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浙教版九年级上册·第三章 能量的转化和守恒
3.1 能量及其形式
01 认识能量
1、日常生活中的能量
植物的生长、流星等自然现象都与能量相关；人类的一切活动都离不开能量，我们需要能量来保证日常生活和工作，即使在睡觉的时候也需要消耗能量。
事 例 说 明
植物的生长需要能量 所有的自然现象都涉及能量
破坏力巨大的龙卷风具有能量
太阳的照射提供能量
运动员的奔跑需要能量 人类的一切活动每时每刻都离不开能量
人的学习需要能量
人睡觉时需要消耗能量
2、通过斜面实验认识能量
小球在斜面甲A处时，有一种与升高高度相联系的能量，该能量使小球在斜面上运动。
02 能量的形式
物体的运动有多种多样的形式。跟物体的运动一样，能量也有多种形式。根据能量的特点大致可以分为机械能、化学能、声能、电能、电磁能、内能、核能等。
1、机械能：天体的运行、河水的流淌、候鸟的飞翔、人类的行走、蒲公英种子的飞行等，都属于机械运动；这些做机械运动的物体都具有机械能。
2、化学能：储存在食物中的能量属于化学能，汽油、木材、天然气、沼气、煤炭等燃料都储存着能量，这种能量也属于化学能。
3、声能：声音具有能量，这种能量称为声能（如冲击钻发出刺耳的声音）。
4、电能：如发电站、电池等提供电能。
5、电磁能：如光、红外线、紫外线、微波和 X 射线等都是电磁能的表现形式。电磁能以波的形式传播。
事例 具有的能量形式
做机械运动的物体 机械能
汽车行驶时需要的燃料 化学能
动听的音乐 声能
各种电池和发电厂提供的电 电能
核电站发电 核能
可见光、红外线紫外线、微波和X射线 电磁能
高温水蒸气 内能
6、太阳能是各种形式的能的最终能量来源。
3.2 机械能
01 动能
1、动能的概念
物体由于运动而具有的能量叫做动能。一切做机械运动的物体都具有动能。例如：飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、流动的水和空气等，都具有动能。
2、影响动能大小的因素<小钢球撞木块实验>
（1）提出问题：动能的大小与哪些因素有关
（2）猜想与假设：物体动能大，表示物体由于运动而具有的能量大，所以动能可能与物体的运动速度有关，还可能与物体的质量有关。
（3）设计实验与制订计划：让钢球从斜面上滑下，碰到一个木块上，推动木块做功。在同样的水平面上，通过木块被推动的距离大小，判断出钢球动能的大小。
①探究动能大小与速度的关系：让同一钢球从不同高度滑下，看哪次木块被推得远。
②探究动能大小与质量的关系：换用质量不同钢球，让它们从同一高度滑下，看哪个钢球把木块推得远。
（4）进行实验与收集证据
① 由甲乙两图可知，同一钢球从不同的高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同，高度越高，钢球滚下时速度越大，木块被推得越远，说明物体动能大小与物体的速度有关；
② 由乙丙两图可知，不同钢球从同一高度滚下，钢球碰撞木块时的速度相同，质量大的钢球将木块推得远，说明物体动能的大小与物体的质量有关。
（5）实验结论：物体的动能大小与质量和运动速度有关；质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越大。
<此实验需注意>：
（1）因动能的大小与物体的质量、运动的速度两个因素有关，所以要用控制变量的方法进行实验；
（2）一切运动的物体都具有动能，物体的动能由物体的质量和其速度的大小共同决定，在比较物体的动能大小或分析物体动能大小的变化时，要同时考虑到物体的质量和物体的速度两个因素，不能只考虑其中的一个方面。
02 势能
1、重力势能
物体由于被举高而具有的能叫重力势能。【决定因素：高度和质量】
2、影响重力势能大小的因素
（1）提出问题：势能大小跟什么因素有关？
（2）猜想与假设：势能大小可能跟物体的质量、高度有关。
（3）设计实验：控制变量法的运用
①控制质量相同，改变物体的高度，研究物体的势能跟物体高度的关系；
②控制高度相同，改变物体的质量，研究物体的势能跟物体质量的关系；
（4）实验装置如图
（5）进行实验
①让质量为m，体积为V的小球从高度为h的自由下落，记录小球撞击形成沙坑的深度h1；
②让质量为m，体积为V的小球从高度为2h的自由下落，记录小球撞击形成沙坑的深度h2；
③让质量为2m，体积为V的小球从高度为h的自由下落，记录木小球撞击形成沙坑的深度h3；
（6）实验现象
①同样质量的小球，从不同位置下落，高度高的小球撞击形成沙坑的深度越深；
②不同质量的小球，从相同位置下落，质量大的小球撞击形成沙坑的深度越深。
（7）实验结论
物体的势能大小跟物体的质量和高度有关。质量相同的物体，高度越高，它的势能越大；高度相同的物体，质量越大，它的势能也越大。
2、弹性势能
（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。例如，张开的弓、拉长的橡皮条、卷紧的钟表发条等。判断一个物体是否具有弹性势能，关键是看物体是否发生了弹性形变，若物体发生了弹性形变，则此物体具有弹性势能。
（2）影响弹性势能大小的因素
弹性势能的大小与物体弹性形变的大小有关。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。如：射箭时手拉弓弦使弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，箭就射得越远。同样，机械表内发条卷得越紧，弹性形变越大，弹性势能就越大，机械表走动的时间就越长。
03 机械能 <部分内容适当补充>
1、定义：动能和势能的总和统称为机械能。
【关于机械能的理解：动能和势能都属于机械能，一个物体可以只有动能，也可以只有势能，还可以同时具有动能和势能。当只有动能和势能相互转化时，机械能的总和不变，或者说机械能是守恒的。“守恒”的含义为保持不变，即物体动能和势能相互转化过程中，任何位置的机械能（动能+势能）相等】
2、判断机械能守恒的方法
①方法一：分析“动能+势能”（先分别判断动能、势能如何变化）；
②方法二：寻找“外援”和“损耗”
观察是否有能量供给者（比如通电、燃料燃烧等），如果有，机械能增加；
观察是否存在摩擦阻力或空气阻力，如果有，机械能减少（摩擦发热转化成内能）；
③方法三<了解>：观察是否只有重力做功，如果只有重力做功，机械能守恒。
3、机械能守恒
机械能守恒的条件 只有动能和势能相互转化 换言之，机械能与其它形式的能量之间没有相互转化
机械能守恒的实质 在一定条件下，动能与势能相互转化（机械能没有损失）
机械能守恒隐含条件 题目中有“光滑”、“自由”、“不计阻力”等词语，说明不计摩擦
机械能不守恒 机械能减小 如：小球下落时要与空气摩擦，小球机械能会减小
机械能增加 如火箭升空时，火箭机械能会增加
4、机械能不守恒的情况【重点】
（1）火箭加速升空：动能增大，势能增大，所以机械能增大。另外也可以从外力分析，因为（推力）做功，机械能增大。
一 二 三 四 五
（2）电梯匀速升降：动能不变，势能发生改变，所以机械能由势能变化决定，电梯上升，机械能增加，电梯下降，机械能减少。
（3）摆球越摆越慢：由于受到空气阻力，部分机械能转化为内能，导致机械能减少。
（4）弹球越弹越低：球在反弹过程中与地面摩擦，产生热量，越弹越低，机械能减小。
（5）洒水车洒水，洒水车洒水过程之中，质量减少，导致动能和势能同时减少，机械能减少。（类似的如飞机空中加油）。
5、动能和势能的相互转化
（1）单摆（滑轨）
荡秋千是同学们非常喜欢的体育活动，秋千从高处荡向低处时，速度越来越大，从低处荡向高处时，速度越来越小。
运动方向 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 机械能
A→O 降低 减小 变大 增大 重力势能→动能 减小
O→C 升高 增大 变小 减小 动能→重力势能 减小
C→O 降低 减小 变大 增大 重力势能→动能 减小
O→A 升高 增大 变小 减小 动能→重力势能 减小
（2）滚摆
将滚摆挂起来，捻动滚摆，使悬线缠绕在轴上，当滚摆上升到最高点后，放开手，滚摆会上升和下降。
运动方向 高度 重力势能 速度 动能 能的转化
下降 降低 减小 变大 增大 重力势能→动能
上升 升高 增大 变小 减小 动能→重力势能
（3）卫星的近地点和远地点
卫星离地球中心最近的点叫做近地点，离地球中心最远的点叫做远地点。
运动方向 高度 势能 速度 动能 能的转化
远地点→近地点 降低 减小 变大 增大 重力势能→动能
近地点→远地点 升高 增大 变小 减小 动能→重力势能
（4）抛球、弹球
运动方向 高度 势能 速度 动能 能的转化
上抛 降低 减小 变大 增大 重力势能→动能
下落 升高 增大 变小 减小 动能→重力势能
注意：斜抛过程中最高点速度最小，但仍然有水平速度，故动能不减为0。
（5）蹦极（蹦床）问题
蹦极和蹦床问题的核心在于受力分析，分析力和运动的关系及能量的转化。（过程分析：O点下落起点，A点为弹簧自由长度点， C点为蹦极最低点）
①O→A：自由落体，只受重力，人向下加速，同时重力势能变小，动能变大，重力势能转化为动能；
②A→B：受竖直向上的弹力（↑）和竖直向下的重力（↓），弹力从O开始变大，开始F弹力小于F重力，合力F=F重力－F弹力>0 合力方向向下 又因为运动方向向下，所以人继续往下加速，此时重力势能变小，动能变大，人的机械能转化为绳子的弹性势能。
③ B点：受竖直向上的弹力（↑）和竖直向下的重力（↓），此时受到的F弹力等于F重力，合力为0，之前人一直加速，之后人开始减速，所以在B点速度达到最大。
④B→C：受竖直向上的弹力（↑）和竖直向下的重力（↓），但是F弹力大于F重力，合力F=F重力－F弹力<0合力方向向上 又因为运动方向 向下，所以人开始减速。此时重力势能变小，动能变小，弹性势能增大。
⑤C点：最低点，速度为0，动能为0，弹簧形变量最大，故弹性势能最大，动能为0，重力势能最小。
3.3 能量转化的量度
01 功
1、功：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上移动了一段距离，这个力就对物体做了功。
2、力对物体做功的两个必要因素：①作用在物体上的力F；②物体在力的方向上移动的距离s。
3、不做功的情况
图示
甲：用力搬石头但没搬动 乙：保龄球离开手后继续滚动的过程中，手对保龄球不做功 丙：竖直向上有力拎滑板，但滑板只在水平方向上有移动距离
原因 ①有力无距 ②有距无力 ③力的方向与距离的方向垂直
4、功的计算
功有大小，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。如果用F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，W表示功，则功的计算公式为W=Fs。
<注意>
（1）要明确是哪个力对物体做功，或是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
（2）公式W=Fs中的F是作用在物体上的力，s必须是物体在力F方向上通过的距离。
（3） F是使物体沿力F方向通过距离s的过程中，始终作用在物体上的力，它的大小和方向都是不变的。
5、功的单位
在国际单位制中，力的单位是牛( N )，距离的单位是米(m)，功的单位是牛·米(N·m )，在国际单位制中，用专门的名称“焦耳”来表示，简称为焦，符号是J。1焦=1牛·米。
6、生活中的功估量
（1）把1 只鸡蛋举高2 米，做的功大约是1 焦。
（2）把一本《科学》从地面捡起放回桌面所做的功大约为2焦耳。
（3）将一瓶500 mL的矿泉水从地上拿起并举高，做功约10J。
7、做功的实质
做功的过程实质上就是能量转化的过程，力对物体做了多少功，就有多少能量发生了转化。因此，可以用功来量度能量转化的多少。
02 功率
1、功率
（1）定义：单位时间里完成的功叫做功率。
（2）意义：反映做功快慢的量（即表示能量转化快慢的量）。
（3）符号：P
（4）公式：由功率的定义知，功率=功/时间，如果用P表示功率，W表示功，t表示时间，则功率的公式可表示为P= W/t。
（5）单位
在国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，符号为W。1瓦=1焦/秒。在实际应用中还常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作为功率的单位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。
（6）物理意义：某小轿车功率为66kW，它表示：小轿车每秒钟做66000J的功。
（7）功率的推导公式P = Fv
①当物体在力F的作用下，以速度v沿力的方向做直线运动时，力F做功的功率可以表示为： ，即功率的大小等于作用在物体上的力与物体速度的乘积；
②应用P= Fv进行计算时，力的单位为牛(N)，速度的单位为米每秒(m/s)，这样计算出来的功率的单位才是瓦(W)；
③应用：驾驶功率一定的机车，有经验的司机在上坡时总要换用低挡来减速行驶。根据P= Fv可知，当功率P一定时，减小车速v，可增大牵引力F，这样更容易上坡。
2、功和功率的辨析
功 功 率
概 念 力和物体在力的方向上通过的距离的乘积 单位时间内所做的功
物理意义 表示力做功的多少 表示力做功的快慢
决定因素 功由力和物体在力的方向上通过的距离决定 功率由功和时间决定
计算公式 W=Fs P=W/t
单 位 功的单位是焦耳（J） 功率的单位是瓦特（W）
<名师指点> 辨析
（1）做功越多，做功越快（×）； （2）功率越大，做功时间越短（×）；
（3）功率越大，做功越快（×）； （4）做功越快，功率越大（×）；
（5）时间一定时，做功越多，功率越大，做功越快（√）；
（6）时间一定时，功率越大，做功越快，做功越多（√）；
（7）功表示做功的多少，功率表示做功的快慢（√）。
3、比较做功的快慢
（1）若做功相同，比较做功的时间，所用时间越短做功越快，功率越大。
（2）若做功时间相同，比较做功的多少，做功越多做功越快，功率越大。
（3）若做功的多少和所用时间都不相同，则通过计算（做功的多少与做功所用时间的比值）进行比较。
3.4 简单机械
01 杠杆
1、杠杆
（1）定义：在力的作用下能绕固定点转动的硬棒，叫做杠杆。
（2）对“ 硬棒 ”的理解：“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定长度，能在外力作用下不发生弯曲、伸缩等形变的物体；杠杆可以是直的，也可以是弯曲的。
2、杠杆的五要素
五要素 物理含义
支点 杠杆绕着转动的点，用“O”表示
动力 使杠杆转动的力，用“F ”表示
阻力 阻碍杠杆转动的力，用“F ”表示
动力臂 从支点O到动力F 作用线的距离，用“L1”表示
阻力臂 从支点O到阻力F 作用线的距离，用“ L2”表示
<注意>
支点在两力的作用点之间时，两力的方向指向杠杆同一边，当支点在两力作用点之外，两力方向指向杠杆两边。
3、力臂的画法
要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念——力臂是从支点到力的作用线的距离，这是解决杠杆问题的关键。通常按下述步骤即可画出力臂：
（1）在杠杆的示意图上，确定支点O，如图所示。
（2）画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。
（3）从支点O向力的作用线引垂线，要画出垂足，则从支点到垂足的距离就是力臂，力臂用实线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。
<名师指点>
可以用简单的顺口溜记住：先找点，后延线，过支点，引垂线。
4、杠杆平衡的条件<实验探究>
（1）杠杆平衡：在动力和阻力的作用下，杠杆保持静止或匀速转动状态。
（2）实验探究：杠杆的平衡条件
（3）实验器材：杠杆和支架、弹簧测力计、钩码、刻度尺、线。
（4）实验步骤
A. 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B. 如图所示，在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡。这时杠杆两边受到钩码的作用力的大小都等于钩码重力的大小。把支点右方的钩码的重力当成动力F1，支点左方的钩码的重力当成阻力F2；用刻度尺测量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的数值填入实验表格中。
C. 改变力和力臂的数值，再做两次实验，将结果填入人实验表格中。
实验序号 动力F1/牛 动力臂L1/厘米 动力×动力臂/(牛 厘米) 阻力F2/牛 阻力臂L2/厘米 阻力×阻力臂/(牛 厘米)
1 0.5 20 10 1.0 10 10
2 1.5 20 30 1.0 30 30
3 2.0 20 40 4.0 10 40
（5）分析与论证：分析实验数据，可知杠杆平衡时，如果动力臂比阻力臂大，则动力比阻力小；动力臂比阻力臂小，则动力比阻力大。如果把每次实验的动力与动力臂相乘，阻力与阻力臂相乘，虽然各次实验的乘积不相同，但每次实验中动力与动力臂的乘积跟阻力与阻力臂的乘积相等，即动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2。
（6）杠杆平衡条件（或杠杆平衡原理）：动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2、。
（7）最小动力作法
要实现最小动力，就是要找最大动力臂，最大动力臂就一般是连接支点与杠杆最远处，然后垂直于动力臂做出动力。
5、杠杆的分类
名 称 力臂关系 力的关系 特 点 应用举例
省力杠杆 L1＞L2 F1＜F2 省力但费距离 撬棒、铡刀、起子等
费力杠杆 L1＜L2 F1＞F2 费力但省距离 钓鱼竿、镊子等
等臂杠杆 L1＝L2 F1＝F2 既不省力也不费力 天平、定滑轮
02 滑轮的分类
1、滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。
2、滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成定滑轮和动滑轮两类。
定 滑 轮 动 滑 轮
定 义 轴固定不动 轴随物体一起移动
特 点 不省力，不省距离， 但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离， 并且不能改变力的作用方向
应 用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
3、定滑轮和动滑轮的实质
（1）定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图，滑轮的轴相当于支点，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知：F=G，所以不省力。因此，定滑轮的实质是一个等臂杠杆。
（2）动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点O在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离s=2h。
