機械能是初中物理中應(yīng)重點掌握的內(nèi)容,也是中考物理命題的熱點。
一、內(nèi)能
1.宇宙是由物質(zhì)組成的,物質(zhì)是由分子組成的;分子是由原子組成的,原子是由原子核和核外電子組成的,原子核是由質(zhì)子和中子組成的。分子是保持物質(zhì)原來性質(zhì)的最小微粒。
2.分子熱運動:
(1)內(nèi)容:一切物質(zhì)的分子都在不停地做無規(guī)則運動;
(2)分子熱運動的快慢與溫度有關(guān),溫度越高分子運動越劇烈。
3.分子間的作用力
(1)分子間的引力;
(2)分子間的斥力。
4、內(nèi)能與熱量
(1)內(nèi)能:物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和叫內(nèi)能。
(2)物體的內(nèi)能與溫度有關(guān):物體的溫度越高,分子運動速度越快,內(nèi)能就越大。
(3)熱運動:物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動。
(4)改變物體內(nèi)能的方法:做功和熱傳遞,這兩種方法對改變物體的內(nèi)能是等效的。
(5)物體對外做功,物體的內(nèi)能減小;外界對物體做功,物體的內(nèi)能增大。
(6)物體吸收熱量,當(dāng)溫度升高時,物體內(nèi)能增大;物體放出熱量,當(dāng)溫度降低時,物體內(nèi)能減小。
(7)所有能量的單位都是:焦耳。
(8)熱量(Q):在熱傳遞過程中,傳遞能量的多少叫熱量。(物體含有多少熱量的說法是錯誤的)
(9)比熱(c ):單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高(或降低)1℃,吸收(或放出)的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱。
(10)比熱是物質(zhì)的一種屬性,它不隨物質(zhì)的體積、質(zhì)量、形狀、位置、溫度的改變而改變,只要物質(zhì)相同,比熱就相同。
(11)比熱的單位是:焦耳/(千克·℃),讀作:焦耳每千克攝氏度。
(12)水的比熱是:C=4.2×103焦耳/(千克·℃),它表示的物理意義是:每千克的水當(dāng)溫度升高(或降低)1℃時,吸收(或放出)的熱量是4.2×103焦耳。
(13)熱量的計算:
①Q(mào)吸= =cm(t-t0)=cm△t升 (Q吸是吸收熱量,單位是焦耳;c 是物體比熱,單位是:焦/(千克·℃);m是質(zhì)量;t0 是初始溫度;t 是后來的溫度。)
② Q放 =cm(t0-t)=cm△t降
(14)能量守恒定律:能量既不會消滅,也不會創(chuàng)生,它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式,或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中,能量的總量保持不變。
5、內(nèi)能與熱機
(1)燃燒值q :1千克某種燃料完全燃燒放出的熱量,叫熱值。單位是:焦耳/千克。
(2)燃料燃燒放出熱量計算:Q放=qm 或者 Q放=qv;(Q放是熱量,單位是:焦耳;q是熱值,單位是:焦/千克;m 是質(zhì)量,單位是:千克。),有時候氣體的熱值可以用 Q放 =qv計算(Q放是熱量,單位是:焦耳;q是熱值,單位是:焦/立方米;v是體積,單位是:立方米。)
(3)利用內(nèi)能可以加熱,也可以做功。
(4)內(nèi)燃機可分為汽油機和柴油機,它們一個工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程。一個工作循環(huán)中對外做功1次,活塞往復(fù)2次,曲軸飛輪轉(zhuǎn)2周。
(5)熱機的效率:用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比,叫熱機的效率。熱機的效率是熱機性能的一個重要指標(biāo)。
(6)在熱機的各種損失中,廢氣帶走的能量最多,設(shè)法利用廢氣的能量,是提高燃料利用率的重要措施。
