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【专家解说】：第十五章《功和机械能》复习提纲 一、功 1、力学中的功 ①做功的含义：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，力学里就说这个力做了功。 ②力学里所说的功包括两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在这个力的方向上移动的距离。 ③不做功的三种情况：有力无距离、有距离无力、力和距离垂直. 2、功的计算： ①物理学中把力与在力的方向上移动的距离的乘积叫做功。 ②公式：W=FS ③功的单位：焦耳（J），1J= 1N•m 。 ④注意：①分清哪个力对物体做功，计算时F就是这个力；②公式中S 一定是在力的方向上通过的距离，强调对应。③ 功的单位“焦”（牛•米 = 焦），不要和力和力臂的乘积（牛•米，不能写成“焦”）单位搞混。 3、功的原理： ①内容：使用机械时，人们所做的功，都不会少于直接用手所做的功；即：使用任何机械都不省功。 ②说明：（请注意理想情况功的原理可以如何表述？） 功的原理是一个普遍的结论，对于任何机械都适用。 功的原理告诉我们：使用机械要省力必须费距离，要省距离必须费力，既省力又省距离的机械是没有的。 使用机械虽然不能省功，但人类仍然使用，是因为使用机械或者可以省力、或者可以省距离、也可以改变力的方向，给人类工作带来很多方便。 我们做题遇到的多是理想机械（忽略摩擦和机械本身的重力）理想机械：使用机械时，人们所做的功（FS）= 直接用手对重物所做的功（Gh） 二、机械效率 1、有用功和额外功 ①有用功定义：对人们有用的功，有用功是必须要做的功。 例：提升重物W有用＝Gh ②额外功： 额外功定义：并非我们需要但又不得不做的功 例：用滑轮组提升重物W额= G动h（G动：表示动滑轮重） ③总功： 总功定义：有用功加额外功的和叫做总功。即动力所做的功。 公式：W总=W有用＋W额，W总=FS 2、机械效率 ①定义：有用功跟总功的比值。 ②公式：η=W有用/W总 ③提高机械效率的方法：减小机械自重、减小机件间的摩擦。 ④说明：机械效率常用百分数表示，机械效率总小于1 三、功率 ①物理意义：功率是表示做功快慢的物理量。 ②定义：单位时间内所做的功叫做功率 ③公式：P=W/t ④单位：瓦特（W）、千瓦（kW） 1W=1J/s 1kW=103W 四、动能和势能 1、动能 ①能量：物体能够对外做功（但不一定做功），表示这个物体具有能量，简称能。 ②动能：物体由于运动而具有的能叫做动能。 ③质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 2、势能 ①重力势能：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。 物体被举得越高，质量越大，具有的重力势能也越大。 ②弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 物体的弹性形变越大，具有的弹性势能越大。 ③势能：重力势能和弹性势能统称为势能。 五、机械能及其转化 1、机械能：动能与势能统称为机械能。 如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 2、动能和重力势能间的转化规律： ①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能； ②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能； 3、动能与弹性势能间的转化规律： ①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能； ②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。 第十六章《热和能》复习提纲 一、分子热运动 1、物质是由分子组成的。 分子若看成球型，其直径以10-10m来度量。 2、扩散现象 ①一切物质的分子都在不停地做无规则的运动（热运动）。温度越高，分子的无规则运动越剧烈。 ②扩散现象说明：A、分子之间有间隙。B、分子在做不停的无规则的运动。 3、分子间的作用力 分子间有相互作用的引力和斥力 ①分子间的引力使得固体和液体保持一定的体积，它们里面的分子不致散开。分子间的斥力使得分子已经离得很近的固体和液体很难进一步被压缩。 ②当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力；当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力；如果分子相距很远，作用力就变得十分微弱，可以忽略。 二、内能 1、内能 ①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，叫做物体的内能。 ②物体在任何情况下都有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。 ③影响物体内能大小的因素： A温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。 B质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。 C材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。 D存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。 ④、内能与机械能不同：机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关；内能是微观的，是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。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子间的相互作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。 2、物体内能的改变 ①内能改变的外部表现：物体温度改变或物体的存在状态改变。但不能反过来说，内能改变必然导致温度变化。 ②改变物体内能的方法 A热传递可以改变物体的内能。 a热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。 b热传递的条件是有温度差，传递方式是：传导、对流和辐射。热传递所传递的是内能（热量），而不是温度。 c热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；物体放热，温度降低，内能减少。 d热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。 B做功可以改变物体的内能： a做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。 b做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化。 c如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。 C、做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。 三、比热容 1、比热容： ⑴ 定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。 ⑵ 物理意义：表示不同物质，在质量相等，温度升高（或降低）相同的度数时，吸收（或放出）的热量并不相同这一性质。 ⑶比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。 ⑷水的比热容为4.2×103J/(kg•℃) 表示：1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J 2、热量的计算 公式：Q吸＝Cm（t－t0），Q放＝Cm（t0－t） 四、热机 1、热机： 内能转化为机械能的机器。 2、内燃机： ①将燃料移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。 ②内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。 3、燃料的热值 ①燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，化学能转化为内能。 ②燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量不同。 ③1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。热值单位：焦每千克（J/kg），对气体燃料，热值指的是1立方米燃料完全燃烧放出的热量，单位：焦每立方米（J/m3） ④热机的效率：燃料燃烧释放的能量用来开动热机时，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 ⑤提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；机件间保持良好的润滑、减小摩擦。 五、能量的转化和守恒 1、能的转化 在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化。 摩擦生热：机械能转化为内能 发电机：机械能转化为电能 电动机：电能转化为机械能 光合作用：光能转化为化学能 燃料燃烧：化学能转化为内能 2、能量守恒定律 能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。 第十七章《能源与可持续发展》复习提纲 一、能源家族 1、按能源的产生方式可分为： 一次能源：可以从自然界直接获得。如：化石能耗、风能、太阳能、地热能、核能 二次能源：无法从自然界直接获得，必须通过一次能源的消耗才能得到。如：电能 2、按能源是否可再生分为： 不可再生能源：不可能在短期内从自然界得到补充。如化石能源、核能 可再生能源：可以在自然界源源不断的得到。如：水的动能、风能、太阳能生物质能。 3、化石能源：千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的能源。如：煤、石油、天然气。 4、生物质能：由生命物质提供的能量。 二、核能 1、原子的组成 物质由分子组成，分子又由原子组成。原子由质子、中子、电子组成。质子带正电荷，电子带负电荷，中子不带电。 2、核能：原子核分裂或聚合所释放出的能量。 3、获得核能的途径 裂变：质量较大的原子核分裂成多个新的原子核，并释放出核能。应用：核反应堆、原子弹 聚变：多个质量较小的原子核结合成新的原子核，并释放出核能。应用：氢弹。 三、太阳能 1、太阳能：在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能。 2、利用太阳能的方式 ①间接利用：化石能源 ②直接利用：a集热b太阳能电池 四、能源革命 1、能源革命 ①第一次能源革命：钻木取火 ②第二次能源革命：蒸汽机的发明 ③第三次能源革命：核能的利用 2、能量转移的方向性 能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。 五、能源与可持续发展 1、21世纪的能源趋势 2、能源消耗对环境的影响 3、未来的理想能源满足的条件①必须足够丰富，可以保证长期使用；②必须足够便宜，可以保证多数人用得起；③相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用；④必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。 4、未来理想的能源