2025浙教版科学九年级上册第3章 能量的转化与守恒 知识点清单

第3章能量的转化与守恒（知识清单）

【知识结构】

【考点清单】

知识点一能量及其形式

1.认识能量

①所有的自然现象都涉及能量，人类的一切活动每时每刻都离不开能量。

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。

2.能量的形式

机械能(动能和势能)、内能、太阳能、电能、化学能、地热能、核能、潮汐能等。

能量转化的表现形式：光能转化为化学能；内能转化为机械能；机械能转化为电能；电能

转化为机械能等。

知识点二机械能

1.动能

(1)概念：物体由于运动而具有的能量叫做动能。

(2)影响动能的因素：物体的质量和速度

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

①概念：物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能。

②影响因素：质量和被举高的高度

物体的质量越大，被举得越高，具有的重力势能就越大。

(2)弹性势能

①概念：物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。

②影响因素：形变量

物体的弹性形变越大，弹性势能就越大。

3.动能和势能的转化

(1)小球或滚摆向低处运动时，速度变大，向高处运动时，速度变小。小球或滚摆向低

处运动时，重力势能减小，动能增大，重力势能转化为动能；向高处运动时，动能减小，

重力势能增大，动能转化为重力势能。如果没有空气摩擦阻力，摆锤和滚摆每次都会上升

到原来的高度。因为小球或滚摆受空气阻力等作用，故机械能逐渐减小。

*

单摆运动滚摆运动

（2）物体的动能和重力势能可以相互转化。动能和势能之和称为机械能。

分析动能与势能相互转化的方法：确定研究对象和过程；确定物体在起始位置所具有的动

能、势能；分析在运动过程中，物体的高度、速度、弹性形变等是否变化以及如何变化，

进而分析物体的重力势能、动能、弹性势能是否变化以及如何变化。

（3）如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总量就保持不变，或者说，机械能守

恒。

机械能守恒的条件：不受空气阻力和摩擦。

知识点三能量转化的量度

1.功

（1）概念：在科学上，如果物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过了一段距

离，我们就说这个力对物体做了功。

（2）力对物体做功的两个必要因素：①作用在物体上的力②物体在力的方向上通过的距

离。

（3）不做功的情况：①有力无距离②有距离无力③力的方向与距离的方向垂直

（4）克服某力做功：当物体运动方向与受力方向相反时，我们常说克服该力做功。

2.功的计算

（1）功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。即：功=力乂距离

公式：W=Fs

功的单位是焦耳，简称为焦，单位符号为J。它是为了纪念英国科学家焦耳而命名的。

1焦=1

牛•米

（2）物体具有做功的本领，是因为它具有能量。做功的过程实质上就是能量转化的过

程，力对物体做多少功，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，能量的单位与功的单位一样，也是焦耳。

3.功率

（1）单位时间里完成的功叫做功率。功率反映了物体做功的快慢。

⑵功率争

公式：P=7

国际单位制中，功率的单位是瓦特，简称瓦，单位符号是W。

1瓦=1焦/秒

实际应用中还常用千瓦、兆瓦作为功率的单位。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=1X106瓦。

V=—S

（3）当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时，由W=Fs,t,可得

P=Fvo

（4）比较做功的快慢有三种方法：

若做功相同，比较做功的时间；若做功时间相同，比较做功的多少；若做功的多少和所用

时间都不相同的情况下，计算功和时间的比值。

知识点四简单机械

1.杠杆

（1）概念：如果一根硬棒在力的作用下能够绕着固定点转动，这根硬棒就叫做杠杆。

（2）杠杆五要素：

杠杆绕着转动的固定点0叫做支点；

能够使杠杆转动的力F1叫做动力；

阻碍杠杆转动的力F?叫做阻力；

从支点到动力作用线的距离L叫做动力臂；

从支点到阻力作用线的距离L叫做阻力臂。

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：定支点；画力的作用线；从支点画力的作用线的垂线；标注力臂名

称。

（4）杠杆的平衡：杠杆在动力和阻力的作用下静止或匀速转动时，我们称该现象为杠杆

平衡。

杠杆平衡的条件：动力X动力臂=阻力X阻力臂，即FJFFI

实验探究注意事项：

①选杠杆中心作为支点的目的：避免杠杆自身重力对实验产生影响；

②实验时使杠杆在水平位置平衡的目的：便于读出力臂的大小。

③实验前，通过调节杠杆两端的平衡螺母使杠杆在水平位置平衡（杠杆向右偏，平衡螺母

向左调，反之向右），但在实验过程中不能再次调节平衡螺母；

④实验中，要改变力或力臂的大小，多做几次实验，以避免结论的偶然性，从而找出普遍

规律。

2.杠杆的应用

（1）杠杆平衡条件的应用：FJEk，

尸2G

（2）杠杆的分类：

杠杆类型省力杠杆费力杠杆等臂杠杆

力臂L>1211<1211二

力F,<F2FJ>F2F,=F2

优缺点省力但费距离省距离费力既不省力也不省距离

撬棒、瓶盖起子、羊角镶子、钓鱼竿、理发

实例天平等

锤等剪刀等

3.定滑轮和动滑轮

（1）滑轮概念：周边有槽、可以绕着中心轴转动的轮子。

（2）滑轮分类：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：滑轮轴固定不动；动滑轮：滑轮轴随钩码一起移动。

