接入电路，使导体中通过电流，用电压表测出灯泡两端的电压，用电流表测出通过灯泡的电流，再用欧姆定律公式算出灯泡的电阻。

　　电功和电功率

　　1. 电功(W)：电流所做的功叫电功

　　2. 电功的单位：国际的单位：国际单位：焦耳。常用单位有：度(千瓦时)，1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。

　　3. 测量电功的工具：电能表(电度表)

　　4. 电功计算公式：W=UIt(式中单位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒)。

　　5. 利用W=UIt计算电功时注意：①式中的W.U.I和t是在同一段电路;②计算时单位要统一;③已知任意的三个量都可以求出第四个量。

　　6. 计算电功还可用以下公式：W=I2Rt ;W=Pt;Q=It(Q是电量);

　　7. 电功率(P)：电流在单位时间内做的功。单位有：瓦特(国际);常用单位有：千瓦

　　8. 计算电功率公式：P=W/t=UI(式中单位P→瓦(w);W→焦(J);t→秒(s);U→伏(V); I→安(A)

　　9. 利用计算时单位要统一，①如果W用焦、t用秒，则P的单位是瓦;②如果W用千瓦时、t用小时，则P的单位是千瓦。

　　10.计算电功率还可用右公式：P=I2R和P=U2/R

　　11.额定电压(U0)：用电器正常工作的电压。

　　12.额定功率(P0)：用电器在额定电压下的功率。

　　13.实际电压(U)：实际加在用电器两端的电压。

　　14.实际功率(P)：用电器在实际电压下的功率。

　　当U > U0时，则P > P0 ;灯很亮，易烧坏。

　　当U < U0时，则P < P0 ;灯很暗，

　　当U = U0时，则P = P0 ;正常发光。

　　(同一个电阻或灯炮，接在不同的电压下使用，则有;如：当实际电压是额定电压的一半时，则实际功率就是额定功率的1/4。例“220V100W”是表示额定电压是220伏，额定功率是100瓦的灯泡如果接在110伏的电路中，则实际功率是25瓦。)

　　15.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

　　16.焦耳定律公式：Q=I2Rt ，(式中单位Q→焦;I→安(A);R→欧(Ω);t→秒。)

　　17.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q(如电热器，电阻就是这样的。)