4、使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动，且绳与滑轮摩擦不计）
F：自由端拉力 G：单个滑轮的重力 S：绳子末端移动的距离 h：物体升高的高度
定 滑 轮 动 滑 轮
图示
表达式 F=G F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=(G+G轮)/2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=F摩/ 2 S绳=2h物 v绳=2v物 F=2G+G轮 S轮=s物/2 v轮=v物/2 F=2F摩 S轮=s物/2 v轮=v物/2
03 滑轮组
1、在实际应用中，人们常常把定滑轮和动滑轮组合在一起构成滑轮组。
2、滑轮组特点：既可以省力，又能改变力的方向（但费距离）。
3、常规滑轮组的构成和绕线：【口诀：奇动偶定】
承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。
滑轮类型 用滑轮组匀速提升重物 用滑轮组匀速水平拉动重物
装置图
力、距离和速度的关系 S=nh V绳=nV物 F= S绳=nS物 V绳=nV物
04 机械效率
1、有用功、额外功、总功的定义
（1）有用功：人们提升重物过程中必须做的功，用w有用表示。
（2）额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功，用W额外表示。
（3）总功：人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总=W有用+W额外（总功必定大于有用功）。
（4）有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。
2、机械效率
定 义 公 式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总 功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
3、常见机械效率的计算分析
（1）滑轮组
①若不计绳重和摩擦
有用功：W有=Gh， 总功：W总=FS，
机械效率：η=×100%=×100%
②若计绳重和摩擦
有用功W额=G动h， 总功：W总=Gh+G动h，
机械效率：η==
（2）横置滑轮组
有用功：W有=fs， 总功：W总=F·ns， 机械效率：η=×100%=×100%
4、机械效率的影响因素
（1）其他条件相同时，绳重和摩擦越大，机械效率越低。
（2）其他条件相同时，G动越大，机械效率越低；G物越大，机械效率越大。
5、提高机械效率的途径
（1）在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是改进结构，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等；
（2）在所做额外功一定的情况下，增大有用功，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
6、其他机械效率的测量
（1）测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。
（2）测量杠杆的机械效率：η= =
05 斜面
1、斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。
2、影响斜面机械效率的因素
（1）其他条件相同时，斜面越光滑，机械效率越高；
（2）其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越高。
3、测量斜面的机械效率
（1）光滑斜面：Fl＝Gh　 W额＝0　 η＝100%；
（2）有摩擦的斜面：η＝Gh/Fl；
（3）斜面的机械效率与斜面的光滑程度和倾斜程度有关。
3.5 物体的内能
01 内能
1、分子动能
分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样，运动着的分子也具有动能。物体的温度越高，分子具有的动能越大。
2、分子势能
由于分子之间存在相互作用力，因此分子之间也具有势能。
3、物体的内能
物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的内能，俗称热能，内能的单位是焦耳(J)。
4、影响内能大小的因素：物体的温度、质量、状态、种类等。
（1）在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；
（2）在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；
（3）在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；
（4）在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能不同。
5、改变物体内能的方式【物体内能改变的途径有两种：热传递和做功】
（1）热传递可以改变物体的内能，此时内能的改变是用热量来计量的。
①热传递的条件：物体之间或同一物体的不同部分之间存在温度差。
②热传递对物体的影响：温度高的物体放出热量，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热量，温度升高，内能增加。
③内能变化的量度：用热量来量度内能的变化。热量是指在热传递过程中，传递内能的多少。
④热传递的实质：是内能从高温物体（或同一物体的高温部分）传递到低温物体（或同一物体的低温部分）。
（2）做功可以改变物体的内能
①大量生活现象和实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能增加。常见对物体做功四种方法如下：
A. 压缩体积（如：用打气筒打气） B. 摩擦生热（如：钻木取火）
C. 锻打物体（如：用铁锤敲打铁块） D. 弯折物体（如：来回多次拧弯细铁丝）
②大量实验表明，物体对外做功，物体的内能会减少，如气体体积膨胀。
③通过做功改变物体的内能，实质是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。对物体做了多少功，就有多少其他形式的能转化为内能；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为其他形式。
6、温度、热量、内能之间的区别与联系
温度 热量 内能
定义 不同 宏观上： 表示物体的冷热程度 微观上： 反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和
量的性质 状态量 过程量 状态量
表述 “降低”或“升高” “放出”或“吸收” “有”“具有”“改变”“增加”“减少”
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度不一定改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也不一定降低
02 比热容
1、比热容定义
单位质量的某种物质温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容。
2、比热容用符号℃表示，单位为焦/（千克·℃），读作焦每千克摄氏度。
3、物理意义
水的比热容为4.2×103焦/（千克·℃），它的意义是质量为1千克的水，温度升高(或降低)1 ℃所吸收(或放出)的热量为4.2×103焦。
4、水的比热容的特点和应用
一定质量的水升高（或降低）一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点，我们用水作为降温物质或用来取暖，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容大，在吸收（或放出）相同的热量时，温度升高(或降低)得小，故沿海沿海地区昼夜温差小，沿海地区冬暖夏凉等。
03 热量的计算公式
1、吸热公式：Q吸=cm( t-t0)。
<名师指点>：式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体加热前的温度，t表示物体加热后的温度，“t-t0”表示升高的温度，有时可用△t0表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△t0。
2、放热公式：Q放=cm (t0-t)。
<名师指点>：式中c、m的含义不变，t0表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“t0-t”表示降低的温度，有时可用△t0表示，此时放热公式可写成Q放=cm△t0。
3、热量计算的一般式： Q=cm△t。【△t表示温度的变化量】
<名师指点>：物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。
◇区别：Q吸与Q放公式中各物理量的单位
比热容C的单位是焦/（千克·℃），质量m的单位是千克，温度（t、t或△t0）的单位是℃（摄氏度），热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。
4、两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放。
04 热机
1、热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。
2、热机的特点：通过做功把内能转化为机械能。
3、内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。汽油机和柴油机是两种常见的内燃机。
4、汽油机
（1）汽油机：以汽油为燃料的内燃机。
（2）构造：如图。
（3）汽油机在工作时，活塞在汽缸内往复运动。活塞从汽缸的一端 运动到另端的过程叫做一个冲程。其工作过程如下表：
冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
工作示 意图
进气门开闭情况 打开 关闭 关闭 关闭
排气门开闭情况 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动方向 向下 向上 向下 向上
冲程的作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物，使其压强增大、温度升高。在压缩冲程末，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物 燃料混合物燃烧产生高温高压燃气，高温高压燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 排出废气
能的转化 无能量转化 机械能转化成内能 汽油燃烧：化学能转化成内能。 燃气推动活塞做功：内能转化成机械能 无能量转化
（4）工作过程分析
大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动两圈，对外做功1次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
05 燃料的热值
1、定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2、单位：焦/千克，如：木炭的热值是3.4×107焦/千克，
它表示1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4×107焦。
<注意>
燃料的热值与燃料的种类有关，热值反映的是不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小。燃料的热值只与燃料的种类有关，是物质的一种特性，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧无关。
3、热值公式及简单计算：
（1）公式：Q=mq（Q为燃烧放出的热量）；气体燃料有Q=Vq （V为气体体积）。
（2）热值在计算中用于计算某种燃料所能提供的能量总和。
<名师指点>：分析计算：第一步：找完全燃烧（没有，不能算；有，跳到第二步）；
第二步：摆公式Q放 = mq 分析计算。
4、能量转化：燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的化学能转化为内能的过程。
5、燃料很难完全燃烧，燃料燃烧放出的热量也不可能完全得到利用。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，同时应尽可能减少各种热损失，既可以节约燃料、提高效率，又可以减少污染、保护环境。
6、热效率的计算
①汽车前进时，汽油燃烧释放热能用于汽车克服摩擦做功，η=；
②用天然气烧热水时，天然气燃烧释放的内能转化为水的内能，η=。
3.6 电能
01 电能与电功
1、定义
（1）电功：电流所做的功叫做电功。
（2）电能：电能是能量的一种，属于二次能源，用符号W表示。
2、实质
电流做功的过程实质上就是电能转化为其他形式能量的过程。电能转化为其他形式能量的多少可以用电功来度量。如：电流通过电动机，把电能转化为机械能，说明电流对电动机做了功。
3、单位
电能电功的单位是焦耳，还有千瓦时(kW·h)俗称“度”；焦耳与千瓦时之间的换算关系：1千瓦时=3.6× 106焦耳。
4、电能表
（1）电能表的作用：测量用电器在一段时间里消耗的电能的多少。电能表也叫电度表。
（2）电能表的参数含义
①220V：该电能表应该接在220伏的电路上使用。
②kw·h：电能表上的数字以千瓦时为单位来显示用电器所消耗的电能。
③1200r/kW·h：接在该电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表的转盘转过1200转。
④5(10)A：该电能表的额定电流为5安，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过10安。
（3）电能表测量电能的方法
①读数法：电能表计数器上显示着数字，计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数(消耗电能的多少)，单位是千瓦时(度)。
如：家中电能表在月初的示数是03248，月末的示数是03365，则这个电能表计数器示数这个月家中用电量为336.5千瓦时-324.8千瓦时=11.7千瓦时，即这个月家中用电量为11.7度。
②计算法：由电能表参数Nr/ kW·h (N由不同电能表规格而定)，数出某段时间电能表转盘转过的转数n，则这段时间消耗的电能W=n/N千瓦时=n/N×3.6×106焦耳。
02 电功率
1、电功率
（1）物理意义：描述电流做功的快慢。
（2）定义：电流在单位时间内做的功。用字母P表示。
（3）单位：瓦(W )或千瓦(kW)，换算关系为1千瓦=1 000瓦。
（4）公式：P= W/t，其中W代表电功，t表示时间，其变形式为W=Pt，t= W/P
2、额定功率与实际功率
用电器两端的电压 电功率 用电器工作情况
U实=U额 P实=P额 正常工作
U实>U额 P实>P额 容易损坏
U实03 影响电功率大小的因素
1、研究电功率与电流的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡并联，目的是控制两者两端的电压相同，比较通过两只小灯泡的电流大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电流表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电压关系)
亮度(亮暗)
电流(安)
实验结果：在电压相等的情况下，通过小灯泡的电流越大，小灯泡的电功率越大。
2、研究电功率与电压的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡串联，目的是控制通过两者的电流相同，比较两只小灯泡两端的电压大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电压表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电流关系)
亮度(亮暗)
电压(安)
实验结果：在电流相等的情况下，小灯泡两端的电压越高，小灯泡的电功率越大。
04 电功率和电功的计算【推导过程如右图】
1、求电功率：P=UI=I2R=
2、求电阻：R===
3、求电压：U=IR==
4、求电流：I===
<名师指点>：★有关电功率模块的比例计算—— “串正、并反”解题技巧
（1）串联电路的比例关系——P、W、U全都和对应电阻成正比。
依据：W=I2Rt、P=I2R、U=IR
（2）并联电路的比例关系——P、W、I全都和对应电阻成反比。
依据：I=、P=、W=t
05 测定小灯泡的功率
实验原理：伏安法测电功率的原理是P=UI。利用电压表和电流表分别测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流就可以求出小灯泡的电功率。在额定电压下测出来的电功率就是额定功率。
06 电热器与焦耳定律
1、电流的热效应
（1）定义：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。
（2）实质：电流通过导体发热的过程实际上是电能转化为内能的过程。
（3）应用：各种各样的电热器都是利用电流的热效应工作的，如电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲等。电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由电阻大、熔点高的金属导体制成的。
2、探究影响电热的因素
实验方法 控制变量法和转换法
影响因素 （1）通过导体电流的大小；（2）导体的电阻大小；（3）通电时间。
常见的两个探究方向 探究导体产生热量与电阻的关系 探究导体产生热量与电流的关系
实验结论 在电流相同、通电时间相同的情实验结论情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
3、焦耳定律
（1）焦耳定律的内容：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。焦耳定律是由英国科学家焦耳最先发现的。
（2）公式：Q=I2Rt。
（3）对焦耳定律的计算公式Q=I2Rt的理解要注意以下几点：
①讲到影响电流通过导体产生热量的因素时要控制好变量，要同时考虑到通过导体的电流、导体电阻和通电时间。例如不能说导体通电时间越长，产生的热量就越多。
②不能说导体产生的热量跟电流成正比，只能说跟电流的二次方成正比。