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二、電學(xué)初步
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1、靜電現(xiàn)象:
(1)摩擦可以使物體帶電,帶電體具有吸引輕小物體的性質(zhì)。
(2)摩擦起電實質(zhì):電荷從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體,使物體顯示出帶電的狀態(tài)。
(3)正電荷:與絲綢摩擦過的玻璃棒所帶的電荷,叫正電荷;負(fù)電荷:與毛皮摩擦過的橡膠棒所帶的電荷,叫負(fù)電荷。
(4)電荷間的相互作用:同種電荷互相排斥,異種電荷互相吸引。
(5)要知道物體是否帶電,可使用驗電器;驗電器的原理:同種電荷互相排斥。
(6)閃電是一種瞬間發(fā)生的大規(guī)模放電現(xiàn)象。
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2、電路
電路:用導(dǎo)線把電源、用電器、開關(guān)等連接起來組成的電的路徑。
(1)各元件的作用:用電器:利用電來工作。電源:供電;開關(guān):控制電路通斷;導(dǎo)線:連接電路,形成電流的路徑;
(2)短路:導(dǎo)線不經(jīng)過用電器直接跟電源兩極連接的電路,叫短路。整個電路短路是指電源兩端短接,這時整個電路電阻很小,電流很大,電路強烈發(fā)熱,會損壞電源甚至引起火災(zāi)。做實驗時,一定要避免短路;家庭用電時也要注意防止短路。
(3)畫電路圖注意事項:
①用統(tǒng)一規(guī)定的符號;
②連線要橫平豎直;
③線路要簡潔、整齊、美觀。
(4)通路是指閉合開關(guān)接通電路,電流流過用電器,使用電器進行工作的狀態(tài)。斷路是指電路被切斷,電路中沒有電流通過的狀態(tài)。
(5)識別串聯(lián)電路與并聯(lián)電路的方法:
①路徑法
②拆除法
③支點法
串聯(lián)電路、并聯(lián)電路的區(qū)別:
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3、電流
電流是指電荷的定向移動。電流的大小稱為電流強度(簡稱電流,符號為I),國際單位是安培,符號為A。電流方向規(guī)定:正電荷定向移動的方向為電流方向,自由電子定向移動的方向與電流方向相反。
(1)電流表的讀數(shù):一看量程,二算分度值,三讀數(shù)。
(2)電流表的接法:
①電流表必須串聯(lián)在電路中;
②使電流從電流表的“+”接線柱流入,從“-”接線柱流出;
③通過電流表的電流不能超過其量程;
④嚴(yán)禁將電流表與電源或用電器并聯(lián)。
(注意:①在不超過最大測量值的情況下,應(yīng)盡量使用較小的量程測量,對于同一個電流表來說,量程越小測量結(jié)果越精確;②在不能估計被測電流大小的情況下,可先用最大的量程試觸,根據(jù)情況選用合適的量程。)
(3)串聯(lián)電路的電流特點:串聯(lián)電路中的電流處處相等;并聯(lián)電路中的電流特點:并聯(lián)電路干路中的電流等于各支路電流之和。
4、電壓
電壓的單位:伏、千伏、毫伏。電源是提供電壓的裝置,電壓是電荷定向移動形成電流原因。
(1)生活中常見的電壓值:一節(jié)干電池電壓1.5V;一節(jié)蓄電池電壓2V;我國生活用電電壓220V;對人體安全電壓≤36V。
(2)串聯(lián)電路中的電壓規(guī)律:串聯(lián)電路中總電壓等于各部分電壓之和;并聯(lián)電路中的電壓規(guī)律:并聯(lián)電路中各支路的電壓相等。
5、電阻
物理學(xué)中把導(dǎo)體對電流阻礙作用的大小叫電阻。電阻的符號:R。
(1)電阻的單位:歐姆;符號:Ω
(2)單位換算關(guān)系:
1MΩ=1000kΩ
1 kΩ=1000Ω
6、電阻相關(guān)特性
