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專題四 能的轉化與能量守恒
在物質的一切屬性中，運動是最基本的屬性。對應物質的各種運動形式，能有各種不同的形式，如在機械運動中表現為機械能，在熱現象中表現為系統的內能。能量是一切運動著的物質的共同特性，也是各種運動的統一量度。能的形式是多樣的，可以通過做功相互轉化。能在轉移與轉化過程中，總量保持不變。本學科核心概念的學習有助于學生形成物質與能量、穩定與變化等跨學科概念。
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知識點
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一、能的形式、轉移與轉化
1.物體的冷熱程度叫溫度，單位是攝氏度（用符號“℃”來表示）。通常情況下，人體的體溫為37℃、水結冰的溫度為0℃、水沸騰的溫度為100℃。
2.水受熱體積膨脹，受冷體積縮小，水的這種性質叫做熱脹冷縮。
3.水變成水蒸氣后，體積會（大大增加）。水結冰后體積（增大），占據了更大的空間，所以冰塊（浮在）水面上。　
4.將壓癟的乒乓球放入熱水中，凹進去的部分鼓起來了，是因為乒乓球里的空氣受熱（膨脹）。
5.空氣受熱后會膨脹（變輕）從而（上升）。孔明燈利用的是（熱空氣上升）原理，燃放孔明燈存在嚴重的（火災隱患）。
6.物體的熱脹冷縮和（微粒運動）有關：當物體吸熱升溫以后，微粒加快了運動，微粒之間的距離增大，物體就膨脹了；當物體受冷后，微粒的運動減慢，微粒之間的距離縮小，物體就收縮了。
7.（許多固體和液體）都有（熱脹冷縮）的性質，（氣體）也有熱脹冷縮的性質。（氣體）的熱脹冷縮最明顯，（固體）的熱脹冷縮最不明顯。不是所有的金屬都有熱脹冷縮的性質，比如（鉍）和(銻)有熱縮冷脹的性質。
8.飛行的子彈將物體擊穿、踢飛的足球把玻璃打碎、呼嘯的狂風將大樹連根拔起、奔騰的江水驅動水輪轉動,它們都具有能量；運動的物體具有能量。
9.我們的日常生活中存在著各種形式的能量，運動的小車、發光的燈泡、燃燒的蠟燭、拉長的橡皮筋，都具有能量。能量還儲存在燃料、食物和一些化學物質中。
10.熱是一種（能量）的形式，熱能夠從物體（溫度較高）的一端向（溫度較低）的一端傳遞，從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞，直到兩者溫度相同。
11.熱總是從較熱的一端傳向較冷的一端，這種傳熱的方式叫熱傳遞。
12.熱傳遞主要通過（熱傳導）、（對流）和（熱輻射）三種方式來實現。
（1）通過（直接接觸），將（熱）從一個物體傳遞給另一物體，或者從物體的一部分傳遞到另一部分的傳熱方法叫（熱傳導）。
（2）對流：通過中介物（如水或空氣）的流動而傳熱的過程。
（3）熱輻射：物體以電磁波的形式向外發射熱能的過程。
13.離熱源越近，熱傳遞所需時間越（短），離熱源越遠，熱傳遞所需時間越（長）。
14.容易傳熱的物體叫做熱的（良導體）；不容易傳熱的物體叫做熱的（不良導體）。
15.像撬棍這樣的簡單機械叫做（杠桿）。杠桿上有三個重要的位置：支撐著杠桿，使杠桿能圍繞著轉動的位置叫(支點)；在杠桿上用力的位置叫(用力點)；杠桿克服阻力的位置叫(阻力點)。
16.當阻力點到支點的距離(小于)用力點到支點的距離時，杠桿(省力)；當阻力點到支點的距離(大于)用力點到支點的距離時，杠桿(費力)；當阻力點到支點的距離等于用力點到支點的距離時，杠桿(不省力也不費力)。