③公式中的各个物理量都是对同一导体或电路而言的，计算时不能张冠李戴。
④电热和电功的单位是相同的，都是焦(J)。
07 电热(Q)和电功(W)的区别
电热是指电流通过导体时产生的热量，这部分热量是由电能转化而来的，电功是指电流通过导体时所做的功。当电流通过导体时，如果电能全部转化成内能（纯电阻电路），此时电功等于电热（W=Q）；如果电能部分转化成内能（非纯电阻电路），此时电功大于电热。举例说明：当电流通过电饭煲（纯电阻电路）时，电能全部转化成内能，此时电功等于电热（W=Q）；电流通过电风扇（非纯电阻电路）时，电流做的功（电功）只有一小部分转化为电热，另外部分转化成机械能使电风扇转动起来，此时电功大于电热，故选用热量计算公式时分两种情况：
①电功全部转化成电热： Q=W=I2Rt=UIt= U2t/R=Pt （适用于纯电阻电路）
②电功全部或部分转化成电热： Q=I2Rt（适用于任何电路）
3.7 核能
01 核能
1、核能：是通过将核反应从原子核释放的能量，先转化为发电机的机械能及水的内能，再转化为电能。初中阶段，核能可通过两种核反应方式进行释放。核裂变和核聚变是获得核能的两种途径。
2、核裂变
（1）含义：核裂变是质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出巨大能量的现象。如中子轰击铀235，铀核就会分裂成2个新核，并释放出能量，同时产生几个新的中子，1千克铀全部裂变，释放的能量超过2000吨煤完全燃烧释放的能量。
（2）链式反应：每个铀核裂变时会产生几个中子，这些中子又会继续轰击其他铀核，使其他铀核裂变并产生更多的中子，这样就会导致一系列铀核持续裂变，产生链式反应，如图所示。快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制裂变反应的装置。
（3）应用：原子弹、核电站都是根据核裂变的原理制成的。原子弹属于不加控制的链式反应；核电站属于可控制的链式反应。
3、核聚变
（1）含义：2个质量较小的原子核结合成质量较大的新原子核，同时释放出能量的现象。由于核聚变需 要极高的温度，所以核聚变也叫热核反应。如图所示，氘核（1个质子和1个氘核中子）和氚核（1个质子和2个中子）在超高温下聚合成新的原子核—氦核，并释放出1个中子，同时释放巨大的能量。
（2）释放能量情况：质量相同的核燃料，核聚变反应释放的核能比核裂变反应释放的核能要多得多。
（3）应用：氢弹是根据核聚变的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。太阳的内部在不停地发生这种核聚变，从而向外释放出巨大的能量。
02 核电站
利用核能发电的电站叫核电站。利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。
1、核电站的原理
（1）核反应堆：可控制地进行核反应的装置，称为核反应堆。核反应堆是核电站核心部分，它以铀为核燃料。
（2）核电站的原理：利用核反应堆提供的能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电。工作过程：如图所示。
（3）核电站的能量转化：核电站并非将核能直接转化为电能。核能→内能→机械能→电能。
2、核电站的特点
（1）消耗燃料少，废渣也少,产生的能量巨大，可以大大减少燃料的运输量；
（2）特别适合于缺少煤、石油和水力资源的区域；
（3）核电站需防止放射性物质泄漏造成的放射性污染，因此必须采用可靠的保护措施，同时要处理好废渣；
（4）成本低，一些发达国家的核电已占相当大的比例，我国的核电事业发展得也很快。
3、太阳能
（1）在太阳内部，氢原子核在超高温下发生核聚变。
（2）太阳的巨大能量是内部核聚变产生的。
（3）大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去，其中有一部分到达地球表面。
03 放射性
1、放射性
原子核的裂变和聚变都会产生些放射性物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的、能量很高的射线，如：a射线、β射线和γ射线。
2、三种主要的放射线
射线 组成 穿透本领
a射线 带正电的高速运动的氦原子核 最弱，在空气中只能前进几厘米
β射线 带负电的高速运动的电子流 较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板
γ射线 能量很高的电磁波 很强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土
3、放射性的利与弊
（1）利：少量的放射线可以为人类服务，如r射线可以对机械设备进行探伤；可以使种子变异，培育出新的优良品种；利用放射线可以杀菌。医疗上利用γ射线可以治疗肿瘤等疾病。
（2）弊：过量的高能量的放射线照射对人体和动植物的组织有破坏作用。
3.8 能量的相互转化
01 能量的相互转化
1、能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化
（1）太阳能的转化
①照射到植物叶片上----植物的化学能； ②照射到大气层中------空气的动能；
③照射到太阳能热水器--水的内能； ④照射到电池板上------电能。
（2）人体能量的来源及转化：人体所需的能量都来自食物，食物被消化后且被分解的过程，是食物的化学能转化为人体的内能、电能、机械能等能量的过程。
（3）火力发电厂的能量转化：燃料燃烧将燃料的化学能转化为内能来加热水，水沸腾后，产生的蒸汽驱动涡轮机转动将内能转化为机械能，涡轮机带动发电机发电将机械能转化为电能。
2、能量转化的普遍性
自然界中的能量有多种表现形式，如机械能、内能、化学能、电能、电磁能、核能等。自然界中各种形式的能量不是孤立的，它们可以在一定的条件下发生转化，能量也可以在同一物体或不同的物体间相互转移。能量转化是普遍现象，自然界中物质运动形式的变化中伴随着能量的相互转化。
02 能量的转化与守恒定律
1、内容
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，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，能的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。
2、意义
能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。
3、永动机—不可能成功
03 能量转化和转移的方向性
1、内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，而不能从低温物体自发地转移到高温物体
如：烧杯中的热水变冷等，是内能自发地从高温物体转移到低温物体。电冰箱、空调制冷，都是从低温物体的内部吸热，向外面放热，使内能从低温物体转移到高温物体。这种转移不是自发进行的，必须要有附加的条件：消耗电能，电动机(压缩机)做功。
2、机械能可自发地转化为内能，但内能无法自发地转化为机械能
如：汽车制动刹车时，由于摩擦，机械能转变成地面、轮胎及空气的内能，但是这些内能不能再次转化为汽车的机械能而使汽车重新启动。可见，能量的转移和转化是有一定的方向性的。能量可以自发地朝一个方向进行，但不能自发地朝反方向进行。
01 动能、势能、机械能守恒
1．（2024·浙江嘉兴·一模）蹦极是一项刺激的高空休闲运动（如图）。运动员身系一根自然长度为L，弹性良好的轻质橡皮绳，从站台由静止开始自由下落。若不计空气阻力，下列有关说法错误的是（ ）
A．刚从站台开始下落时，势能全部转化为动能
B．恰好下落到高度L时，人的动能最大
C．从高度L下落至最低点的过程中，绳的弹性势能一直变大
D．从站台下落到最低点的过程中，人的势能全部转化为绳的弹性势能
【答案】B
【详解】A．刚从站台开始下落时，不计空气阻力，只受到重力作用，势能全部转化为动能，故A正确，不符合题意；
B．运动员下落高度为L，此时弹性绳处于原长，绳的弹性势能为零，继续向下加速运动，速度不是最大值，动能也不是最大值，故B错误，符合题意；
C．下落高度为L后，在继续下落到达最低点过程中，由于绳子的形变一直在增大，所以，弹性势能一直变大，故C正确，不符合题意；
D．当下落到最低点时，运动员的速度为0，绳子的形变最大，所以，人的势能全部转化为绳的弹性势能，故D正确，不符合题意。
故选B。
2．（2024·浙江嘉兴·一模）我国探月工程“嫦娥五号”返回器采用“打水漂”的方式返回，返回轨道如图所示。通过多次进入大气层成功降低速度，避免了返回器燃烧破损的风险。下列说法错误的是（　　）
A．进入大气层前，返回舱机械能减小
B．进入大气层时，返回舱会与大气摩擦产生内能
C．跳出大气层时，返回舱的部分动能转化为势能
D．第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小
【答案】A
【详解】A．进入大气层前，返回器不受任何阻力，所以机械能守恒，故A错误，符合题意；
B．进入大气层时，返回舱需要克服空气阻力做功，会有一部分机械能转化为内能，故B正确，不符合题意；
C．跳出大气层时，返回舱的质量不变，速度变小，高度变大，则其动能减少，重力势能增多，所以部分动能转化为势能，故C正确，不符合题意；
D．动能和势能统称为机械能。第二次进入大气层时，返回舱的机械能小于第一次，而重力势能相等，所以第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小，故D正确，不符合题意。
故选A。
3．（23-24九年级下·浙江温州·自主招生）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则（　　）
A．t1~t2时刻小球所受合力方向一直竖直向下
B．在t1~t2间的某个时刻小球动能最大
C．在t3时刻，弹簧的弹性势能最大
D．t1~t2这段时间内，小球速度一直变大
【答案】B
【详解】ABD．由题意和图示知道，t1时刻小球刚接触弹簧，此时弹力为0；小球继续向下运动，弹力逐渐变大，但开始一段时间内弹力小于重力（合力方向向下），所以小球先做加速运动，动能变大；当弹力等于重力，此时的速度最大，动能最大；继续向下运动，弹力大于重力（合力方向向上），则小球做减速运动；在t2时刻弹力最大，弹簧的形变程度最大（小球在最低点），此时小球的速度为0，所以小球动能最大处在t1时刻到t2时刻之间，故B符合题意， AD不符合题意；
C．弹性势能的大小与物体弹性形变程度的大小有关；t2时刻弹簧的形变程度最大，弹性势能最大，故C不符合题意。
故选B。
4．（2024·浙江·中考真题）某同学通过斜面实验认识能量、运动和力的关系（如图，A、B两点等高）。忽略摩擦及空气阻力，小滑块由静止滑下，下列说法错误的是（　　）
A．小滑块下滑过程中机械能守恒
B．小滑块上升过程中内能不断增加
C．小滑块从A点静止滑下，能到达B点
D．小滑块起始位置越高，到达斜面底端速度越大
【答案】B
【详解】A．忽略摩擦及空气阻力，小滑块运动过程中只有动能和重力势能的转化，机械能守恒，故A正确，不符合题意；
B．小滑块上升过程中，因忽略摩擦及空气阻力，小滑块的内能不变，故B错误，符合题意；
C．小滑块在滑动时机械能守恒，A点和B点等高重力势能和动能都相等，所以从A点静止滑下，能到达B点，故C正确，不符合题意；
D．小滑块在斜面上由静止开始向下运动，重力势能转化为动能，起点位置越高，重力势能越大，到达斜面底端时的动能越大，速度越大，故D正确，不符合题意。
故选B。
5．（24-25九年级上·浙江杭州·阶段练习）如图所示，将一弹性小球沿一定角度斜抛出去，小球落地后被弹出，依次经过A点、B点、C点和D点后又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。则该弹性小球在运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球在B点时机械能为零
B．小球第一次反弹后到达最高点C时动能为零
C．小球经过相同高度的A、D两点时动能相等
D．小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能
【答案】D
【详解】A．小球在B点时，质量一定，高度最低，速度最大，所以动能最大，重力势能最小，动能和势能统称为机械能，机械能不为零，故A错误；
B．从轨迹来看，小球既有水平方向的速度又有竖直方向的速度，第一次反弹后到达最高点C时，竖直方向速度为零，水平方向速度不为零，则小球在C点的动能不为零，故B错误；
C．小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而A点在D点之前，因此小球在D点的机械能小于在A点的机械能，由于A、D两点高度相同，重力势能相等，所以D点的动能小于A点的动能，故C错误。
D．由图可知，小球在多次弹起过程中，机械能逐渐变小，而C点在D点之前，所以小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能，故D正确。
故选D。
02 非恒力做功的计算
6．（23-24九年级上·浙江·期中）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。下列选项错误的是（　　）
A．物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为mgH
B．C点距离水平面的高度为
C．物体能返回至C点处，可推出
D．从A点到B点又回到C点过程中，克服水平面上摩擦力做功为
【答案】D
【详解】A．物体从A点滑到水平面时，在竖直方向上下降的高度为H，所以重力做功为
W=GH=mgH
故A正确，不符合题意；
BC．物体在A、B两点的高度分别为H、h，从A点滑到B点的过程中，设机械能损失量为，即克服摩擦力做的功，由能量守恒定律得
物体从B点滑到C点的过程中，物体与水平面间的压力和接触面粗糙程度都不变，长度也不变，即物体克服摩擦力做的功不变，即损失的机械能不变。设C点高度为h'，由能量守恒定律得
由上面两个等式可得
所以。因为BC之间的距离大于0，则有
解得2h > H，故BC正确，不符合题意；
D．根据上面分析，一次克服摩擦力做功
从A点到B点又回到C点过程中，克服水平面上摩擦力做功为。
故D错误，符合题意。
故选D。
7．（2024·浙江·一模）彩虹滑道是近年来新兴的游玩项目，如图甲所示，游客只需坐在橡皮圈上，就能随橡皮圈一起快速滑下。
（1）图甲中的游客在彩虹滑道上下滑的过程中，速度越来越快，则橡皮圈与滑道之间的摩擦力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）图乙是该游乐项目的简化模型，AB段表示彩虹滑道，BC段表示水平的人工草皮减速带，起点A与人工草皮减速带之间的高度差为h，载人橡皮圈（包括橡皮圈和人）的总质量为m。载人橡皮圈从起点A下滑至彩虹滑道底部后，会在水平的人工草皮减速带上减速，直至停下。若该载人橡皮圈下滑时重力势能转化为动能的效率为η，在水平减速带上受到的摩擦力为f，则水平减速带的长度至少为 （用字母表示）。
【答案】 不变
【详解】（1）[1]摩擦力大小的影响因素：压力大小和接触面的粗糙程度，当游客加速下滑的过程中，气垫与滑道之间的压力和接触面的粗糙程度不变，摩擦力大小不变.
（2）[2]载人橡皮圈的重力势能
W=Gh=mgh
载人橡皮圈的动能
载人橡皮圈在水平减速带滑行的长度
8．（23-24九年级上·浙江湖州·阶段练习）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。
（1）物体从圆弧槽A点滑落到C点的过程中，物体的机械能 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能通过 转化为物体内能，若不考虑能量损失，则物体到达B点时温度升高了 。（物体比热容用c表示）
【答案】 不变 做功
【详解】（1）[1]物体从圆弧槽A点滑落到C点的过程中， 由于表面光滑，那么没有机械能的损耗，即物体的机械能不变。
（2）[2]物体从A点滑到B点的过程中，物体克服表面摩擦，将机械能转化为内能，即损失的机械能通过做功转化为物体内能。
[3]从A到B时物体减小的机械能等于物体增加的内能，即
Q=mgH-mgh=mg(H-h)
则物体到达B点时升高的温度
03 P=Fv的应用
9．（23-24九年级上·浙江金华·阶段练习）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．B是定滑轮
B．动滑轮重9N
C．1~2秒拉力做功的功率40W
D．第2秒内小明做的有用功是40J
【答案】C
【详解】AB．由图丙可知，B随空吊篮一起向上运动，因此B是动滑轮；在1~2s内，第2s内A被匀速提升，由图乙可知，拉力，.由图知，，忽略绳重及摩擦，拉力，则动滑轮重力
故AB错误；
C．由图丙可知，内A上升的速度，拉力端移动速度
第2s内拉力F的功率
故C正确；
D．第2秒内物体上升的高度
第2秒内小明做的有用功是
故D错误。
故选C。
10．（23-24九年级下·浙江杭州·期中）如图所示，光滑的水平面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计滑轮重，绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为5N时，木板向右以5cm/s做匀速直线运动，拉力F做功的功率为 W；当把拉力增大到7N时，弹簧秤的示数是 N。
【答案】 0.5 10
【详解】[1]图中滑轮是动滑轮，拉力F端的速度
拉力做功的功率
[2]当拉力F为5N时，由于使用动滑轮拉动木板，所以木板受到的拉力是10N，木板进行匀速直线运动，木板受到的摩擦力是10N，水平面是光滑的，所以木板受到10N的摩擦力是木块施加的，由于物体间力的作用是相互的，所以木块受到木板的摩擦力是10N，当拉力F为7N时，木板受到向右的拉力变为14N，木块对木板的压力不变，接触面粗糙程度不变，滑动摩擦力保持10N不变，所以木板向右进行加速运动；木块受到的摩擦力不变，木块相对竖直墙面处于静止状态，弹簧秤的示数保持10N不变。
11．（23-24九年级上·浙江·阶段练习）同一物体在力的作用下沿同一水平地面上做直线运动。当物体受到的水平推力为F1时，运动的路程和时间图像如图甲；当物体受到的水平推力为F2时，运动的速度和时间图像如图乙，两次推力的功率分别为P1、P2，则F1 F2，P1 P2（均填“<”、“>”或“=”）。
【答案】 = <
【详解】[1]由图像甲可知，物体做匀速直线运动
由图像乙可知，物体的速度保持不变，速度大小为，因为两次都是匀速直线运动，根据二力平衡条件可知，物体对地面的压力不变，则物体受到的摩擦力不变，推力的大小等于摩擦力，因此。
[2]推力的功率
已知，由以上公式可得
12．（23-24九年级上·浙江金华·阶段练习）如图所示甲为某品牌的电动平衡车，它在行驶过程中仅仅通过人体重心的改变便可实现车辆的启动、停止等动作。
（1）若该电动平衡车的踏板高度为30厘米，小明质量为60千克，当小明从水平地面站到电动平衡车的踏板上，求该过程中小明克服自身重力所做的功为多少？
