能量与工作
1.工作
物理学规定,作用在物体上的力使方向上通过一定距离,也就是说,力对物体做机械功(称为“功”)
2.工作的两个必要因素:
(1)作用在物体上的力;
(2)物体在方向上力作用下经过的距离。
3.工作计算方法:
定义:力对物体所做的功等于力与物体在力作用下通过方向上的距离的乘积。
公式:功=力×距离,即w=f·s
单位:英寸国际单位在系统中,工作单位为W:n·m或j
1J的物理意义:1N的力使方向上在1米的距离内所做的功等于1J。
即:1J=1n×1m=1n·m
注:计算过程中,力F的单位为牛(n);距离s,单位为米(m);
4.机械工作原理
(1)使用机器只能节省劳动力或距离,但不能工作。
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.权力
(1)功率概念:在物理学中,单位时间内所做的功称为功率。
(2)功率的物理意义:功率是一个物理量,表示工作的速度。
(3)功率计算公式:功率=工时/时间
符号表达式:P=w/T导数P=Fv(F单位为n,V单位为m/s)
(4)功率单位: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。它有一个特殊的名字叫瓦特,缩写为瓦特,符号是w。这个单位是以英国物理学家瓦特的名字命名的。1W=1J/s
6.机械效率
(1)机械效率的定义:艰苦的工作占总工作量的比例。
(2)公式:
(3)有用功(W有用):克服物体重力所做的功,W=GH。
(4)额外功:克服机器自身的重力和摩擦力所做的功。
(5)总功(W):动力对机械所做的功W=FS。
(6)总工作量等于辛勤工作和额外工作之和,即w总=w有用+w额外。
7.“能量”的概念:物体有做功的能力,即物体有能量。
结论:在物理学中,能量与功密切相关。能量反映物体做功的能力。物体能做的功越多,物体的能量就越大。
(1)动能:物体因运动而拥有的能量。
(2)重力势能:物体因上升而拥有的能量。
(3)弹性势能:物体因弹性变形而具有的能量。
当质量相同时,速度越大,物体能做的功就越多,这表明它有更大的动能;在相同的速度下,质量越大,物体能做的功就越多,这表明它有更大的动能。
物体被举得越高,其质量就越大,引力势能也就越大。物体的动能和势能可以相互转化。
8.内部能量和热量
(1)内能:物体中所有不规则运动的分子的动能和分子势能之和称为内能。
(2)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,内能越大。
(3)热运动:物体内部大量分子的不规则运动。
(4)改变物体内能的方法:功和热传递。这两种方法相当于改变物体的内能。
(5)当物体在外部工作时,物体的内能减少;当外部世界对物体起作用时,物体的内能增加。
(6)这个物体吸收热量。当温度升高时,物体的内能增加;这个物体散发热量。当温度降低时,物体的内能降低。
(7)所有能量的单位是焦耳。
(8)热(q):在热传递过程中,传递的能量称为热。(说一个物体包含多少热量是错误的)
⑼比热(c):当一种物质每单位质量的温度升高(或降低)1℃时,吸收(或释放)的热量称为该物质的比热。
⑽比热是物质的一个属性。它不随物质体积、质量、形状、位置和温度的变化而变化。只要事情是一样的,比热也是一样的。
(11)比热的单位是焦耳/(千克·℃),也就是每千克摄氏度的焦耳。
(12)水中比热:C=4.2×103焦耳/(千克·℃),这意味着当每个千克水的温度升高(或降低)1℃时,吸收(或释放)的热量为4.2×103焦耳。
⒀热量计算:①Q吸收==cm(t-t0)=cm△t升(Q吸收是热量吸收,单位为焦耳;C是物体比热,单位为焦耳/(千克·℃);M是质量;T0为初始温度;T是随后的温度。)②Q=cm(t0-t)=cm△不要放弃