17.常用的杠桿類工具中羊角榔頭、老虎鉗、開瓶器是(省力杠桿)；火鉗、筷子、鑷子是(費力杠桿)；蹺蹺板、天平、訂書器是(不省力也不費力杠桿)。有些杠桿類工具設計成費力的是因為它有方便的好處（如：鑷子、釣魚竿等）。
18.像旗桿頂部的滑輪那樣，固定在一個位置轉動而不移動的滑輪叫做(定滑輪)；定滑輪可以改變用力(方向)，但不能(省力)。
19.像塔吊的吊鉤上可以隨著重物一起移動的滑輪叫做(動滑輪)；動滑輪可以(省力)，但不能改變用力（方向)。
20.把定滑輪和動滑輪組合在一起使用，就構成了（滑輪組）。使用滑輪組既能（省力），又能（改變用力方向）。（起重機）運用了滑輪組。
21.像水龍頭這樣，輪子和軸固定在一起轉動的機械，叫做（輪軸）。螺絲刀是輪軸類工具，它的刀柄是（輪），刀桿是（軸）。在輪上用力帶動軸運動時（省）力；在軸上用力帶動輪運動時（費）力。
22.生活中的輪軸：水龍頭、門鎖把手、汽車方向盤、扳手、轆轤等。
23.像搭在汽車車廂上的木板那樣的簡單機械，叫做（斜面）。斜面的坡度越（小），越（省力），坡度越（大），越（不省力）。
24.生活中應用斜面的地方很多，如 “S” 形的盤山公路、各種斜坡、各種刀刃、螺絲釘的螺紋，高架橋的引橋等。
25.（聲）、（光）、（電）、（熱）、（磁）等都是能量的表現形式。不同形式的能量之間可以（相互轉化）的。
26.家中使用的能量包括電燈、電視等消耗的（電能），太陽能熱水器消耗的（光能），燃料、食物和一些化學物質中儲存的能量叫做（化學能）, 和運動有關的物體具有的能量叫（機械能）等。
27.家用的各種電器都會在說明書或名牌上標明“（功率）”，它指的是工作時單位時間內耗電量的大小。
28.汽車燃油消耗的能量中大約只有（20%）轉化成了驅動車輛的機械能，其余主要轉化成聲能和熱能耗散到環境中去了。
29. 1820年，丹麥科學家（奧斯特）把通電導線靠近指南針，觀察到指南針發生了（偏轉）。并通過反復實驗證明通電導線會產生（磁性）。奧斯特實驗證明了（電能）可以轉化為（磁能）。
30.電磁起重機通電時，（電能）轉化為（磁能），可以吸起鋼鐵；斷電時，電磁鐵磁能（消失），鋼鐵就會落下。
31.電磁鐵也有南北極，它的南北極跟（電流的方向）有關，想要改變電流方向有兩種方式：（改變電池正負極接法）和（改變電磁鐵線圈纏繞方向）。
32.電磁鐵的磁力大小是可以改變的，與（電流強度）、（線圈纏繞圈數）、（鐵芯大小）有關。
33.電動機是將（電能）轉化為（動能）的機器。雖然大小懸殊、構造各異，但電動機工作的基本原理相同：用（電）產生（磁），利用磁的（相互作用）轉動。
二、能源與可持續發展
1. 風具有（能量），風能是一種清潔的（可再生）能源，可以用來（發電）。
2.（太陽）是地球最大的能量來源。太陽能主要是以（光能）的形式傳遞到地球的。
3.植物的（光合）作用可以將太陽的能量固定下來。
4.（煤）是幾億年前植物被埋入地下，與空氣隔絕，在長期的的（壓力）、（高溫）的共同作用下，慢慢形成的。
5.（石油）和（天然氣）是幾億年前大量的（低等生物）經過長期、復雜的變化形成的。
6.煤、石油、天然氣所具有的能量是存儲了億萬年的（太陽能）。
7.煤、石油、天然氣是（不可再生）能源，用一點就少一點，我們正在耗盡這些能源。
8.現在的新能源有（太陽能）、（風能）、（沼氣）、（潮汐能）、（地熱能）、（核能）等。

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