（2）如图乙所示为小明某次骑行平衡车时运动速度随时间变化曲线。若该平衡车自重为120牛，运动过程中所受阻力为总重的0.1倍，请计算：小明骑行过程中，电动车在5﹣10秒内牵引力做功的功率为多少？
（3）如表为在5米/秒的速度下，普通自行车和电动平衡车遇到突发情况时所需的制动（从发现情况到车停下）时间。请分析表中数据，从安全角度给电动平衡车使用者提出建议。（一条即可）
车辆种类 普通自行车 电动平衡车
时间（秒） 2 8
【答案】（1）180J（2）360W（3）减速慢行
【详解】解：（1）小明的重力
该过程中小明克服自身重力所做的功
（2）小明和电动平衡车的总重
电动平衡车在5-10s做速度为5m/s的匀速直线运动，处于平衡状态，所受的牵引力
由于
所以，小明骑行过程中，电动车在5-10秒内牵引力做功的功率
（3）从表格数据知道，在5米/秒的速度下，电动平衡车遇到突发情况时所需的制动（从发现情况到车停下）时间较长，故可给电动平衡车使用者提出建议为：减速慢行。
答：（1）该过程中小明克服自身重力所做的功为180J；
（2）电动车在5-10秒内牵引力做功的功率为360W；
（3）减速慢行。
04 杠杆的静态、动态平衡分析
13．（23-24九年级上·浙江湖州·期末）如图所示，一个质量分布均匀的1.2千克铁球与轻质硬杆焊接于点后悬挂于竖直墙壁的点，轻杆的延长线过球心，轻杆的长度与铁球半径相等，你认为要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（ ）
A．3牛 B．4牛 C．6牛 D．8牛
【答案】B
【详解】由图知，当力F作用在球的下边缘，且与通过AB的直径垂直时，动力臂最长，动力最小，其受力情况和力臂如下图所示∶
球的重力G竖直向下，力臂为L2，由图知L2 = R，F的力臂等于杆的长度与球的直径之和为
根据杠杆的平衡条件可得
代入数据解得
故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
14．（2024·浙江温州·一模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（ ）
A．如图杠杆中“权”的质量小于“重”的质量
B．“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小
【答案】A
【详解】A．杠杆在图示的位置平衡时，根据杠杆平衡条件可得
由图可知“标”大于“本”，则“权”的质量小于“重”的质量，故A正确；
B．设增加的质量为Δm，由图可知，杠杆平衡时“标”大于“本”，则
即
所以A端会下沉，故B错误；
C．在“权”不变时，“重”增大，需要“标”增大，即把“权”向A端适当移动，故C错误；
D．将提纽O向B端移动一些，“标”增大，则“权”和“标”的乘积增大，而“本”变小，由杠杆平衡可知“重”增大，即杆秤测量范围增大，故D错误。
故选A。
15．（23-24九年级下·浙江杭州·阶段练习）如图所示，杠杆AB可绕O转动，绳AD连在以A为圆心的弧形槽MN上，D可以在MN上自由滑动，在绳的D端从N向M滑动过程中杠杆仍保持平衡，则绳对杠杆的拉力变化情况是（　　）
A．变大 B．变小
C．先变大，后变小 D．先变小，后变大
【答案】D
【详解】在杠杆AB中，当杠杆在水平位置平衡，A端的拉力竖直向下时，OB和OA分别是两侧力臂的长，此时A端力臂最长，而当力的方向发生转动时，力臂都会减小，要想使杠杆继续平衡，就必须施加更大的力才行。因此，当拉力的D端从N向M滑动过程中，拉力应先变小，后变大，故D符合题意，ABC不符合题意。
故选D。
16．（23-24九年级上·浙江金华·阶段练习）如图所示，轻杆OA可绕O点自由转动．现在杆A端用细线悬挂15N的重物，在B处用竖直向上的拉力使杆处于水平平衡，OB与BA长度之比为3∶5。
（1）若将重物改挂在C处，杆平衡时作用在B处竖直向上的拉力减小为原来的一半，则OB与BC的长度之比为 ；
（2）保持轻杆平衡，当拉力方向变为如图中虚线所示，拉力大小将 （填“变大”或“变小”或“不变”）。
【答案】 3∶1 变大
【详解】由图知道 ，O点为支点，在B点的拉力F为动力，OB为动力臂，阻力大小等于所挂物体的重力，OA为阻力臂；
（1）已知OB和BA长度之比为3∶5，则
由杠杆的平衡条件知道
所以
若将重物改挂在C处，杆平衡时作用在B处竖直向上的拉力减小为原来的一半，则此时的拉力
由杠杆的平衡条件知道
即
所以
故
（2）若拉力方向变为图中虚线所示方向，阻力及阻力臂不变，拉力的力臂变小，由杠杆的平衡条件知道，拉力将变大。
17．（23-24九年级上·浙江杭州·期中）小明所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆的端点。已知箱重为250N，OA为120cm，OC为24cm。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止，此时拉力大小为 N；要使作用在A点的拉力减小，下列做法可行的有 （选填序号）。
①缩短拉杆的长度 ②使拉力方向顺时针改变30°
③使拉力方向逆时针改变60° ④将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B′
【答案】 100 ③④
【详解】[1]在A点沿图示方向施加拉力F，为动力，过支点画它的垂线为动力臂，大小为
阻力为重力，阻力臂
l2＝OC＝24cm
根据杠杆平衡条件得，Fl1=Gl2，则
F×60cm=250N×24cm
解得F=100N。
[2]根据杠杆平衡条件得，在阻力一定时，要使作用在A点的拉力减小，可以增大动力臂或减小阻力臂，缩短拉杆的长度、使拉力方向顺时针改变30°减小了阻力臂，使拉力方向逆时针改变60° ， 增大了动力臂 ④将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B′，减小了阻力臂，故③④符合题意，①②不符合题意。
故选③④。
18．小科家里进行装修，装修的工人从建材市场运来一些质量均匀的矩形实木板和墙面漆，每块木板的规格是1.2m×2m×0.015m，密度为0.7×103kg/m3，每一桶墙面漆的质量为30kg。
（1）木板的重力为 N；
（2）工人用一个竖直向上的力F将木板的一端匀速抬起到某个位置（如图甲所示），在抬起过程中，力F的变化趋势是 ；
A．变大 B．变小 C．先变大后变小 D．不变
（3）小科和工人身形相近，他们一起用一根轻杆将墙面漆抬起，工人抬起轻杆的A端，小科抬着B端，两人施力的方向都为竖直向上，且保持轻杆水平（如图乙所示），其中，AB为1.2m，桶悬挂点C离A端为0.4m，则小科对木板的力F2为多少？
【答案】 252 D 100N
【详解】（1）[1]木板体积为
1.2m×2m×0.015m＝0.036m3
木板的重力为
（2）[2]工人用一个竖直向上的力F将木板的一端匀速抬起过程中，动力始终为F方向竖直向上，阻力始终为木板的重力，位于木板的重心，方向竖直向下，在提起木板的过程中动力臂长度始终为阻力臂的2倍，由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得
因此在抬起过程中，力F不变。故ABC不符合题意，D符合题意。
故选D。
（3）[3]将A视为支点，此时动力为F2阻力为G桶由杠杆平衡条件F1l1=F2l2可得
即
即。
05 杠杆与浮力的应用
19．（23-24九年级上·浙江杭州·期末）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点自由转动。当杠杆A端的甲物块悬空；B端的乙球浸没在水中时（不碰容器底和壁），杠杆恰好水平平衡，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知OA∶OB=1∶2，甲物块重400N，乙球体积为1×10-2m3，g取10N/kg。下列说法中正确的是（ ）
A．乙球受到的浮力为10N B．杠杆B端所受的拉力为100N
C．乙球的重力为300N D．乙球的密度为2×103kg/m3
【答案】C
【详解】A．由题意可知，乙球浸没在水中，且其体积为，即可得乙球排开水的体积也为，所以乙球受到的浮力为
故A错误；
B．由题意可知，甲物块重400N，且
杠杆B端所受的拉力为FB，根据杠杆的平衡条件可得
G甲×OA=FB×OB
所以杠杆B端所受的拉力FB为
故B错误；
C．因为杠杆B端所受的拉力为200N，所以根据物体间力的作用是相互的可得，乙球受到杠杆B端的拉力也为200N，又因为乙球浸没在水中处于平衡状态，以乙球为研究对象，在竖直方向上，乙球受到重力、拉力和浮力，且重力等于拉力与浮力之和，所以乙球的重力为
G乙=F浮+F`B=100N+200N=300N
故C正确；
D．因为乙球的重力为300N，所以根据G=mg可得，乙球的质量为
又因为乙球的体积为，所以乙球的密度为
故D错误。
故选C。
20．（2023·浙江·一模）水平地面上有两个平行放置的相同的三棱柱甲和乙，现将一盛水的玻璃缸放置其上，使玻璃缸左右两侧与三棱柱平行且玻璃缸底部的中心到甲、乙两三棱柱的距离相等（l1=l2）；然后将两个体积相等的空心金属球P和Q放入玻璃缸的水中，最终P悬浮、Q漂浮，如图所示。则（ ）
A．P、Q受到的浮力相等
B．P的重力等于Q的重力
C．甲、乙两三棱柱对缸底的支持力相等
D．甲三棱柱对缸底的支持力大于乙三棱柱对缸底的支持力
【答案】C
【详解】AB．两个金属球的体积相等，由图可知排开水的体积关系
VP>VQ
根据F浮=ρ水gV排可知两个金属球受到的浮力
FP浮>FQ浮
P悬浮、Q漂浮，由浮沉条件可知它们重力和浮力大小相等，所以它们的重力
GP>GQ
故AB不符合题意；
CD．浮力等于排开液体的重力，它们的浮力等于重力，所以它们的重力等于排开水的重力，可以将两个金属球在水中部分看作水，如图所示：
如果以甲为支点，乙缸底的支持力为动力，玻璃缸、水和两个金属球的总重力为阻力，由杠杆平衡条件得到
F乙(l1+l2)=Gl1
如果以乙为支点，甲缸底的支持力为动力，玻璃缸、水和两个金属球的总重力为阻力，由杠杆平衡条件得到
F甲(l1+l2)=Gl2
因为
l1=l2
所以
F甲=F乙
故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
21．（2024·浙江·一模）桔槔是一种利用杠杆原理取水的机械。B端用绳系一木桶，A端系一重为60牛的配重，O为支点，如图所示。杆和绳子质量忽略不计，，，空木桶质量为2千克，制作木桶的材料密度为0.8克/厘米3，水的密度为1克/厘米3，桶装满水后的总质量为12千克。求：
(1)将空木桶匀速拉下时，至少需要多大的拉力？
(2)当通过一定方法将木桶完全浸没在水面下时，木桶受到的浮力为多少？
【答案】(1)60N
(2)25N
【详解】（1）由杠杆平衡条件可得，B处受到的力
空木桶质量为2千克，空木桶的重力
将空木桶匀速拉下时，需要的拉力
（2）空木桶质量为2千克，制作木桶的材料密度为0.8克/厘米3，则木桶的体积
木桶受到的浮力
22．（23-24九年级上·浙江金华·期末）如图所示是一个自制密度秤，其外形和杆秤差不多。其左端A点挂一个质量为0.2kg、体积为的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡。已知秤砣的质量为0.1kg，，把铁块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
（1）密度秤零刻度在O点右侧 cm处；
（2）现将铁块浸没在待测液体中，秤砣左移1.5cm到C点时，杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为 ；
（3）关于该密度秤的刻度特点下列判断正确的有哪些
A．该密度秤的刻度不均匀
B．该密度秤的刻度左大右小
C．秤砣质量变小密度秤的精度变高
D．秤砣质量变大密度秤的量程变大
【答案】 10 1.2×103kg/m3 BCD
【详解】（1）[1]已知
OA=5cm=0.05m
OB=10cm=0.1m
假设秤杆的重心到O点的距离为L，则
即
解得
G秤杆L=0
则可知秤杆的重心在O点处；如图甲所示，铁块没有浸在任何液体中，即可视为其测量的液体密度为0，则此时秤砣所处的位置B点即为该密度秤的0刻度处。
（2）[2]当铁块浸没在液体中时，铁块排开液体的体积为
秤砣移到了C处，则
OC=10cm-1.5cm=8.5cm=0.085m
根据杠杆的平衡条件、阿基米德原理知道
即
解得
ρ液=1.2×103kg/m3
（3）[3] AB．设秤砣到O点的距离为L′，液体的密度为ρ液′，液体所受的浮力为F浮′，则
即
解得
由此可知密度秤的刻度是均匀的，该密度秤的刻度左大右小，故A错误，B正确；
C．由于
秤砣质量变小密度秤的精度变高，故C正确；
D．由于
可知秤砣质量变大密度秤的量程变大，故D正确。
故选BCD。
23．（2023·浙江·一模）如图甲是浮力式自动防洪门，可应用于地下车库的防洪。不受洪水袭扰时，该防洪门平铺在地面对进出的车辆不构成任何影响，若遇洪水来袭，水会通过前部进水网进入地下水箱，当水箱水位到达设定水位时，在浮力影响下打开挡水板（立起），抵挡洪水（如图乙）。某项目小组通过原理学习，欲制作一个浮力式自动防洪门模型，设计如图丙。液压杆是一种用液体压强工作的元件，可用于支撑挡水门打开；轻质浮球杆重0.2N，可以上下自由移动；簧锁装置在受到2N压力时，簧锁弹开使得扣锁J松开，在液压杆作用下挡水板逆时针转动逐渐立起，实现挡水。

产品设计：
（1）挡水板由均匀材料制成，在液压杆作用下绕点O转动，从杠杆类型角度分析，挡水板可以看作一个 ；
（2）小组同学计划用一个重200g，体积为的浮球来装配模型，请通过计算判断该浮球能否满足模型的需求；
产品测试：
（3）用不同大小的水流向水箱中注水，用于模拟小雨、中雨、暴雨、特大暴雨等降水可能导致的积水，结果在中雨状态下挡水板就被开启，接下来的改进思路是： 。
【答案】 省力杠杆 能 适当增大排水口的大小
【详解】（1）[1]挡水板在液压杆作用下绕O点转动，转动过程中，动力臂大于阻力臂，为省力杠杆。
（2）[2]根据阿基米德原理可得，浮球受到的浮力为
浮球的重力为
挡水板被开启的力为
因此该规格的浮球能满足模型的需求。
（3）[3]中雨状态下挡水板就被开启，这说明水箱中的水量较多，应该适当增大排水口的大小或适当减小进水网的开口大小。
06 滑轮的受力分析
24．（23-24九年级下·浙江杭州·阶段练习）如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮重10N，滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则此时拉力（　　）
A． B． C． D．
【答案】C
【详解】,
由题图可知，滑轮组的绳子承重股数为n=2，所以绳子对A的拉力为
A向右做匀速直线运动时，在水平方向A受到的摩擦力和绳子对A的拉力平衡，所以摩擦力为
f=FA=10N
方向水平向左；若使物体A向左做匀速直线运动，此时A受向左的拉力F、向右的摩擦力和向右的绳子拉力FA，且A对水平面的压力大小和接触面的粗糙程度不变，则A受到的摩擦力大小不变（仍为10N），因A处于平衡状态且绳子上的拉力大小不变，则由力的平衡条件可得向左的拉力为
F=FA+f=10N+10N=20N
故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
25．（24-25九年级上·浙江宁波·开学考试）图中的每个滑轮重0.5N，物体A重6N，托板重1N。为了提升重物A，在2s的时间内，拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m，这个过程中，不计滑轮轴摩擦和绳重，则下列分析正确的是（　　）
A．拉力F的大小为1.5N B．天花板对定滑轮拉力大小为4.5N
C．物体A上升的速度为0.6m/s D．拉力F克服A重力做功7.2J
【答案】B
【详解】A．由图知，滑轮组由4段绳子承担物重，不计滑 轮轴摩擦和绳重，则绳末端的拉力为
故A错误；
B．天花板对定滑轮的拉力
故B正确；
C．已知2s绳子末端移动的距离为1.2m，则物体A移动的距离为0.3m，则物体A上升的速度为
故C错误；
D．拉力F克服A重力做的功为
故D错误。
故选B。
26．（23-24九年级上·浙江湖州·期末）如图所示用20牛的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以1米/秒的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为5牛（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（ ）
A．拉力做功功率为40瓦 B．滑轮移动的速度是0.5米/秒
C．物体受到的摩擦力是5牛 D．物体受到地面水平向右5牛的摩擦力
【答案】A
【详解】不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑，用20牛的力F沿水平方向拉滑轮，则每根绳子对滑轮的拉力为
F＇=0.5F=0.5×20N=10N
物体B处于静止状态，受到测力计水平向右的拉力与受到A施加的摩擦力为一对平衡力，由二力平衡的条件可知，这两个力大小相等，方向相反（B受到A施加的摩擦力为水平向左）
f=F拉=5N
根据力的作用是相互的，故A受到B水平向右的摩擦力也为5N，A向左匀速运动，水平面对A还有向右的摩擦力，由力的平衡条件有
F＇= f＇+ f地
则A受到地面水平向右的摩擦力大小为
f地= F＇- f＇=10N-5N=5N
因拉力作用在动滑轮的轴上，费力但省二分之一的距离，故拉力端的移动速度等于物体A移动速度的二分之一，即滑轮移动的速度为
v=0.5vA=0.5×0.1m/s=0.5m/s
拉力F做功的功率为
故A错误，符合题意，BCD正确，不符合题意。
故选A。
27．（2024·浙江·三模）甲、乙两铁块吸附在磁性平板两侧且保持静止，磁性平板保持竖直，若磁性平板对甲、乙的磁力分别为F甲、F乙，则F甲 （填“大于”“等于”或“小于”）F乙，若G甲=35牛，G乙=50牛，G动=5牛，当甲以0.1米/秒的速度竖直向下匀速直线运动时（细绳足够长且处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用且接触面粗糙程度都相同），磁性平板对甲的摩擦力的方向是 ，大小是 牛。
【答案】 等于 竖直向上 5
【详解】[1]甲、乙两铁块吸附在磁性平板两侧且保持静止，磁性平板保持竖直，说明磁性平板在水平方向受力平衡，即受到铁块的磁力大小相等，由于物体间力的作用是相互的，所以磁性平板对甲、乙的磁力F甲等于F乙。
[2]当甲以0.1米/秒的速度竖直向下匀速直线运动时，甲受到的摩擦力方向与运动方向相反，即磁性平板对甲的摩擦力的方向是竖直向上。
[3]甲竖直向下匀速直线运动时，乙竖直向上匀速直线运动，受到的摩擦力方向竖直向下，如图所示：
因为甲、乙都做匀速直线运动，则有
F甲拉=G甲-f甲
F乙拉=G乙+f乙
对于滑轮组有
滑动摩擦力的大小与压力和接触面的粗糙程度有关，压力等于磁力，所以甲、乙受以的摩擦力相等，f甲=f乙，代入数据得
2(35N-f甲)=50N+f乙+5N