(1)導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的材料、長度、橫截面積有關(guān)
①長度相同、橫截面積相同,材料不同,電阻不同;
②材料相同、長度相同,橫截面積越大,電阻越小。
③材料相同、橫截面積相同,長度越長,電阻越大;
④對大多數(shù)導(dǎo)體來說,溫度越高,電阻越大。
7、電阻分類
保持阻值不變的電阻簡稱定值電阻。可以調(diào)節(jié)變化的電阻簡稱可變電阻
8、滑動變阻器的結(jié)構(gòu):
(1)金屬桿:金屬桿的電阻很小,其兩端接線柱間的電阻值幾乎為零,可以忽略不計;
(2)電阻絲:圓筒上纏繞的是表面涂有絕緣層的電阻絲,其阻值較大,標(biāo)牌上所標(biāo)的“50Ω”即指電阻絲兩端接線柱間的電阻值;
(3)滑片:滑片可以在金屬桿上左右移動,滑片的上部與金屬桿相連,下端通過電阻絲的接觸滑道(刮去絕緣層的部分)與電阻絲相連通。
(4)接線柱:有四個接線柱,一上一下接入電路時,能起到變阻作用。連接電路時,要斷開開關(guān),滑動變阻器的滑片要調(diào)到阻值最大的位置
(5)滑動變阻器的原理:通過改變連入電路的電阻絲的長度來改變接入電路中電阻的大小。
9、歐姆定律:
導(dǎo)體中的電流跟導(dǎo)體兩端的電壓成正比,跟這段導(dǎo)體的電阻成反比。歐姆定律公式:I=U/R歐姆定律公式變形式:U=IR、R=U/I。
10、歐姆定律意義
歐姆定律的物理意義:揭示了“導(dǎo)體中的電流由導(dǎo)體兩端的電壓和導(dǎo)體的電阻決定”這一制約關(guān)系。
11、伏安法測電阻:
把導(dǎo)體接入電路,使導(dǎo)體中通過電流,用電壓表測出燈泡兩端的電壓,用電流表測出通過燈泡的電流,再用歐姆定律公式算出燈泡的電阻。
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三、電功和電功率
1. 電功(W):電流所做的功叫電功
2. 電功的單位:國際的單位:國際單位:焦耳。常用單位有:度(千瓦時),1度=1千瓦時=3.6×106焦耳。
3. 測量電功的工具:電能表(電度表)
4. 電功計算公式:W=UIt(式中單位W→焦(J);U→伏(V);I→安(A);t→秒)。
5. 利用W=UIt計算電功時注意:
①式中的W.U.I和t是在同一段電路;
②計算時單位要統(tǒng)一;
③已知任意的三個量都可以求出第四個量。
6. 計算電功還可用以下公式:
W=I2Rt ;W=Pt;Q=It(Q是電量);
7. 電功率(P):
電流在單位時間內(nèi)做的功。單位有:瓦特(國際);常用單位有:千瓦
8. 計算電功率公式:
P=W/t=UI(式中單位P→瓦(w);W→焦(J);t→秒(s);U→伏(V);I→安(A)
計算時單位要統(tǒng)一:
①如果W用焦、t用秒,則P的單位是瓦;
②如果W用千瓦時、t用小時,則P的單位是千瓦。
計算電功率還可以用公式:P=I2R和P=U2/R
9.額定電壓(U0):用電器正常工作的電壓。
10.額定功率(P0):用電器在額定電壓下的功率。
11.實際電壓(U):實際加在用電器兩端的電壓。
12.實際功率(P):用電器在實際電壓下的功率。
當(dāng)U > U0時,則P >P0;燈很亮,易燒壞。
當(dāng)U < U0時,則P < P0 ;燈很暗,
當(dāng)U = U0時,則P = P0;正常發(fā)光。
(同一個電阻或燈炮,接在不同的電壓下使用,則有圖片;如:當(dāng)實際電壓是額定電壓的一半時,則實際功率就是額定功率的1/4。例“220V100W”是表示額定電壓是220伏,額定功率是100瓦的燈泡如果接在110伏的電路中,則實際功率是25瓦。)
13.焦耳定律:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導(dǎo)體的電阻成正比,跟通電時間成正比。
14.焦耳定律公式:Q=I2Rt ,(式中單位Q→焦J;I→安(A);R→歐(Ω);t→秒s。)
15.當(dāng)電流通過導(dǎo)體做的功(電功)全部用來產(chǎn)生熱量(電熱),則有W=Q,可用電功公式來計算Q(如電熱器,電阻就是這樣的。)