（3）定滑轮：实质是等臂杠杆，只能改变力的方向，不能改变力的大小。不省力也不省

距离。改变力的方向不会改变力的大小。

（4）动滑轮：实质上是一个动力臂为阻力臂2倍的省力杠杆。省力费距离。不能改变力

的方向。若力的方向不与动滑轮直径垂直，则省的力小于一半，不是最省力的方法。动力

移动的距离大于钩码上升的距离。

4.滑轮组

（1）实际应用时，常常将定滑轮和动滑轮组合成滑轮组。滑轮组不但可以省力，而且可

以改变力的方向。

（2）使用滑轮组时，重物和动滑轮的总重由几股绳子承担，提起重物所用的力就是总重

的几分之一。

竖直拉物体：自由端拉力和总重力的关系是F=^G尚

n

绳子自由端移动的距离S与物体上升的高度h的关系是s=nho

移动速度的关系v自二nv物

水平拉物体：自由端拉力和摩擦力的关系是F=l

n

绳子自由端移动的距离S与物体移动距离S物的关系是s=ns物。

移动速度的关系v自=nv物

注意：n为围绕动滑轮上绳子的股数。

（3）滑轮组绕绳方式的判断-------“奇动偶定法”

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。

5.机械效率

（1）有用功：为了达到某一目的必须要做的功，用W有表示；

额外功：利用机械时，人们不得不额外做的功，用w额表示；

总功：有用功与额外功的和，用W总表示。W总=w^+w额（总功必定大于有用功）

w石田

（2）科学上把有用功跟总功的比值叫做机械效率，T1=-^xlOO%

w总

注意：①机械效率表示的是有用功占总功的比例，不能反映有用功或总功的多少；

②机械效率总是小于1；

③机械效率是表征机械性能的重要指标，机械效率越高，机械的性能越好。

（3）提高机械效率的方法：增加有用功，如在机械能承受的范围内增加每次提起重物的

重力；减小额外功，如改进结构使机械更合理、更轻巧，尽量减小摩擦力等。

（4）斜面

斜面是一种简单机械，使用它省力但费距离，其机械效率为〃=簪、100%=100%

VV卓FL

影响斜面机械效率的因素：斜面倾斜程度、斜面粗糙程度。粗糙程度相同的斜面，斜面倾

斜程度越大，斜面的机械效率越高。若斜面光滑无摩擦，则无额外功，有用功等于总功。

知识点五物体的内能

1.内能

（1）概念：物体内部所有分子热运动的动能和势能的总和，叫做物体的内能。俗称热

能，单位为焦耳。

（2）①一切物体在任何情况下均具有内能。

②物体内能的大小与温度有关。物体温度升高，分子热运动加快，内能增大，反之，物体内

能减少。

③物体内能的大小与质量有关。相同状况下的同种物质，质量越大，内能越大，如相同状况

下的一杯水和一桶水,后者内能更大。

2.物体内能的改变

物体内能改变的途径有两种：热传递和做功。

（1）热传递发生条件：存在温度差；

过程：高温物体放出热量，温度降低，内能减少；低温物体吸收热量，温度升高，内能增

加。

最终结果：温度相同；

实质：内能的转移，能量形式不变。

注意：热量是热传递过程中物体内能的改变量，故热量是个过程量。不能说某个物体具有

或含有多少热量，只能说“吸收热量”“放出热量”等。热传递的三种方式：热传导、热

对流、热辐射。

（2）①外界对物体做功，物体内能增加。如压缩气体、摩擦生热、锻打物体、弯折物体。

②物体对外做功,物体内能减少,如气体膨胀。

③做功改变物体内能的实质是其他形式的能量与物体内能相互转化。外界对物体做了多少

功,就有多少其他形式的能量转化为内能；物体对外做了多少功,就有多少内能转化为其他

形式的能量。功可以用来量度物体内能改变的多少。

3.比热容

（1）单位质量的某种物质，温度升高所吸收的热量叫做这种物质的比热容。比热容

用符号c表示，它的单位是焦/（千克•℃）,读作焦每千克摄氏度。

注意：比热容是物质的一种特性，同种物质在相同状态下的比热容是一定的，但在不同的

状态下，比热容不相同。

4.热量的计算

热量的公式：Q®=cm（t-t0）

公式适用于物态不发生变化时物体升温（或降温）过程中吸收（或放出）热量的计算。如果过

程中存在着物态变化,不能使用该公式。

5.热机

（1）热机：通过做功把内能转化为机械能的机器。

（2）内燃机：燃料在机器汽缸内燃烧的热机。主要有汽油机（以汽油为燃料）和柴油机（以

柴油为燃料）两种常见类型。

（3）

吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程

*

进气门用也算一排气门

1J

丙做功排笺

甲吸气1乙压缩T

进气门排气门都关进气门排气门均关进气门关闭，排

进气门打开，排气门关闭

闭闭气门打开

活塞向下运动活塞向上运动活塞向下运动活塞向上运动

在压缩冲程末，火

花塞产生电火花点

燃燃料，产生的高

压缩汽油和空气的