解得f甲=5N。
28．（2024·浙江温州·一模）如图甲是用来打捞一封闭货箱的模拟装置设计。已知货箱重2500牛，货箱高2.5米，动滑轮重500牛，声音在水中的传播速度是1500米/秒。在水面上用超声测位仪向水中垂直发射声波直至遇到货箱后返回，测位仪用时0.02秒收到回波。货箱在水面下匀速上升时绳子自由端的拉力F为600牛。（注：不计绳重和摩擦，不计动滑轮体积，g取10牛/千克，ρ水=1.0×103千克/米3）求：
（1）货箱在水下的深度是 。
（2）货箱在水面下匀速上升，则货箱受到的浮力是 ；货箱的体积是 。
（3）若货箱提升速度恒保持1米/秒，出水后继续提升5米，乙图表示整个过程中F拉绳的功率P和货箱匀速被提升的距离关系的坐标图，请补充图中P1和P2的数值：P1= W；P2= W。
（4）出水前机械效率 出水后的机械效率。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
【答案】 15m 1200N 0.12m3 1800 3000 小于
【详解】（1）[1]超声波传播的距离
s=vt=1500m/s×0.02s=30m
因货箱在水下的深度等于超声波传播距离的一半，所以，货箱所在的深度
（2）[2][3]由图可知，n=3，不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力为
工件受到的浮力
F浮=G+G轮-nF=2500N+500N-3×600N=1200N
由F浮=ρ水gV排可得货箱的体积
（3）[4][5]若货箱提升速度恒保持1m/s,则货箱在水面下匀速上升时的功率P1为
货箱出水后，不计绳重和摩擦，绳子自由端的拉力为
则货箱出水后匀速上升时的功率P2为
（4）[6]物体在水中，滑轮组做的有用功，W有′=（G-F浮）h，出水后，W有=Gh，物体完全出水后吊起同样的高度，有用功增大，不计绳重及摩擦，额外功不变，由可知，机械效率增大，即出水前机械效率小于出水后的机械效率。
07 内能、热机分析与热量的相关计算
29．（2024·浙江宁波·三模）如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是（　　）
A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低
C．蒸汽推动小船前进，小船的动能增大，重力势能不变
D．蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同
【答案】C
【详解】A．热传递和做功都能改变物体的内能，加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能，故A不符合题意；
B．因为冲出的水蒸气内能减小，温度降低，液化成小水珠，出现白雾，故B不符合题意；
C．蒸汽推动小船前进，水蒸气的质量减小，速度增大，小船的动能增大，重力势能变小，故C符合题意；
D．蒸汽推动小船前进能的转化方式是内能转化为机械能，和内燃机的做功冲程相同，故D不符合题意。
故选C。
30．（23-24九年级上·浙江温州·期末）如图为一种引火方式，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。甲球撞击乙球时，能使乙球温度升高，其原因是（　　）
A．甲球对乙球做功，乙球内能增大
B．甲球对乙球做功，乙球内能减小
C．乙球对甲球做功，乙球内能增大
D．乙球对甲球做功，乙球内能减小
【答案】A
【详解】甲球撞击乙球时，甲球对乙球做功，机械能转化为内能，乙球内能增大，温度升高，使反应发生，放出大量热，引燃木屑，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
31．（23-24九年级上·浙江绍兴·期末）如图甲为礼花喷射器的模型，通过扭动气阀可释放压缩气罐内的气体，气体冲击纸筒内填充的礼花彩条，并将它们喷向远处。
（1）该过程中罐内气体通过 方式改变了内能，随着气体的不断释放，罐内气体的温度将 （选填“上升”、“下降”或“不变”）；
（2）该过程能量转化方式与乙图中汽油机的冲程 相同（选填字母）。
【答案】 做功 下降 B
【详解】（1）[1]通过扭动气阀可释放压缩气罐内的气体产生冲击，将纸筒内填充的礼花彩条喷向远处，此过程中罐内气体的内能转化为彩条的机械能，所以罐内气体通过做功方式改变了内能。
[2]由于此过程中罐内气体的内能转化为彩条的机械能，所以罐内气体的内能减小，罐内气体的温度将下降。
（2）[3]此过程中罐内气体的内能转化为彩条的机械能；
A．进气门打开，排气门关闭，为吸气冲程，故A不符合题意；
B．两个气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，将内能转化为机械能，故B符合题意；
C．两个气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能，故C不符合题意；
D．进气门关闭，排气门打开，为排气冲程，故D不符合题意。
故选B。
32．（2024·浙江宁波·三模）单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为。如图所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。
（1）固定活塞AB，当氦气温度从20℃升高到30℃时，氦气吸收的热量是 J；
（2）撤去活塞固定装置，氦气推动活塞做功，该过程与四冲程汽油机的 冲程类似。
【答案】 620 做功
【详解】（1）[1]氦气吸收的热量为
（2）[2]氦气推动活塞做功，将内能转化为机械能，与四冲程汽油机的做功冲程类似。
33．（24-25九年级上·浙江·期末）为探究机械功与热之间的关系，焦耳设计了一个实验，在容器里装水，中间安上带有叶片的转轴，通过重物下降，带动叶片旋转，使水的内能增加。小金自制类似装置验证热和功的关系，如图所示（部分固定装置舍去），其中重物的重力为420牛，匀速下降高度为1m，测得水的温度上升了0.2℃，容器中水的质量为0.45kg，（水的比热）
（1）该实验通过 方式增加了水的内能。
（2）容器内水吸收热量为多少焦？
（3）机械能转化为水的内能的效率是多少？
【答案】 做功 378J 90%
【详解】（1）[1]在容器里装水，中间安上带有叶片的转轴，通过重物下降，带动叶片旋转，使水的内能增加。所以是通过做功的方式增大了水的内能。
（2）[2]水吸收的热量为
Q吸=cmΔt=4.2×103J/（kg ℃）×0.45kg×0.2℃=378J
（3）[3]重物下降时减小的机械能
W总=Gh=420N×1m=420J
机械能转化为水的内能的效率
08 电功、电功率的动态分析
34．（23-24九年级下·浙江温州·开学考试）如图所示，将灯、按图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯的功率为，在乙图中灯的功率为。设灯丝电阻不变，下列说法中不正确的是（　　）
A．甲、乙两图中灯两端的电压之比是
B．、两灯灯电阻之比为
C．甲、乙两图电路消耗的总功率之比为
D．甲、乙两图中灯的功率之比为
【答案】C
【详解】A．因在图甲中灯L1的功率为4W，在乙图中灯L1的功率为16W，甲、乙两图中灯L1两端的电压之比为
故A正确，不符合题意；
B．甲中两灯泡串联接入电路，乙中两灯泡并联接入电路，串联电路总电阻等于各部分电压之和，则甲图中加在灯L1两端的电压占总电压的
加在L2两端的电压
根据串联分压原理知道，L1、L2两灯的电阻之比为
故B正确，不符合题意；
C．甲图电路消耗的总功率为
乙图电路消耗的总功率为
所以
故C错误，符合题意；
D． 甲、乙两图中灯L2的功率之比为
故D正确，不符合题意。
故选C。
35．（2024·浙江绍兴·三模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，为定值电阻，电流表的量程为“”，电压表的量程为“”，滑动变阻器的最大阻值为，在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片，消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为
B．定值电阻的阻值为
C．滑动变阻器的调节范围为
D．电路消耗总功率的最小值为
【答案】C
【详解】AB．由乙图可知，当电压表的示数为13V时，R2的电功率为6.5W，则电源电压可表示为
-------1
当电压表的示数为15V时，R2的电功率为4.5W，则电源电压可表示为
----2
联立1、2解得R=10Ω，电源电压U=18V，故AB错误；
C． 根据题意电路中的电流最大为0.6A，此时滑动变阻器接入电路中的阻值最小，则电路中的总电阻为
滑动变阻器此时的电阻为
根据串联分压原理可知，当电压表的示数为15V时，滑动变阻器接入电路中的阻值最大，此时电路中的电流为
滑动变阻器的最大阻值为
则滑动变阻器R2的调节范围为20Ω～50Ω，故C正确；
D．当电路中电流最小时，电路中的总功率最小，为
故D错误。
故选C。
36．（23-24九年级上·浙江台州·期末）如图甲所示的电路中，电源电压为3伏，R1为湿敏电阻，其阻值与相对湿度（RH）的关系如乙图所示，定值电阻R的阻值是2欧姆。若环境中相对湿度在10%到90%之内变化，下列说法正确的是（　　）
A．当相对湿度减小时，电压表的示数变小
B．当相对湿度为30%时，20s内电路消耗总电能15J
C．当相对湿度为70%时，R1消耗功率最大，为1.125W
D．要使电流的变化范围更大，可以更换阻值更大的定值电阻
【答案】C
【详解】A．由图甲可知，该电路为R1和R的串联电路，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压；由图乙可知，当相对湿度减小时，R1的阻值变大，由串联电路的分压规律可知，R1两端的电压变大，即电压表示数变大，故A错误；
B．由图乙可知R1与相对湿度RH的关系是一次函数，设
当时，则
当时，则
联立①②可解得
即
当湿度为30%时
由串联电路的电阻特点可知电路总电阻为
则电路中的电流为
则20s内电路消耗的总电能为
故B错误；
C．当环境湿度为70%时
由和可知，R1消耗的功率为
当
时，R1消耗的功率最大，即此时环境湿度为70%，R1消耗的最大功率为
故C正确；
D．电路中的电流为，由此可知，R的阻值越小，电路中的电流变化范围越大，故D错误。
故选C。
37．如图甲所示,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A．电源电压为14V
B．图乙中 dc是表示电压表 的示数随电流表示数变化的图线
C．滑片从b点滑到a点的过程中，电路消耗的总功率最大值为
D．滑片在a点时，内电阻R消耗的电能为
【答案】C
【详解】滑片从b向a滑动时，滑动变阻器的电阻减小，电压减小。电压表V1测量R1的电压，电压表V2测量电阻R2的电压，电阻R2的电压减小，因此是dc是电阻R2的电压图线；ec是R1的电压图线；故B错误；
滑片在b时，三个电阻串联，电源电压为：
①；
从乙图中，看出当滑动变阻器两端的电压与电阻R2的电压相同时，电源电压为：
②；
从两个方程解得电源电压：U=15V；
电阻R=1Ω；
故A错误；
从a到b点，电流最大为3A，因此最大功率为：
P=UI=15V×3A=45W，
C正确；
在a点时，10s内电阻R消耗的电能为
W=I Rt=(3A） ×1Ω×10s=90J，
D错误。
38．（23-24九年级上·浙江金华·期末）创新小组的同学设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监测装置的简化电路图，它是通过传感器R来进行检测的，R的阻值随粉尘浓度β变化的关系如图乙所示。已知电源电压为4V,定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0~3V。下列分析正确的是（　　）
A．电压表示数随粉尘浓度增大而减小 B．电路可测的最大粉尘度为25mg/m3
C．定值电阻R0的最大功率为0.6W D．整个电路的最小总功率为0.8W
【答案】C
【详解】A．由图甲可知，该电路为串联电路，电压表测量定值电阻两端的电压，由图乙可知，随着粉尘浓度的增加，传感器R的电阻减小，所以当粉尘浓度增大时，电路中的总电阻变小，由欧姆定律得电路中的电流变大，定值电阻两端的电压变大，即电压表示数变大，故A错误；
BC．因为电压表的量程为0~3V，所以当定值电阻两端电压达到电压表量程的最大值3V时，由欧姆定律得，此时电路中的电流最大，即
此时的总电阻最小，即传感器R的阻值最小，粉尘浓度最大，则根据欧姆定律可得，此时的总电阻为
因为定值电阻R0的阻值为15Ω，所以此时传感器R的阻值为5Ω，由图乙知此时对应的粉尘度为14mg/m3，所以电路可测的最大粉尘度为14mg/m3；定值电阻R0的最大功率为
故B错误，C正确；
D．由可得，电路的总功率为
要使电功率最小，需要传感器R的阻值最大，由图乙可知，传感器R的最大阻值为45Ω，所以电路的最小总功率为
故D错误。
故选C。
09 测电功率的方法
39．（23-24九年级上·浙江温州·期末）小明做“测定小灯泡的额定功率”实验时，已知小灯泡的额定电压是3.8V，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大于10Ω，滑动变阻器/ 让教学更有效 精品试卷 | 科学
浙教版九年级上册·第三章 能量的转化和守恒
3.1 能量及其形式
01 认识能量
1、日常生活中的能量
植物的生长、流星等自然现象都与能量相关；人类的一切活动都离不开能量，我们需要能量来保证日常生活和工作，即使在睡觉的时候也需要消耗能量。
事 例 说 明
植物的生长需要能量 所有的自然现象都涉及
破坏力巨大的龙卷风具有能量
太阳的照射提供能量
运动员的奔跑需要能量 人类的一切活动每时每刻都离不开能量
人的学习需要能量
人睡觉时需要消耗能量
2、通过斜面实验认识能量
小球在斜面甲A处时，有一种与升高高度相联系的能量，该能量使小球在斜面上运动。
02 能量的形式
物体的运动有多种多样的形式。跟物体的运动一样，能量也有多种形式。根据能量的特点大致可以分为机械能、化学能、声能、电能、电磁能、内能、核能等。
1、 ：天体的运行、河水的流淌、候鸟的飞翔、人类的行走、蒲公英种子的飞行等，都属于机械运动；这些做机械运动的物体都具有 。
2、 ：储存在食物中的能量属于化学能，汽油、木材、天然气、沼气、煤炭等 都储存着能量，这种能量也属于 。
3、 ：声音具有能量，这种能量称为声能（如冲击钻发出刺耳的声音）。
4、 ：如发电站、电池等提供电能。
5、 ：如光、红外线、紫外线、微波和 X 射线等都是电磁能的表现形式。电磁能以波的形式传播。
事例 具有的能量形式
做机械运动的物体 _______
汽车行驶时需要的燃料 _______
动听的音乐 _______
各种电池和发电厂提供的电 _______
核电站发电 _______
可见光、红外线紫外线、微波和X射线 _______
高温水蒸气 _______
6、 是各种形式的能的最终能量来源。
3.2 机械能
01 动能
1、动能的概念
物体由于运动而具有的能量叫做 。一切做机械运动的物体都具有 。例如：飞翔的小鸟、行走的人、行驶的汽车、流动的水和空气等，都具有 。
2、影响动能大小的因素<小钢球撞木块实验>
（1）提出问题：动能的大小与哪些因素有关
（2）猜想与假设：物体动能大，表示物体由于运动而具有的能量大，所以动能可能与物体的
有关，还可能与 有关。
（3）设计实验与制订计划：让钢球从斜面上滑下，碰到一个木块上，推动木块做功。在同样的水平面上，通过木块被推动的距离大小，判断出钢球动能的大小。
①探究动能大小与 的关系：让 从 ，看哪次木块被推得远。
②探究动能大小与 的关系：换用 钢球，让它们从 滑下，看哪个钢球把木块推得远。
（4）进行实验与收集证据
① 由甲乙两图可知，同一钢球从不同的高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同，高度越高，钢球滚下时速度越大，木块被推得越远，说明物体动能大小与 有关；
② 由乙丙两图可知，不同钢球从同一高度滚下，钢球碰撞木块时的速度相同，质量大的钢球将木块推得远，说明物体动能的大小与 有关。
（5）实验结论：物体的动能大小与 和 有关；质量相同的物体，运动速度越大，它的动能越 ；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能越 。
<此实验需注意>：
（1）因动能的大小与物体的质量、运动的速度两个因素有关，所以要用 的方法进行实验；
（2）一切运动的物体都具有动能，物体的动能由 和 共同决定，在比较物体的动能大小或分析物体动能大小的变化时，要同时考虑到物体的质量和物体的速度两个因素，不能只考虑其中的一个方面。
02 势能
1、重力势能
物体由于被举高而具有的能叫 。【决定因素： 和 】
2、影响重力势能大小的因素
（1）提出问题：势能大小跟什么因素有关？
（2）猜想与假设：势能大小可能跟物体的质量、高度有关。
（3）设计实验：控制变量法的运用
①控制质量相同，改变物体的高度，研究物体的势能跟物体 的关系；
②控制高度相同，改变物体的质量，研究物体的势能跟物体 的关系；
（4）实验装置如图
（5）进行实验
①让质量为m，体积为V的小球从高度为h的自由下落，记录小球撞击形成沙坑的深度h1；
②让质量为m，体积为V的小球从高度为 的自由下落，记录小球撞击形成沙坑的深度h2；
③让质量为 ，体积为V的小球从高度为h的自由下落，记录木小球撞击形成沙坑的深度h3；
（6）实验现象
①同样质量的小球，从不同位置下落，高度高的小球撞击形成沙坑的深度越 ；
②不同质量的小球，从相同位置下落，质量大的小球撞击形成沙坑的深度越 。
（7）实验结论
物体的势能大小跟 和 有关。质量相同的物体，高度越高，它的势能越 ；高度相同的物体，质量越大，它的势能也越 。
2、弹性势能
（1）定义：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做 。例如，张开的弓、拉长的橡皮条、卷紧的钟表发条等。判断一个物体是否具有弹性势能，关键是看物体是否发生了弹性形变，若物体发生了弹性形变，则此物体具有 。
（2）影响弹性势能大小的因素
弹性势能的大小与物体 有关。物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。如：射箭时手拉弓弦使弓的弹性形变越大，弹性势能就越大，箭就射得越远。同样，机械表内发条卷得越紧，弹性形变越大，弹性势能就越大，机械表走动的时间就越长。
03 机械能 <部分内容适当补充>
1、定义：动能和势能的总和统称为 。
【关于机械能的理解：动能和势能都属于机械能，一个物体可以只有动能，也可以只有势能，还可以同时具有动能和势能。当只有动能和势能相互转化时，机械能的总和不变，或者说机械能是
的。“守恒”的含义为保持不变，即物体动能和势能相互转化过程中，任何位置的机械能（动能+势能）相等】
2、判断机械能守恒的方法
①方法一：分析“动能+势能”（先分别判断动能、势能如何变化）；
②方法二：寻找“外援”和“损耗”