(14)能量守恒定律:能量既不会被破坏也不会被创造。它只能从一种形式转换到另一种形式,或从一个对象转换到另一个对象。在转化和转移过程中,总能量保持不变。
9.内能和能量热机
(1)燃烧值Q:1千克将某种燃料完全燃烧释放的热量称为热值。单位为焦耳/千克。
(2)燃料燃烧释放热量的计算:Q释放=QM或Q释放=QV;(q是热量,单位为焦耳;q是热值,单位为焦耳/千克;m是质量,单位为千克。),有时,气体的热值可以通过q=QV(q是热量,单位为焦耳;q是热值,单位为焦耳/立方米;V是体积,单位为立方米)来计算
(3)加热和做功可以利用内部能量。
(4)内燃机可分为汽油机和柴油机。它们的工作循环由四个冲程组成:吸入、压缩、工作和排气。在一个工作循环中进行一次外部工作,活塞往复运动两次,曲轴飞轮旋转两个循环。
(5)热机效率:用于做有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量之比称为热机效率。热机效率是衡量热机性能的重要指标。
(6)在热机的各种损失中,废气带走的能量最大。尽量利用废气中的能量是提高燃料利用率的重要措施。
初步电气
1.静电现象:
(1)摩擦可以使物体带电,带电体具有吸引光线和小物体的特性。
(2)摩擦带电的本质:电荷从一个物体转移到另一个物体,使物体呈现带电状态。
(3)正电荷:与丝绸摩擦的玻璃棒所携带的电荷相同,称为正电荷;负电荷:与用毛皮摩擦的橡胶棒所带的电荷相同,称为负电荷。
(4)电荷之间的相互作用:相同的电荷相互排斥,不同的电荷相互吸引。
(5)要知道物体是否带电,可以使用验电器;验电器原理:相同的电荷相互排斥。
(6)闪电是瞬间发生的大规模放电现象。
2.电路
电路:通过电线连接电源、电器、开关等形成的电路。
(1)各部件功能:电器:用电工作。电源:电源;开关:控制电路接通和断开;导线:连接电路,形成电流通路;
(2)短路:导体不经过电器而直接连接到电源两极的电路称为短路。整个电路的短路是指电源两端的短路。此时,整个电路的电阻非常小,电流非常大,电路被强烈加热,这将损坏电源,甚至引发火灾。做实验时,我们必须避免短路;在家用电时,我们还应注意防止短路。
(3)电路图说明的注意事项:⑴使用统一的符号;(2)连接应水平和垂直;(3)线条应简洁、整洁、美观。
(4)路径是指开关闭合、电路连接、电流流过电器、电器用于工作的状态。开路是指电路被切断且电路中没有电流的状态。
⑸串联电路、并联电路之间的差异
(识别串联电路和并联电路的方法:⑴路径法⑵拆除方法⑶支点法)
3.当前
电流是指电荷的定向运动。电流的大小称为电流强度(称为电流,符号为I),国际单位为安培,符号为a。电流方向:正电荷运动的方向为电流方向,自由电子运动的方向与电流方向相反。
⑴电流表读数:首先,检查测量范围,第二,计算除法值,第三。
⑵电流表的连接方式:①电流表必须在电路中串联;②使电流从电流表的“+”端流入,从“-”端流出;③通过电流表的电流不得超过其范围;④严禁将电流表与电源或电器并联。(注:①当未超过最大测量值时,尝试使用较小的测量范围。对于同一电流表,量程越小,测量结果越准确;②当测量的电流无法估计时,请先尝试接触最大的测量范围,并根据情况选择合适的测量范围。)
(3)串联电路的电流特性:串联电路中的电流处处相等;并联电路中的电流特性:并联电路主电路中的电流等于各支路电流之和。
4.电压
电压单位:伏特、千伏特和毫伏。电源是一种提供电压的装置,它会导致电荷的定向运动和电流的形成
(1)生活中常见的电压值:干电池的电压为1.5V;一个蓄电池的电压为2V;中国国内电源电压为220V;对人体的安全电压≤36V。
⑵串联电路中的电压定律:串联电路中的总电压等于所有部件的电压之和;并联电路中的电压定律:并联电路中各支路的电压相等。
5.抵抗
在物理学中,导体对电流的电阻称为电阻。抵抗的象征:R
(1)阻力单位:欧姆;符号:Ω