吸入汽油和空气的混合物温高压的气体推动把废气排出汽缸

混合物

活塞向下运动，带

动曲轴转动，对外

做功

无机械能转化为内能内能转化为机械能无

一个工作循环中有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一

次。汽油机在工作时只有做功冲程使机车获得动力，其他三个冲程均为辅助冲程，依靠

安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。

热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，就是热机的效率。汽

油机的效率一般为20婷30%,柴油机的效率可达45虬提高热机效率，减少能源消耗，是

人类不懈的追求。

6.燃料的热值

(1)热值概念：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，用符号

q表示。单位：固体或液体燃料的热值单位是焦/千克，气体燃料的热值单位是焦/米I

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。故注意热值是燃料完全

燃烧放出的热量。

(2)热量计算公式：Q=mq

(3)提高燃料利用率的措施：一是改善燃烧条件，让燃料尽可能完全燃烧,如将煤炭磨成

粉末等；二是尽可能减少热量损失,如加大受热面积等。

知识点六电能

1.电能与电功

(1)电流所做的功叫电功。电流做功的过程实质是电能转化为其他形式的能的过程。电

流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能。

电功和电能的单位：焦——J、千瓦时(度)——kw-ho1度=1千瓦时=3.6X106焦。

(2)电能测量仪器：电能表；某段时间电能表上先后两次读数之差，就是这段时间电路

消耗的电能。

kWh：电能

220V：该电能表上的数字以千瓦

表应该接在220伏时为单位来显示所

的电路上使用。消耗的电能。

600r/kW-h：10(20)A：该电

接在该电能表上的能表的额定电流为

用电器，每消耗1千10安，在短时间内使

瓦时的电能，电能表用时电流可允许大一

的转盘转过600转。些，但不能超过20安。

根据转数计算电能：(kw.h)(n为一段时间电表转盘转数，N为电表上的转数)

2.电器的电功率

(1)电流在单位时间内做的功，叫做电功率。如果用字母P表示电功率，W表示电功，t

表示时间，那么：P=?，单位瓦川)、千瓦(kW)o1W=1J/S,电功率表示电流做功的快

慢。

（2）用电器铭牌上标有的电压值叫做额定电压，标有的电功率值叫做额定功率。额定电

压是用电器正常工作时的电压，额定功率是用电器在额定电压下消耗的电功率。

（3）实际电压：将用电器接入某一电路中时，用电器两端实际分得的电压；

实际功率：用电器在电路中工作时实际消耗的功率。

当实际电压=额定电压时，实际功率=额定功率，实际电流=额定电流，用电器正常工作；

当实际电压〈额定电压时，实际功率〈额定功率，实际电流〈额定电流，不能正常工作；

当实际电压〉额定电压时，实际功率〉额定功率，实际电流〉额定电流，容易损坏；

接在同一电路上的灯泡，消耗电功率越大，灯泡就越亮。实际功率反应灯泡的亮度。

3.电功率和电功的计算

（1）电功率的计算

用电器的电功率等于用电器两端电压与通过用电器电流的乘积。

用P表示电功率，U表示电压，I表示电流，则电功率的公式可表示为：P=U/

使用公式时，若u的单位为伏，I单位为安，则P的单位为瓦。因此，

电功率的单位瓦特也可表示为：1瓦=1伏•安

根据欧姆定律/=gP=I2R或「="，适用于纯电阻电路。

（2）电功的计算

电流在某段电路上做的功，等于这段电路两端的电压与通过这段电路的电流，以及通电时

间的乘积。公式W=UIt,电功单位焦耳也可表示为：1焦=1伏•安•秒

推导公式W=PRt或卬=£t,适用于纯电阻电路。

R

（3）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。

4.常用电热器

（1）利用电流做功将电能转化为内能的装置叫做电热器。利用电流的热效应工作。主要

元件：发热体，它由电阻大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体上制成。

（2）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。这个规律叫做焦耳定律。公式：Q=I2Rt

对于纯电阻用电器，电能全部转化为热能，W=Q,对于非纯电阻用电器，电能部分转化为

内能，W>Q,如电动机，电能一部分转化为机械能，一部分转化为内能，故