观察是否有能量供给者（比如通电、燃料燃烧等），如果有，机械能 ；
观察是否存在摩擦阻力或空气阻力，如果有，机械能 （摩擦发热转化成内能）；
③方法三<了解>：观察是否只有重力做功，如果只有重力做功， 。
3、机械能守恒
机械能守恒的条件 只有______和______相互转化 换言之，机械能与其它形式的能量之间没有相互转化
机械能守恒的实质 在一定条件下，动能与势能相互转化（机械能____________）
机械能守恒隐含条件 题目中有“光滑”、“自由”、“不计阻力”等词语，说明________
机械能不守恒 机械能减小 如：小球下落时要与空气摩擦，小球机械能会______
机械能增加 如火箭升空时，火箭机械能会______
4、机械能不守恒的情况【重点】
（1）火箭加速升空：动能 ，势能 ，所以机械能 。另外也可以从外力分析，因为（推力）做功，机械能增大。
一 二 三 四 五
（2）电梯匀速升降：动能 ，势能发生改变，所以机械能由势能变化决定，电梯上升，机械能 ，电梯下降，机械能 。
（3）摆球越摆越慢：由于受到 ，部分机械能转化为内能，导致机械能 。
（4）弹球越弹越低：球在反弹过程中与地面摩擦，产生热量，越弹越低，机械能 。
（5）洒水车洒水，洒水车洒水过程之中，质量 ，导致动能和势能同时 ，机械能 。（类似的如飞机空中加油）。
5、动能和势能的相互转化
（1）单摆（滑轨）
荡秋千是同学们非常喜欢的体育活动，秋千从高处荡向低处时，速度越来越 ，从低处荡向高处时，速度越来越 。
运动方向 高度 重力势能 速度 动能 能的转化 机械能
A→O ____ _____ _____ _____ 重力势能→动能 减小
O→C ____ _____ _____ _____ 动能→重力势能 减小
C→O ____ _____ _____ _____ 重力势能→动能 减小
O→A ____ _____ _____ _____ 动能→重力势能 减小
（2）滚摆
将滚摆挂起来，捻动滚摆，使悬线缠绕在轴上，当滚摆上升到最高点后，放开手，滚摆会上升和下降。
运动方向 高度 重力势能 速度 动能 能的转化
下降 降低 减小 变大 _____ 重力势能→动能
上升 升高 增大 变小 _____ 动能→重力势能
（3）卫星的近地点和远地点
卫星离地球中心最近的点叫做近地点，离地球中心最远的点叫做远地点。
运动方向 高度 势能 速度 动能 能的转化
远地点→近地点 _____ _____ _____ _____ 重力势能→动能
近地点→远地点 _____ _____ _____ _____ 动能→重力势能
（4）抛球、弹球
运动方向 高度 势能 速度 动能 能的转化
上抛 _____ _____ _____ _____ 重力势能→动能
下落 _____ _____ _____ _____ 动能→重力势能
注意：斜抛过程中最高点速度最小，但仍然有水平速度，故动能不减为0。
（5）蹦极（蹦床）问题
蹦极和蹦床问题的核心在于受力分析，分析力和运动的关系及能量的转化。（过程分析：O点下落起点，A点为弹簧自由长度点， C点为蹦极最低点）
①O→A：自由落体，只受 ，人向下 ，同时重力势能 ，动能 ，重力势能转化为动能；
②A→B：受竖直向上的弹力（↑）和竖直向下的重力（↓），弹力从O开始变大，开始F弹力 F重力，合力F=F重力－F弹力 0 合力方向向下 又因为运动方向 ，所以人继续往下 ，此时重力势能 ，动能 ，人的机械能转化为绳子的 。
③ B点：受竖直向上的弹力（↑）和竖直向下的重力（↓），此时受到的F弹力 F重力，合力为 ，之前人一直加速，之后人开始减速，所以在B点速度 。
④B→C：受竖直向上的弹力（↑）和竖直向下的重力（↓），但是F弹力 F重力，合力F=F重力－F弹力 0合力方向向上 又因为运动方向 向下，所以人开始 。此时重力势能 ，动能 ，弹性势能 。
⑤C点：最低点，速度为 ，动能为 ，弹簧形变量最 ，故弹性势能 ，动能为 ，重力势能 。
3.3 能量转化的量度
01 功
1、功：一个物体 的作用，如果在力的方向上 ，这个力就对物体做了 。
2、力对物体做功的两个必要因素：① ；② 。
3、不做功的情况
图示
甲：用力搬石头但没搬动 乙：保龄球离开手后继续滚动的过程中，手对保龄球不做功 丙：竖直向上有力拎滑板，但滑板只在水平方向上有移动距离
原因 __________ _______________ ____________________
4、功的计算
功有大小，科学上规定：功等于 。即：功=力×距离。如果用F表示力，s表示物体在力的方向上通过的距离，W表示功，则功的计算公式为W= 。
<注意>
（1）要明确是哪个力对物体做功，或是哪个施力物体对哪个受力物体做功。
（2）公式W=Fs中的F是作用在物体上的 ，s必须是物体在 。
（3） F是使物体沿力F方向通过距离s的过程中，始终作用在物体上的力， 。
5、功的单位
在国际单位制中，力的单位是 ，距离的单位是 ，功的单位是 ，在国际单位制中，用专门的名称“ ”来表示，简称为 ，符号是 。1焦= 。
6、生活中的功估量
（1）把1 只鸡蛋举高2 米，做的功大约是 。
（2）把一本《科学》从地面捡起放回桌面所做的功大约为 。
（3）将一瓶500 mL的矿泉水从地上拿起并举高，做功约 。
7、做功的实质
做功的过程 ，力对物体做了多少功，就有 发生了转化。因此，可以用 来量度能量转化的多少。
02 功率
1、功率
（1）定义：单位时间里完成的功叫做 。
（2）意义：反映做功 的量（即表示能量转化快慢的量）。
（3）符号：P
（4）公式：由功率的定义知，功率=功/时间，如果用P表示功率，W表示功，t表示时间，则功率的公式可表示为P= 。
（5）单位
在国际单位制中，功率的单位是 ，简称 ，符号为 。1瓦=1 。在实际应用中还常用千瓦( kW )、兆瓦( MW )作为功率的单位。1千瓦= 瓦，1兆瓦= 瓦。
（6）物理意义：某小轿车功率为66kW，它表示： 。
（7）功率的推导公式P = Fv
①当物体在力F的作用下，以速度v沿力的方向做直线运动时，力F做功的功率可以表示为： ，即功率的大小等于作用在 与 ；
②应用P= Fv进行计算时，力的单位为 ，速度的单位为 ，这样计算出来的功率的单位才是 ；
③应用：驾驶功率一定的机车，有经验的司机在上坡时总要换用 来减速行驶。根据P= Fv可知，当功率P一定时，减小 ，可增大牵 ，这样更容易上坡。
2、功和功率的辨析
功 功 率
概 念 力和物体在力的方向上通过的距离的乘积 单位时间内所做的功
物理意义 表示力做功的_____ 表示力做功的_____
决定因素 功由_________________________决定 功率由_____和_____决定
计算公式 W=_____ P=_____
单 位 功的单位是_____ 功率的单位是_____
<名师指点> 辨析
（1）做功越多，做功越快（ ）； （2）功率越大，做功时间越短（ ）；
（3）功率越大，做功越快（ ）； （4）做功越快，功率越大（ ）；
（5）时间一定时，做功越多，功率越大，做功越快（ ）；
（6）时间一定时，功率越大，做功越快，做功越多（ ）；
（7）功表示做功的多少，功率表示做功的快慢（ ）。
3、比较做功的快慢
（1）若做功相同，比较做功的 ，所用时间越短做功越 ，功率越 。
（2）若做功时间相同，比较做功的 ，做功越多做功越 ，功率越 。
（3）若做功的多少和所用时间都不相同，则通过计算（ 与做功所用 比值）进行比较。
3.4 简单机械
01 杠杆
1、杠杆
（1）定义：在 下能绕 转动的 ，叫做 。
（2）对“ 硬棒 ”的理解：“硬棒”不一定是棒，而是泛指有一定长度，能在外力作用下不发生弯曲、伸缩等形变的物体；杠杆可以是 的，也可以是 的。
2、杠杆的五要素
五要素 物理含义
_______ 杠杆绕着转动的点，用“O”表示
_______ 使杠杆转动的力，用“F ”表示
_______ 阻碍杠杆转动的力，用“F ”表示
_______ 从支点O到动力F 作用线的距离，用“L1”表示
_______ 从支点O到阻力F 作用线的距离，用“ L2”表示
<注意>
支点在两力的作用点之间时，两力的方向指向杠杆同一边，当支点在两力作用点之外，两力方向指向杠杆两边。
3、力臂的画法
要正确画出杠杆上各力的力臂，首先要明确力臂的概念——力臂是从 到 的距离，这是解决杠杆问题的关键。通常按下述步骤即可画出力臂：
（1）在杠杆的示意图上，确定 ，如图所示。
（2）画好动力作用线及阻力作用线，有时需要用虚线将力的作用线延长。
（3）从支点O向力的作用线引 ，要画出 ，则从支点到垂足的距离就是 ，力臂用实线表示并用大括号勾出，在旁边标上字母L1或L2，分别表示动力臂或阻力臂。
<名师指点>
可以用简单的顺口溜记住： 。
4、杠杆平衡的条件 <实验探究>
（1）杠杆平衡：在动力和阻力的作用下，杠杆保持静止或匀速转动状态。
（2）实验探究：杠杆的平衡条件
（3）实验器材：杠杆和支架、弹簧测力计、钩码、刻度尺、线。
（4）实验步骤
A. 调节杠杆两端的平衡螺母，使杠杆在水平位置平衡。
B. 如图所示，在杠杆两边挂上不同数量的钩码，调节钩码的位置，使杠杆在水平位置平衡。这时杠杆两边受到钩码的作用力的大小都等于钩码重力的大小。把支点右方的钩码的重力当成动力F1，支点左方的钩码的重力当成阻力F2；用刻度尺测量出杠杆平衡时的动力臂L1和阻力臂L2；把F1、F2、L1、L2的数值填入实验表格中。
C. 改变力和力臂的数值，再做两次实验，将结果填入人实验表格中。
实验序号 动力F1/牛 动力臂L1/厘米 动力×动力臂/(牛 厘米) 阻力F2/牛 阻力臂L2/厘米 阻力×阻力臂/(牛 厘米)
1 0.5 20 10 1.0 10 10
2 1.5 20 30 1.0 30 30
3 2.0 20 40 4.0 10 40
（5）分析与论证：分析实验数据，可知杠杆平衡时，如果动力臂比阻力臂大，则动力比阻力小；动力臂比阻力臂小，则动力比阻力大。如果把每次实验的动力与动力臂相乘，阻力与阻力臂相乘，虽然各次实验的乘积不相同，但每次实验中动力与动力臂的乘积跟阻力与阻力臂的乘积相等，即动力×动力臂=阻力×阻力臂，用公式表示为F1×L1=F2×L2。
（6）杠杆平衡条件（或杠杆平衡原理）： ，用公式表示为 、= 。
（7）最小动力作法
要实现最小动力，就是要找最大动力臂，最大动力臂就一般是连接支点与杠杆最远处，然后垂直于动力臂做出动力。
5、杠杆的分类
名 称 力臂关系 力的关系 特 点 应用举例
省力杠杆 _______ F1＜F2 ______________ ______________
费力杠杆 L1＜L2 _______ ______________ 钓鱼竿、镊子等
等臂杠杆 L1＝L2 _______ 既不省力也不费力 天平、定滑轮
02 滑轮的分类
1、滑轮的定义
滑轮是一种周边有槽、可以绕着 转动的轮子。
2、滑轮的分类和作用
使用滑轮工作时，根据滑轮轴的位置是否移动，可将滑轮分成 和 两类。
定 滑 轮 动 滑 轮
定 义 __________________ 轴随物体一起移动
特 点 不省力，不省距离， 但能够改变力的作用方向 省一半力， 费一倍距离， 并且不能改变力的作用方向
应 用 旗杆顶部的滑轮 起重机的动滑轮
3、定滑轮和动滑轮的实质
（1）定滑轮可以看做一个变形的杠杆，如图，滑轮的轴相当于 ，动力臂和阻力臂都等于滑轮的半径，根据杠杆的平衡条件可知：F= ，所以 省力。因此，定滑轮的实质是一个 杠杆。
（2）动滑轮也可以看做一个变形的杠杆，如图所示，支点O在滑轮的边缘上，动力臂为阻力臂的2倍，故动力F是阻力F的二分之一，即动滑轮能够省一半力。因此，动滑轮的实质是动力臂为阻力臂 倍的省力杠杆，使用动滑轮费一倍的距离，如物体上升距离为h，则绳子自由端移动的距离 。
4、使用定滑轮和动滑轮的几种情况（图中物体全部匀速运动，且绳与滑轮摩擦不计）
F：自由端拉力 G：单个滑轮的重力 S：绳子末端移动的距离 h：物体升高的高度
定 滑 轮 动 滑 轮
图示
表达式 F=__ F=F摩，F摩物体与地面的摩擦力 F=______ S绳=____ v绳=____ F=_____ S绳=_____ v绳=_____ F=_____ S轮=_____ v轮=_____ F=_____ S轮=_____ v轮=_____
03 滑轮组
1、在实际应用中，人们常常把 和 组合在一起构成 。
2、滑轮组特点：既可以 ，又能 （但 ）。
3、常规滑轮组的构成和绕线：【口诀：奇动偶定】
承重绳的股数n是偶数时，绳的起始端拴在定滑轮的挂钩上；承重绳的股数n是奇数时，绳的起始端拴在动滑轮的挂钩上。
滑轮类型 用滑轮组匀速提升重物 用滑轮组匀速水平拉动重物
装置图
力、距离和速度的关系 S=nh V绳=_____ F=_____ S绳=_____ V绳=_____
04 机械效率
1、有用功、额外功、总功的定义
（1）有用功：人们提升重物过程中 ，用w有用表示。
（2）额外功：利用机械时，人们 额外做的功，用W额外表示。
（3）总功：人的拉力(动力)对动滑轮(机械)所做的功，用W总表示，W总= （总功必定大于有用功）。
（4）有用功、额外功、总功的单位都是 。
2、机械效率
定 义 公 式
有用功 提升重物过程中必须要做的功 W有
额外功 利用机械时，人们不得不额外做的功 W额
总 功 有用功和额外功之和 W总＝W有＋W额
机械效率 科学上把有用功跟总功的比值 η＝×100%
3、常见机械效率的计算分析
（1）滑轮组
①若不计绳重和摩擦
有用功：W有= ， 总功：W总= ，
机械效率：η=
②若计绳重和摩擦
有用功W额= ， 总功：W总 ，
机械效率：η
（2）横置滑轮组
有用功：W有= ， 总功：W总= ，
机械效率： 。
4、机械效率的影响因素
（1）其他条件相同时，绳重和摩擦越 ，机械效率越 。
（2）其他条件相同时，G动越大，机械效率越 ；G物越大，机械效率越 。
5、提高机械效率的途径
（1）在所做的有用功不变的情况下，减小额外功，具体方法是 ，使机械更合理，更轻巧，如减少动滑轮的个数，或换用质量小的动滑轮，尽量减小摩擦等；
（2）在所做额外功一定的情况下，增大 ，即在机械能承受范围内尽可能增加每次提起重物的重力。
6、其他机械效率的测量
（1）测量滑轮组的机械效率：多数情况下仅考虑由于动滑轮自重所带来的额外功，而不考虑绳子的重力和摩擦。此时对于用滑轮组提升物体时有：η＝＝＝。
（2）测量杠杆的机械效率：η= =
05 斜面
1、斜面是一种简单机械，使用它可以 ，但要 。
2、影响斜面机械效率的因素
（1）其他条件相同时，斜面越光滑，机械效率越 ；
（2）其他条件相同时，斜面越陡，机械效率越 。
3、测量斜面的机械效率
（1）光滑斜面：Fl＝Gh　 W额＝0　 η＝100%；
（2）有摩擦的斜面：η＝ ；
（3）斜面的机械效率与 和 有关。
3.5 物体的内能
01 内能
1、分子动能
分子永不停息地做无规则运动，同一切运动着的物体一样，运动着的分子也具有动能。物体的温度越高，分子具有的动能 。
2、分子势能
由于分子之间存在相互作用力，因此分子之间也具有 。
3、物体的内能
物体内部所有分子热运动的动能和和势能的总和，叫做物体的 ，俗称 ，内能的单位是 。
4、影响内能大小的因素： 、 、 、 等。
（1）在其他因素相同时，温度越高物体的内能 ；
（2）在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能 ；
（3）在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能 ；
（4）在其他因素相同时，物体的种类不同，物体的内能也可能 。
5、改变物体内能的方式【物体内能改变的途径有两种： 和 】
（1）热传递可以改变物体的内能，此时内能的改变是用热量来计量的。
①热传递的条件：物体之间或同一物体的不同部分之间存在 。
②热传递对物体的影响：温度高的物体放出热量，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热量，温度升高，内能增加。
③内能变化的量度：用 来量度内能的变化。热量是指在热传递过程中，传递内能的多少。
④热传递的实质：是内能从 物体（或同一物体的高温部分）传递到 物体（或同一物体的低温部分）。
（2）做功可以改变物体的内能
①大量生活现象和实验表明：外界对物体做功，可以使物体的内能 。常见对物体做功四种方法如下：
A. 压缩 （如：用打气筒打气） B. 摩擦 （如：钻木取火）
C. 锻打物体（如：用铁锤敲打铁块） D. 弯折物体（如：来回多次拧弯细铁丝）
②大量实验表明，物体对外做功，物体的内能会 ，如气体体积 。
③通过做功改变物体的内能，实质是 与物体内能相互转化的过程。对物体做了多少功，就有多少其他形式的能转化为 ；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为 。
6、温度、热量、内能之间的区别与联系
温度 热量 内能
定义 不同 宏观上： 表示物体的冷热程度 微观上： 反映物体中大量分子 在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少 物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和
量的性质 状态量 过程量 状态量
表述 “降低”或“升高” “______”或“______” “有”“具有”“改变”“增加”“减少”
单位 摄氏度（℃） 焦耳（J） 焦耳（J）
联系 温度的变化，可以改变一个物体的内能，,传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但它的温度______改变。如冰融化时要吸收热量，内能增加，但温度却保持在0℃不变。同样，物体放出热量时，温度也______降低。
02 比热容
1、比热容定义
单位质量的某种物质温度 （或降低）1℃所 （或放出）的热量，叫做这种物质的 。
2、比热容用符号℃表示，单位为焦/（千克·℃），读作 。
3、物理意义
水的比热容为4.2×103焦/（千克·℃），它的意义是 。
4、水的比热容的特点和应用
一定质量的水升高（或降低）一定温度吸收（或放出）的热量较多，根据这特点，我们用水作为降温物质或用来 ，用来降温时，让水吸收并带走更多的热量：用来取暖时，让水放出更多的热量。另一方面，由于水的比热容 ，在吸收（或放出）相同的热量时，温度升高(或降低)得 ，故沿海沿海地区昼夜温差 ，沿海地区冬暖夏凉等。
03 热量的计算公式
1、吸热公式： 。
<名师指点>：式中C表示物质的比热容，m表示物体的质量，t0表示物体加热前的温度，t表示物体加热后的温度，“t-t0”表示升高的温度，有时可用△t0表示，此时吸热公式可写成Q吸=cm△t0。
2、放热公式： 。
<名师指点>：式中c、m的含义不变，t0表示物体放热前的温度，t表示物体放热后的温度，“t0-t”表示降低的温度，有时可用△t0表示，此时放热公式可写成Q放=cm△t0。
3、热量计算的一般式： Q=cm△t。【△t表示温度的变化量】
<名师指点>：物体吸收或放出热量的多少由物体的质量、物质的比热容和物体温度的变化量这三个量的乘积决定，跟物体温度的高低无关。
◇区别：Q吸与Q放公式中各物理量的单位
比热容C的单位是焦/（千克·℃），质量m的单位是千克，温度（t、t或△t0）的单位是℃（摄氏度），热量Q的单位是焦，计算时要注意单位的统一。