(2)单位换算关系:1mΩ=1000KΩ,1KΩ=1000Ω
6.抗性相关特征
导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积有关
(1)相同的长度、相同的横截面积、不同的材料和不同的电阻;
⑵在材料和长度相同的情况下,横截面积越大,电阻越小。
(3)在材料和横截面积相同的情况下,长度越长,阻力越大;
(4)对于大多数导体,温度越高,电阻越大。
7.抗性分类
保持电阻恒定的电阻简称固定电阻。可变电阻是可变电阻的缩写
8.滑动变阻器结构:
(1)金属棒:金属棒的电阻很小,两端端子之间的电阻几乎为零,可以忽略;
⑵电阻丝:圆筒上绕着一根电阻丝,其表面有一层绝缘层,电阻值很大。标签上的“50Ω”是指电阻线两端端子之间的电阻值;
(3)滑片:滑片可以在金属棒上左右移动。滑片的上部与金属棒连接,下端通过电阻丝的接触滑块(刮掉绝缘层)与电阻丝连接。
(4)端子:有四个端子,当上下连接到电路时,可以起到可变电阻的作用。连接电路时,断开开关,将滑动变阻器的滑片调整到电阻最大的位置
(5)滑动变阻器的原理:通过改变连接到电路的电阻线的长度来改变接入电路中的电阻。
9、欧姆定律:
导体中的电流与导体两端的电压成正比,与该段导体的电阻成反比。欧姆定律公式:I=u/R欧姆定律公式变体:u=IRR=u/IR
10.欧姆定律的意义
欧姆定律的物理意义:它揭示了“导体中的电流由导体两端的电压和导体的电阻决定”的限制关系。
11.通过伏安法测量电阻:
将导体连接到电路上,使电流通过导体,用伏特计测量灯泡两端的电压,用安培计测量通过灯泡的电流,然后用欧姆定律公式计算灯泡的电阻。
电气工程和电力
1.电功(W):电流所做的功称为电功
2.电力单位:国际单位:国际单位:焦耳。常用单位为:度(KWH),1度=1KWH=3.6×106焦耳。
3.电能计量工具:电能表(电度表)
4.电功率计算公式:w=uit(单位:w)→焦炭(J);U→伏特(V);我→安全(a);T→秒)。
5.当使用w=uit计算电力时,请注意:①w、公式中的u.i和T在同一回路中;②统一计算单位;③众所周知,第四个量可以从任何三个量中获得。
6.以下公式也可用于计算电力:w=i2rt;W=Pt;Q=it(Q为电量);
7.电力(P):单位时间内电流所做的功。单位:瓦特(国际);常用单位:千瓦
8.电力计算公式:P=w/T=UI(单位:P)→瓦特(W);W→焦炭(J);T→第二名;U→伏特(V);我→A.
9.统一计算单位。①如果w使用焦炭,t使用秒,则P的单位为瓦特;②如果W以千瓦时为单位,t以小时为单位,则P的单位为千瓦。
10.正确的公式也可用于计算电力:P=I2R和P=U2/R
11.额定电压(U0):电器正常工作的电压。
12.额定功率(P0):电器在额定电压下的功率。
13.实际电压(U):实际施加到耗电元件两端的电压。
14.实际功率(P):电器在实际电压下的功率。
当u>;U0,然后P>;灯很亮,很容易熄灭。
当u<;当U0时,P<;光是暗的,
当u=U0时,P=P0;正常照明。
(如果相同的电阻器或灯泡在不同的电压下连接,则存在;例如,当实际电压为额定电压的一半时,实际功率为额定功率的1/4。例如,“220v100w”指额定电压为220伏、额定功率为100瓦的灯泡。如果连接在110伏电路中,实际功率为25瓦。)
15.焦耳定律:通过导体的电流产生的热量与电流的次级方成、导体的电阻和通电时间成正比。
16.焦耳定律公式:q=i2rt(单位:q)→焦炭我→安培(a);R→Ω;T→秒。)
17.当通过导体的电流所做的所有功(电功)用于产生热量(电加热)时,w=q,可通过电功公式计算(如电加热器的电阻)
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