4、两个温度不同物体放在一起时，高温物体放出 ，温度 ；低温物体吸收 ，温度 。若放出热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。用公式表示为Q吸=Q放。
04 热机
1、热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。
2、热机的特点：通过做功把 转化为 。
3、内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。 和 是两种常见的内燃机。
4、汽油机
（1）汽油机：以 为燃料的内燃机。
（2）构造：如图。
（3）汽油机在工作时，活塞在汽缸内往复运动。活塞从汽缸的一端 运动到另端的过程叫做一个冲程。其工作过程如下表：
冲程名称 吸气冲程 _____冲程 _____冲程 排气冲程
工作示 意图
进气门开闭情况 打开 关闭 关闭 关闭
排气门开闭情况 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动方向 _____ _____ _____ _____
冲程的作用 吸入汽油和空气的混合物 压缩汽油和空气的混合物，使其压强增大、温度升高。在压缩冲程末，火花塞产生电火花，点燃燃料混合物 燃料混合物燃烧产生高温高压燃气，高温高压燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功 排出废气
能的转化 无能量转化 ____________________ 汽油燃烧：化学能转化成内能。 燃气推动活塞做功：____________________ 无能量转化
（4）工作过程分析
大多数汽油机的一个工作循环都是由四个冲程组成的，分别是 、 、
、 。在一个工作循环中，曲轴和飞轮均转动 圈，对外做功 次。在四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为 ，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。
05 燃料的热值
1、定义：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
2、单位： ，如：木炭的热值是3.4×107焦/千克，
它表示 。
<注意>
燃料的热值与燃料的 有关，热值反映的是不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的 。燃料的热值只与燃料的 有关，是物质的一种 ，与燃料的形态、质量、体积以及是否完全燃烧 。
3、热值公式及简单计算：
（1）公式：Q= （Q为燃烧放出的热量）；气体燃料有Q= （V为气体体积）。
（2）热值在计算中用于计算某种燃料所能提供的能量总和。
<名师指点>：分析计算：第一步：找完全燃烧（没有，不能算；有，跳到第二步）；
第二步：摆公式Q放 = mq 分析计算。
4、能量转化：燃料燃烧释放热量的过程，就是将贮存在燃料中的 转化为 的过程。
5、燃料很难完全燃烧，燃料燃烧放出的热量也不可能 利用。因此，改善燃烧条件，使燃料尽可能完全燃烧，同时应尽可能减少各种热损失，既可以节约燃料、提高效率，又可以减少污染、保护环境。
6、热效率的计算
①汽车前进时，汽油燃烧释放热能用于汽车克服摩擦做功，η= ；
②用天然气烧热水时，天然气燃烧释放的内能转化为水的内能，η= 。
3.6 电能
01 电能与电功
1、定义
（1）电功：电流所做的功叫做 。
（2）电能：电能是能量的一种，属于二次能源，用符号 表示。
2、实质
电流做功的过程实质上就是电能转化为 的过程。电能转化为其他形式能量的多少可以用 来度量。如：电流通过电动机，把电能转化为机械能，说明电流对电动机 。
3、单位
电能电功的单位是 ，还有 俗称“ ”；
焦耳与千瓦时之间的换算关系：1千瓦时= 焦耳。
4、电能表
（1）电能表的作用：测量用电器在一段时间里消耗的 。电能表也叫 。
（2）电能表的参数含义
①220V： 。
②kw·h：电能表上的数字以 为单位来显示用电器所消耗的电能。
③1200r/kW·h： 。
④5(10)A：该电能表的额定电流为 ，在短时间内使用时电流可允许大一些，但不能超过 。
（3）电能表测量电能的方法
① 法：电能表计数器上显示着数字，计数器前后两次示数之差就是这段时间内用电的度数(消耗电能的多少)，单位是 。
如：家中电能表在月初的示数是03248，月末的示数是03365，则这个电能表计数器示数这个月家中用电量为336.5千瓦时-324.8千瓦时=11.7千瓦时，即这个月家中用电量为 度。
② 法：由电能表参数Nr/ kW·h (N由不同电能表规格而定)，数出某段时间电能表转盘转过的转数n，则这段时间消耗的电能W=n/N千瓦时=n/N×3.6×106焦耳。
02 电功率
1、电功率
（1）物理意义：描述电流做功的 。
（2）定义：电流在单位时间内做的功。用字母 表示。
（3）单位：瓦(W )或千瓦(kW)，换算关系为 。
（4）公式： ，其中W代表电功，t表示时间，其变形式为W= ，t= 。
2、额定功率与实际功率
用电器两端的电压 电功率 用电器工作情况
U实=U额 P实=P额 正常工作
U实>U额 P实>P额 容易损坏
U实03 影响电功率大小的因素
1、研究电功率与电流的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡并联，目的是控制两者两端的电压相同，比较通过两只小灯泡的电流大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电流表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电压关系)
亮度(亮暗)
电流(安)
实验结果：在 相等的情况下，通过小灯泡的电流越 ，小灯泡的电功率越 。
2、研究电功率与电压的关系
实验方案：如图所示，将两只小灯泡串联，目的是控制通过两者的电流相同，比较两只小灯泡两端的电压大小和亮度（亮度反映实际功率的大小）。观察两只小灯泡的亮暗，并记录两只电压表的示数，把观察结果记录在下表中。
灯L1 灯L2
条件控制(电流关系)
亮度(亮暗)
电压(安)
实验结果：在 相等的情况下，小灯泡两端的电压越 ，小灯泡的电功率越 。
04 电功率和电功的计算
推导过程如右图
1、求电功率：P=UI= =
2、求电阻：R= = =
3、求电压：U=IR= =
4、求电流：I= = =
<名师指点>：★有关电功率模块的比例计算—— “串正、并反”解题技巧
（1）串联电路的比例关系——P、W、U全都和对应电阻成 。
依据：W=I2Rt、P=I2R、U=IR
（2）并联电路的比例关系——P、W、I全都和对应电阻成 。
依据：I=、P=、W=t
05 测定小灯泡的功率
实验原理：伏安法测电功率的原理是P= 。利用电压表和电流表分别测出小灯泡两端的电压和通过小灯泡的电流就可以求出小灯泡的电功率。在额定电压下测出来的电功率就是额定功率。
06 电热器与焦耳定律
1、电流的热效应
（1）定义：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做 。
（2）实质：电流通过导体发热的过程实际上是 的过程。
（3）应用：各种各样的电热器都是利用电流的 工作的，如电熨斗、电热毯、电热壶、电饭煲等。电热器的主要组成部分是发热体，发热体一般是由电阻大、熔点高的金属导体制成的。
2、探究影响电热的因素
实验方法 ____________和__________
影响因素 （1）通过导体电流的大小；（2）导体的电阻大小；（3）通电时间。
常见的两个探究方向 探究导体产生热量与电阻的关系 探究导体产生热量与电流的关系
实验结论 在电流相同、通电时间相同的情实验结论情况下，电阻越 ，这个电阻产生的热量越 。 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越 ，这个电阻产生的热量越 。
3、焦耳定律
（1）焦耳定律的内容： 。焦耳定律是由英国科学家 最先发现的。
（2）公式：Q= 。
（3）对焦耳定律的计算公式Q=I2Rt的理解要注意以下几点：
①讲到影响电流通过导体产生热量的因素时要控制好变量，要同时考虑到通过导体的电流、导体电阻和通电时间。例如不能说导体通电时间越长，产生的热量就越多。
②不能说导体产生的热量跟电流成正比，只能说跟电流的二次方成正比。
③公式中的各个物理量都是对同一导体或电路而言的，计算时不能张冠李戴。
④电热和电功的单位是相同的，都是 。
07 电热(Q)和电功(W)的区别
电热是指电流通过导体时产生的热量，这部分热量是由电能转化而来的，电功是指电流通过导体时所做的功。当电流通过导体时，如果电能全部转化成内能（纯电阻电路），此时电功等于电热（W=Q）；如果电能部分转化成内能（非纯电阻电路），此时电功大于电热。举例说明：当电流通过电饭煲（纯电阻电路）时，电能全部转化成内能，此时电功等于电热（W=Q）；电流通过电风扇（非纯电阻电路）时，电流做的功（电功）只有一小部分转化为电热，另外部分转化成机械能使电风扇转动起来，此时电功大于电热，故选用热量计算公式时分两种情况：
①电功全部转化成电热： Q=W=I2Rt=UIt= U2t/R=Pt （适用于纯电阻电路）
②电功全部或部分转化成电热： Q=I2Rt（适用于任何电路）
3.7 核能
01 核能
1、核能：是通过将核反应从原子核释放的能量，先转化为发电机的机械能及水的内能，再转化为电能。初中阶段，核能可通过 种核反应方式进行释放。 和 是获得核能的两种途径。
2、核裂变
（1）含义：核裂变是质量较大的 在 轰击下分裂成2个 ，并释放出巨大能量的现象。如中子轰击铀235，铀核就会分裂成2个新核，并释放出能量，同时产生几个新的中子，1千克铀全部裂变，释放的能量超过2000吨煤完全燃烧释放的能量。
（2）链式反应：每个铀核裂变时会产生几个中子，这些中子又会继续轰击其他铀核，使其他铀核裂变并产生更多的中子，这样就会导致一系列铀核持续裂变，产生链式反应，如图所示。快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用 制成的，我们还可以控制链式反应的速度，把核能用于和平建设事业。“核反应堆”就是控制 的装置。
（3）应用：原子弹、核电站都是根据 的原理制成的。原子弹属于不加控制的链式反应；核电站属于可控制的链式反应。
3、核聚变
（1）含义：2个质量较小的原子核结合成质量较大的 ，同时释放出能量的现象。由于核聚变需 要极高的温度，所以核聚变也叫 。如图所示，氘核（1个质子和1个氘核中子）和氚核（1个质子和2个中子）在超高温下聚合成新的原子核—氦核，并释放出1个中子，同时释放巨大的能量。
（2）释放能量情况：质量相同的核燃料，核聚变反应释放的核能比核裂变反应释放的核能要多得多。
（3）应用：氢弹是根据 的原理制造的，它的威力比原子弹大得多。太阳的内部在不停地发生这种核聚变，从而向外释放出巨大的能量。
02 核电站
利用核能发电的电站叫 。利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。
1、核电站的原理
（1）核反应堆：可控制地进行核反应的装置，称为 。核反应堆是核电站核心部分，它以铀为核燃料。
（2）核电站的原理：利用核反应堆提供的能量，使水变成蒸汽，再利用高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电。工作过程：如图所示。
（3）核电站的能量转化：核电站并非将核能直接转化为电能。核能→ → → 。
2、核电站的特点
（1）消耗燃料少，废渣也少,产生的能量巨大，可以大大减少燃料的运输量；
（2）特别适合于缺少煤、石油和水力资源的区域；
（3）核电站需防止放射性物质泄漏造成的放射性污染，因此必须采用可靠的保护措施，同时要处理好废渣；
（4）成本低，一些发达国家的核电已占相当大的比例，我国的核电事业发展得也很快。
3、太阳能
（1）在太阳内部，氢原子核在超高温下发生 。
（2）太阳的巨大能量是内部 产生的。
（3）大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去，其中有一部分到达地球表面。
03 放射性
1、放射性
原子核的裂变和聚变都会产生些放射性物质，这些物质的原子核内部会向外辐射出肉眼看不见的、能量很高的射线，如： 、 和 。
2、三种主要的放射线
射线 组成 穿透本领
a射线 带正电的高速运动的氦原子核 最弱，在空气中只能前进几厘米
β射线 带负电的高速运动的电子流 较强，很容易穿透黑纸，还能穿透几厘米厚的铝板
γ射线 能量很高的电磁波 很强，能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土
3、放射性的利与弊
（1）利：少量的放射线可以为人类服务，如r射线可以对机械设备进行探伤；可以使种子变异，培育出新的优良品种；利用放射线可以杀菌。医疗上利用γ射线可以治疗肿瘤等疾病。
（2）弊：过量的高能量的放射线照射对人体和动植物的组织有破坏作用。
3.8 能量的相互转化
01 能量的相互转化
1、能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化
（1）太阳能的转化
①照射到植物叶片上----植物的 ； ②照射到大气层中------空气的 ；
③照射到太阳能热水器--水的 ； ④照射到电池板上------ 。
（2）人体能量的来源及转化：人体所需的能量都来自食物，食物被消化后且被分解的过程，是食物的 转化为人体的内能、电能、机械能等能量的过程。
（3）火力发电厂的能量转化：燃料燃烧将燃料的 转化为 来加热水，水沸腾后，产生的蒸汽驱动涡轮机转动将内能转化为 ，涡轮机带动发电机发电将机械能转化为 。
2、能量转化的普遍性
自然界中的能量有多种表现形式，如机械能、内能、化学能、电能、电磁能、核能等。自然界中各种形式的能量不是孤立的，它们可以在一定的条件下发生转化，能量也可以在同一物体或不同的物体间相互转移。能量转化是普遍现象，自然界中物质运动形式的变化中伴随着能量的相互转化。
02 能量的转化与守恒定律
1、内容
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体。而在转化和转移的过程中，能的总量 。这就是能量转化和守恒定律。
2、意义
能量转化和守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。无论是机械运动，还是生命运动，无论是宇宙天体，还是微观粒子，都遵循这个定律。
3、永动机—不可能成功
03 能量转化和转移的方向性
1、内能总是自发地从高温物体转移到低温物体，而不能从低温物体自发地转移到高温物体
如：烧杯中的热水变冷等，是内能自发地从 物体转移到 物体。电冰箱、空调制冷，都是从低温物体的内部吸热，向外面放热，使内能从 物体转移到 物体。这种转移不是自发进行的，必须要有附加的条件： 。
2、机械能可自发地转化为内能，但内能无法自发地转化为机械能
如：汽车制动刹车时，由于摩擦，机械能转变成地面、轮胎及空气的内能，但是这些内能不能再次转化为汽车的机械能而使汽车重新启动。可见，能量的转移和转化是有一定的 的。能量可以自发地朝一个方向进行，但不能自发地朝反方向进行。
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01 动能、势能、机械能守恒
1．（2024·浙江嘉兴·一模）蹦极是一项刺激的高空休闲运动（如图）。运动员身系一根自然长度为L，弹性良好的轻质橡皮绳，从站台由静止开始自由下落。若不计空气阻力，下列有关说法错误的是（ ）
A．刚从站台开始下落时，势能全部转化为动能
B．恰好下落到高度L时，人的动能最大
C．从高度L下落至最低点的过程中，绳的弹性势能一直变大
D．从站台下落到最低点的过程中，人的势能全部转化为绳的弹性势能
2．（2024·浙江嘉兴·一模）我国探月工程“嫦娥五号”返回器采用“打水漂”的方式返回，返回轨道如图所示。通过多次进入大气层成功降低速度，避免了返回器燃烧破损的风险。下列说法错误的是（　　）
A．进入大气层前，返回舱机械能减小
B．进入大气层时，返回舱会与大气摩擦产生内能
C．跳出大气层时，返回舱的部分动能转化为势能
D．第二次进入大气层时返回舱的动能比第一次进入时小
3．（23-24九年级下·浙江温州·自主招生）如图甲所示，质量不计的弹簧竖直固定在水平面上，t=0时刻，将一金属小球从弹簧正上方某一高度处由静止释放，小球落到弹簧上压缩弹簧到最低点，然后又被弹起离开弹簧，上升到一定高度后再下落，如此反复。通过安装在弹簧下端的压力传感器，测出这一过程弹簧弹力F随时间t变化的图像如图乙所示，则（　　）
A．t1~t2时刻小球所受合力方向一直竖直向下 B．在t1~t2间的某个时刻小球动能最大
C．在t3时刻，弹簧的弹性势能最大 D．t1~t2这段时间内，小球速度一直变大
4．（2024·浙江·中考真题）某同学通过斜面实验认识能量、运动和力的关系（如图，A、B两点等高）。忽略摩擦及空气阻力，小滑块由静止滑下，下列说法错误的是（　　）
A．小滑块下滑过程中机械能守恒
B．小滑块上升过程中内能不断增加
C．小滑块从A点静止滑下，能到达B点
D．小滑块起始位置越高，到达斜面底端速度越大
5．（24-25九年级上·浙江杭州·阶段练习）如图所示，将一弹性小球沿一定角度斜抛出去，小球落地后被弹出，依次经过A点、B点、C点和D点后又被多次弹起，图中虚线为小球的运动轨迹。则该弹性小球在运动过程中，下列说法正确的是（ ）
A．小球在B点时机械能为零
B．小球第一次反弹后到达最高点C时动能为零
C．小球经过相同高度的A、D两点时动能相等
D．小球在C点时的机械能大于在D点时的机械能
02 非恒力做功的计算
6．（23-24九年级上·浙江·期中）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处，然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。下列选项错误的是（　　）
A．物体从A点滑到水平面时，重力所做的功为mgH
B．C点距离水平面的高度为2h-H
C．物体能返回至C点处，可推出H<2h
D．从A点到B点又回到C点过程中，克服水平面上摩擦力做功为mg(2h-H)
7．（2024·浙江·一模）彩虹滑道是近年来新兴的游玩项目，如图甲所示，游客只需坐在橡皮圈上，就能随橡皮圈一起快速滑下。
（1）图甲中的游客在彩虹滑道上下滑的过程中，速度越来越快，则橡皮圈与滑道之间的摩擦力将 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（2）图乙是该游乐项目的简化模型，AB段表示彩虹滑道，BC段表示水平的人工草皮减速带，起点A与人工草皮减速带之间的高度差为h，载人橡皮圈（包括橡皮圈和人）的总质量为m。载人橡皮圈从起点A下滑至彩虹滑道底部后，会在水平的人工草皮减速带上减速，直至停下。若该载人橡皮圈下滑时重力势能转化为动能的效率为η，在水平减速带上受到的摩擦力为f，则水平减速带的长度至少为 （用字母表示）。
8．（23-24九年级上·浙江湖州·阶段练习）如图所示，为两个光滑的圆弧槽和一段粗糙的水平面相连接的装置。将质量为m的物体从左侧圆弧槽A点由静止释放，最高到达右侧圆弧槽B点处；然后再次滑下，最高到达左侧圆弧槽C点处，其中A、B两点距离水平面的高度分别为H、h（忽略空气阻力）。
（1）物体从圆弧槽A点滑落到C点的过程中，物体的机械能 。（填“增大”、“减小”或“不变”）
（2）物体从A点滑到B点的过程中，损失的机械能通过 转化为物体内能，若不考虑能量损失，则物体到达B点时温度升高了 。（物体比热容用c表示）
03 P=Fv的应用
9．（23-24九年级上·浙江金华·阶段练习）如图甲所示的装置，A是重15N的空吊篮，小明同学将A提升到高处，施加的拉力F随时间变化关系如图乙所示，A上升的速度随时间变化关系如图丙所示，忽略绳重及摩擦。下列说法正确的是（　　）
A．B是定滑轮 B．动滑轮重9N
C．1~2秒拉力做功的功率40W D．第2秒内小明做的有用功是40J
10．（23-24九下·浙江杭州·期中）如图所示，光滑的水平面上有一足够长的木板，在木板的右端固定着一个滑轮（不计滑轮重，绳与滑轮间的摩擦），木板上面放置一个小木块，小木块一端连接着弹簧测力计。当拉力F为5N时，木板向右以5cm/s做匀速直线运动，拉力F做功的功率为 W；当把拉力增大到7N时，弹簧秤的示数是 N。
11．（23-24九年级上·浙江·阶段练习）同一物体在力的作用下沿同一水平地面上做直线运动。当物体受到的水平推力为F1时，运动的路程和时间图像如图甲；当物体受到的水平推力为F2时，运动的速度和时间图像如图乙，两次推力的功率分别为P1、P2，则F1 F2，P1 P2（均填“<”、“>”或“=”）。
12．（23-24九年级上·浙江金华·阶段练习）如图所示甲为某品牌的电动平衡车，它在行驶过程中仅仅通过人体重心的改变便可实现车辆的启动、停止等动作。
（1）若该电动平衡车的踏板高度为30厘米，小明质量为60千克，当小明从水平地面站到电动平衡车的踏板上，求该过程中小明克服自身重力所做的功为多少？
（2）如图乙所示为小明某次骑行平衡车时运动速度随时间变化曲线。若该平衡车自重为120牛，运动过程中所受阻力为总重的0.1倍，请计算：小明骑行过程中，电动车在5﹣10秒内牵引力做功的功率为多少？
（3）如表为在5米/秒的速度下，普通自行车和电动平衡车遇到突发情况时所需的制动（从发现情况到车停下）时间。请分析表中数据，从安全角度给电动平衡车使用者提出建议。（一条即可）
车辆种类 普通自行车 电动平衡车
时间（秒） 2 8
04 杠杆的静态、动态平衡分析
13．（23-24九年级上·浙江湖州·期末）如图所示，一个质量分布均匀的1.2千克铁球与轻质硬杆焊接于点后悬挂于竖直墙壁的点，轻杆的延长线过球心，轻杆的长度与铁球半径相等，你认为要使铁球刚好离开墙壁，施加在铁球上的力至少为（ ）
A．3牛 B．4牛
C．6牛 D．8牛
14．（2024·浙江温州·一模）我国古代《墨经》最早记述了秤的杠杆原理（如图所示），此时杠杆处于平衡状态（忽略杆的质量），有关它的说法正确的是（ ）
A．如图杠杆中“权”的质量小于“重”的质量
B．“权”和“重”增加相同的质量，A端会上扬
C．增大“重”时，应把“权”向B端适当移动
D．若将提纽O向B端移动一些，杆秤的测量范围将变小
15．（23-24九年级下·浙江杭州·阶段练习）如图所示，杠杆AB可绕O转动，绳AD连在以A为圆心的弧形槽MN上，D可以在MN上自由滑动，在绳的D端从N向M滑动过程中杠杆仍保持平衡，则绳对杠杆的拉力变化情况是（　　）
A．变大 B．变小
C．先变大，后变小 D．先变小，后变大
16．（23-24九上·浙江金华·阶段练习）如图所示，轻杆OA可绕O点自由转动．现在杆A端用细线悬挂15N的重物，在B处用竖直向上的拉力使杆处于水平平衡，OB与BA长度之比为3∶5。
（1）若将重物改挂在C处，杆平衡时作用在B处竖直向上的拉力减小为原来的一半，则OB与BC的长度之比为 ；
（2）保持轻杆平衡，当拉力方向变为如图中虚线所示，拉力大小将 （填“变大”或“变小”或“不变”）。
17．（23-24九年级上·浙江杭州·期中）小明所用的拉杆旅行箱示意图如图所示。装有物品的旅行箱整体可视为杠杆，O为支点，B为重心，BC为竖直方向，A为拉杆的端点。已知箱重为250N，OA为120cm，OC为24cm。在A点沿图示方向施加拉力F，旅行箱静止，此时拉力大小为 N；要使作用在A点的拉力减小，下列做法可行的有 （选填序号）。
①缩短拉杆的长度 ②使拉力方向顺时针改变30°
③使拉力方向逆时针改变60° ④将箱内较重的物品靠近O点摆放，重心由B变至B′
18．小科家里进行装修，装修的工人从建材市场运来一些质量均匀的矩形实木板和墙面漆，每块木板的规格是1.2m×2m×0.015m，密度为0.7×103kg/m3，每一桶墙面漆的质量为30kg。
（1）木板的重力为 N；
（2）工人用一个竖直向上的力F将木板的一端匀速抬起到某个位置（如图甲所示），在抬起过程中，力F的变化趋势是 ；
A．变大 B．变小 C．先变大后变小 D．不变
（3）小科和工人身形相近，他们一起用一根轻杆将墙面漆抬起，工人抬起轻杆的A端，小科抬着B端，两人施力的方向都为竖直向上，且保持轻杆水平（如图乙所示），其中，AB为1.2m，桶悬挂点C离A端为0.4m，则小科对木板的力F2为多少？
05 杠杆与浮力的应用
19．（23-24九年级上·浙江杭州·期末）如图所示，轻质杠杆AB可绕O点自由转动。当杠杆A端的甲物块悬空；B端的乙球浸没在水中时（不碰容器底和壁），杠杆恰好水平平衡，A、B两端的细线均不可伸长且处于张紧状态。已知OA∶OB=1∶2，甲物块重400N，乙球体积为1×10-2m3，g取10N/kg。下列说法中正确的是（ ）
A．乙球受到的浮力为10N B．杠杆B端所受的拉力为100N
C．乙球的重力为300N D．乙球的密度为2×103kg/m3
20．（2023·浙江·一模）水平地面上有两个平行放置的相同的三棱柱甲和乙，现将一盛水的玻璃缸放置其上，使玻璃缸左右两侧与三棱柱平行且玻璃缸底部的中心到甲、乙两三棱柱的距离相等（l1=l2）；然后将两个体积相等的空心金属球P和Q放入玻璃缸的水中，最终P悬浮、Q漂浮，如图所示。则（ ）
A．P、Q受到的浮力相等
B．P的重力等于Q的重力
C．甲、乙两三棱柱对缸底的支持力相等
D．甲三棱柱对缸底的支持力大于乙三棱柱对缸底的支持力
21．（2024·浙江·一模）桔槔是一种利用杠杆原理取水的机械。B端用绳系一木桶，A端系一重为60牛的配重，O为支点，如图所示。杆和绳子质量忽略不计，，，空木桶质量为2千克，制作木桶的材料密度为0.8克/厘米3，水的密度为1克/厘米3，桶装满水后的总质量为12千克。求：
(1)将空木桶匀速拉下时，至少需要多大的拉力？
(2)当通过一定方法将木桶完全浸没在水面下时，木桶受到的浮力为多少？
22．（23-24九年级上·浙江金华·期末）如图所示是一个自制密度秤，其外形和杆秤差不多。其左端A点挂一个质量为0.2kg、体积为的铁块。提纽位于O处，秤砣放在B处时，秤杆恰好水平平衡。已知秤砣的质量为0.1kg，，把铁块浸没在待测密度的液体中时，移动秤砣便可直接在杆上读出液体的密度。
（1）密度秤零刻度在O点右侧 cm处；
（2）现将铁块浸没在待测液体中，秤砣左移1.5cm到C点时，杠杆在水平位置重新平衡，则待测液体的密度为 ；
（3）关于该密度秤的刻度特点下列判断正确的有哪些
A．该密度秤的刻度不均匀 B．该密度秤的刻度左大右小
C．秤砣质量变小密度秤的精度变高 D．秤砣质量变大密度秤的量程变大
23．（2023·浙江·一模）如图甲是浮力式自动防洪门，可应用于地下车库的防洪。不受洪水袭扰时，该防洪门平铺在地面对进出的车辆不构成任何影响，若遇洪水来袭，水会通过前部进水网进入地下水箱，当水箱水位到达设定水位时，在浮力影响下打开挡水板（立起），抵挡洪水（如图乙）。某项目小组通过原理学习，欲制作一个浮力式自动防洪门模型，设计如图丙。液压杆是一种用液体压强工作的元件，可用于支撑挡水门打开；轻质浮球杆重0.2N，可以上下自由移动；簧锁装置在受到2N压力时，簧锁弹开使得扣锁J松开，在液压杆作用下挡水板逆时针转动逐渐立起，实现挡水。
产品设计：
（1）挡水板由均匀材料制成，在液压杆作用下绕点O转动，从杠杆类型角度分析，挡水板可以看作一个 ；
（2）小组同学计划用一个重200g，体积为500cm3的浮球来装配模型，请通过计算判断该浮球能否满足模型的需求；
产品测试：
（3）用不同大小的水流向水箱中注水，用于模拟小雨、中雨、暴雨、特大暴雨等降水可能导致的积水，结果在中雨状态下挡水板就被开启，接下来的改进思路是： 。
06 滑轮的受力分析
24．（23-24九年级下·浙江杭州·阶段练习）如图所示，物体A、B的重分别为20N、10N，滑轮重10N，滑轮与绳子之间的摩擦忽略不计，此时物体A在水平面上向右做匀速直线运动，若用力F向左拉物体A，使物体A向左做匀速直线运动，则此时拉力（　　）
A． B．
C． D．
25．（24-25九年级上·浙江宁波·开学考试）图中的每个滑轮重0.5N，物体A重6N，托板重1N。为了提升重物A，在2s的时间内，拉力F的作用点沿竖直方向匀速升高了1.2m，这个过程中，不计滑轮轴摩擦和绳重，则下列分析正确的是（　　）
A．拉力F的大小为1.5N B．天花板对定滑轮拉力大小为4.5N
C．物体A上升的速度为0.6m/s D．拉力F克服A重力做功7.2J
26．（23-24九年级上·浙江湖州·期末）如图所示用20牛的力F沿水平方向拉滑轮，可使物体A以1米/秒的速度在水平面上匀速运动。弹簧测力计的示数恒为5牛（不计滑轮、测力计、绳子的重力，滑轮的转轴光滑）。下列说法错误的是（ ）
A．拉力做功功率为40瓦
B．滑轮移动的速度是0.5米/秒
C．物体受到的摩擦力是5牛
D．物体受到地面水平向右5牛的摩擦力
27．（2024·浙江·三模）甲、乙两铁块吸附在磁性平板两侧且保持静止，磁性平板保持竖直，若磁性平板对甲、乙的磁力分别为F甲、F乙，则F甲 （填“大于”“等于”或“小于”）F乙，若G甲=35牛，G乙=50牛，G动=5牛，当甲以0.1米/秒的速度竖直向下匀速直线运动时（细绳足够长且处于竖直拉伸状态，不计绳重和绳与滑轮的摩擦，磁性平板对其他器材无磁力作用且接触面粗糙程度都相同），磁性平板对甲的摩擦力的方向是 ，大小是 牛。
28．（2024·浙江温州·一模）如图甲是用来打捞一封闭货箱的模拟装置设计。已知货箱重2500牛，货箱高2.5米，动滑轮重500牛，声音在水中的传播速度是1500米/秒。在水面上用超声测位仪向水中垂直发射声波直至遇到货箱后返回，测位仪用时0.02秒收到回波。货箱在水面下匀速上升时绳子自由端的拉力F为600牛。（注：不计绳重和摩擦，不计动滑轮体积，g取10牛/千克，ρ水=1.0×103千克/米3）求：
（1）货箱在水下的深度是 。
（2）货箱在水面下匀速上升，则货箱受到的浮力是 ；货箱的体积是 。
（3）若货箱提升速度恒保持1米/秒，出水后继续提升5米，乙图表示整个过程中F拉绳的功率P和货箱匀速被提升的距离关系的坐标图，请补充图中P1和P2的数值：P1= W；P2= W。
（4）出水前机械效率 出水后的机械效率。（选填“大于”、“等于”或“小于”）
07 内能、热机分析与热量的相关计算
29．（2024·浙江宁波·三模）如图为一种蒸汽船玩具，在玻璃瓶内装适量水，将小船放置在水面上，点燃蜡烛加热玻璃瓶一段时间，产生大量水蒸气，并和受热膨胀的空气一起从细窄的吸管冲出，推动小船前进。下列有关该实验的说法不合理的是（　　）
A．加热过程中，玻璃瓶内的水通过热传递的方式增大内能
B．吸管处出现白雾，冲出的水蒸气内能减小，温度降低
C．蒸汽推动小船前进，小船的动能增大，重力势能不变
D．蒸汽推动小船前进能的转化方式和内燃机的做功冲程相同
30．（23-24九年级上·浙江温州·期末）如图为一种引火方式，用铁球甲撞击包裹铝箔的生锈铁球乙，铁球乙上的木屑就会被引燃。其原因是撞击使生锈铁球乙温度升高，引发氧化铁与铝箔发生反应放出大量热，引燃木屑。甲球撞击乙球时，能使乙球温度升高，其原因是（　　）
A．甲球对乙球做功，乙球内能增大 B．甲球对乙球做功，乙球内能减小
C．乙球对甲球做功，乙球内能增大 D．乙球对甲球做功，乙球内能减小
31．（23-24九年级上·浙江绍兴·期末）如图甲为礼花喷射器的模型，通过扭动气阀可释放压缩气罐内的气体，气体冲击纸筒内填充的礼花彩条，并将它们喷向远处。
（1）该过程中罐内气体通过 方式改变了内能，随着气体的不断释放，罐内气体的温度将 （选填“上升”、“下降”或“不变”）；
（2）该过程能量转化方式与乙图中汽油机的冲程 相同（选填字母）。
32．（2024·浙江宁波·三模）单位质量的气体物质，在体积不变的条件下温度升高1℃所吸收的热量称为该气体的定容比热，已知氦气的定容比热为3100J/（kg·℃）。如图所示，质量为0.02kg的氦气被密封在圆柱形气缸内，气缸内氦气气压与外界大气压相同。
（1）固定活塞AB，当氦气温度从20℃升高到30℃时，氦气吸收的热量是 J；
（2）撤去活塞固定装置，氦气推动活塞做功，该过程与四冲程汽油机的 冲程类似。
33．（24-25九年级上·浙江·期末）为探究机械功与热之间的关系，焦耳设计了一个实验，在容器里装水，中间安上带有叶片的转轴，通过重物下降，带动叶片旋转，使水的内能增加。小金自制类似装置验证热和功的关系，如图所示（部分固定装置舍去），其中重物的重力为420牛，匀速下降高度为1m，测得水的温度上升了0.2℃，容器中水的质量为0.45kg，（水的比热。c=4.2×103J/(kg ℃)）
（1）该实验通过 方式增加了水的内能
（2）容器内水吸收热量为多少焦？
（3）机械能转化为水的内能的效率是多少？
08 电功、电功率的动态分析
34．（23-24九年级下·浙江温州·开学考试）如图所示，将灯L1、L2图甲、乙两种方式接在电压均为U的两个电路中，在甲图中灯L1的功率为4W，在乙图中灯L1的功率为16W。设灯丝电阻不变，下列说法中不正确的是（　　）
A．甲、乙两图中灯L1两端的电压之比是
B．L1、L2两灯灯电阻之比为
C．甲、乙两图电路消耗的总功率之比为
D．甲、乙两图中灯L2的功率之比为
35．（2024·浙江绍兴·三模）如图甲所示电路，电源电压恒定不变，R1为定值电阻，电流表的量程为“”，电压表的量程为“”，滑动变阻器R2的最大阻值为，在保证电路元件安全的情况下，缓慢移动滑片，R2消耗的电功率P与电压表示数U的关系图像如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为15V B．定值电阻R1的阻值为
C．滑动变阻器R2的调节范围为 D．电路消耗总功率的最小值为10.8W
36．（23-24九年级上·浙江台州·期末）如图甲所示的电路中，电源电压为3伏，R1为湿敏电阻，其阻值与相对湿度（RH）的关系如乙图所示，定值电阻R的阻值是2欧姆。若环境中相对湿度在10%到90%之内变化，下列说法正确的是（　　）
A．当相对湿度减小时，电压表的示数变小
B．当相对湿度为30%时，20s内电路消耗总电能15J
C．当相对湿度为70%时，R1消耗功率最大，为1.125W
D．要使电流的变化范围更大，可以更换阻值更大的定值电阻
37．如图甲所示,电源电压保持不变。闭合开关S,滑动变阻器的滑片P从b点滑到a点的过程中,两电压表示数随电流表示数变化的图线如图乙所示。下列叙述正确的是( )
A．电源电压为14V
B．图乙中 dc是表示电压表 V2的示数随电流表示数变化的图线
C．滑片从b点滑到a点的过程中，电路消耗的总功率最大值为45W
D．滑片在a点时，10s内电阻R消耗的电能为10J
38．（23-24九年级上·浙江金华·期末）创新小组的同学设计了一个粉尘浓度监测装置，图甲为该监测装置的简化电路图，它是通过传感器R来进行检测的，R的阻值随粉尘浓度β变化的关系如图乙所示。已知电源电压为4V,定值电阻R0的阻值为15Ω，电压表的量程为0~3V。下列分析正确的是（　　）
A．电压表示数随粉尘浓度增大而减小 B．电路可测的最大粉尘度为25mg/m3
C．定值电阻R0的最大功率为0.6W D．整个电路的最小总功率为0.8W
09 测电功率的方法
39．（23-24九年级上·浙江温州·期末）小明做“测定小灯泡的额定功率”实验时，已知小灯泡的额定电压是3.8V，其中电源是三节新的干电池，灯丝电阻大于10Ω，滑动变阻器上标有“10Ω　1A”字样。图甲是测定小灯泡的额定功率的电路。
(1)小明按图甲连接电路并闭合开关后，发现灯泡不亮，但电压表有示数，则故障的原因可能是小灯泡 （填“短路”或“开路”）。电压表与小灯泡之间的连接方式是 （填“串联”或“并联”）；
(2)排除故障后，小灯泡正常发光，此时电流表示数如图乙所示，则通过小灯泡的电流是 A，小灯泡的额定功率是 W；
(3)若电压表0～15V的量程损坏，换用0～3V的量程，能否测出小灯泡的额定功率？ （填“能”或“不能”）。若能请说明理由： 。
40．（23-24九年级下·浙江·期中）小明利用图甲的电路测量小灯泡的电功率。小灯泡的额定电压为2.5伏。
(1)连接电路时应保持开关断开，滑动变阻器的滑片置于 （填“A”或“B”）端；
(2)闭合开关，调节滑动变阻器，使小灯泡两端电压为2.5伏，此时电流表示数如图乙。则小灯泡的额定功率为 瓦；
(3)调节滑动变阻器，记录多组电压、电流数据，图丙是小明作出的小灯泡I-U图像，当电压为0伏时，小灯泡的电阻 （填“小于”“等于”或“大于”）0欧；
(4)关于小灯泡的功率P与通过其电流的平方I2的关系，下列图像中最合理的是______。
A． B． C． D．
41．（23-24九年级下·浙江杭州·阶段练习）小丰同学利用如图1所示的电路来测量小灯泡的电功率（电源电压3V，小灯泡的额定电压2.5V）。
(1)闭合开关时，发现两电表指针处于图2所示位置，此时灯泡 （选填“不发光”“微弱发光”或“比正常亮”）；
(2)故障排除后，从滑动变阻器接入电路阻值最大时开始记录数据，得到小灯泡U﹣I图象如图3所示，则小灯泡的额定功率是 W；
(3)他做完以上实验后，又想测出一个未知电阻Rx的阻值，连接电路时发现电压表已损坏，于是他又设计了如图4所示的电路，也测出了电阻的阻值（R0是已知阻值的定值电阻）。请你帮他完成下列步骤。
①只闭合开关S1，电流表的示数为I1；
②开关 ，电流表的示数为I2；
③请写出未知电阻Rx的阻值表达式：Rx＝ （用I1、I2和R0表示）。
42．（23-24九年级上·浙江金华·期末）为了测定小灯泡的电功率，小科利用电压恒为3伏的电源、滑动变阻器、标有“2.5V”字样的小灯泡等器材按图甲方式连接电路进行实验。
（1）正确连接电路、闭合开关，发现小灯泡不亮。小科观察到两电表的示数情况是电压表有示数，电流表无示数，由此判断此时电路的故障是 ；
排除故障后，闭合开关并移动滑片P，获得相关数据如下表：
实验序号 电压/伏 电流/安 电功率/瓦
1 2.0 0.18 0.36
2 2.5 ？ ？
3 3.0 0.22 0.66
（2）当电压表的示数为2.5伏时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图乙所示，则小灯泡的额定电功率为 瓦：
（3）完成实验2后，要想获得实验3的数据，则实验中滑片Р的移动情况是 ；
（4）在滑动变阻器滑片移动过程中，电路消耗的总功率、小灯泡的功率随电流变化如图丙所示，请判断随着电流增大，滑动变阻器的功率大小变化情况是 。
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