第三章 能量的转化与守恒 知识点2025-2026学年浙教版(2013)科学九年级上册

该初中科学知识清单系统梳理了能量的转化与守恒知识体系。从能量的概念及形式出发，依次展开能量转化的量度（功、功率）、简单机械（杠杆、滑轮、机械效率）、物体的内能（分子动能势能、比热容、热机）、电能（电功、电功率、焦耳定律）、核能（裂变聚变、核电站），最终落脚于能量转化和守恒定律，形成从基础概念到规律应用的完整学习支架。 知识链路按“概念-规律-应用”逻辑递进，突出科学观念构建。通过杠杆力臂画法口诀、滑轮组分类表格等模型建构科学思维，结合人体杠杆、热机冲程等生活实例渗透探究实践，配合图示与对比分析，帮助学生建立能量转化的系统认知，便于理解记忆和教学应用。

第三章 能量的转化和守恒 一、能量及其形式 能量是客观存在的，一般来说，如果一个物体能够使别的物体运动或产生变化，我们就说这个物体具有能量。能量的单位是焦耳,简称为焦，符号是J。 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 2、 机械能 机械能：物体发生机械运动，而具有的能。物体空间位置随时间变化的运动叫机械运动。 机械能分为：动能和势能，势能分为重力势能和弹性势能 1、 动能 1） 、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。 2） 、动能的影响因素：质量和速度，Ek =1/2 mv2,即物体动能的大小与物体的质量和运动速度有关。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、 重力势能 1）、物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能 2）、重力势能的影响因素：质量和被举起的高度，Ep=mgh，即物体的质量越大，被举得越高，它具有的重力势能就越大。 3、 弹性势能 1） 、物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能。 2） 、弹性势能的影响因素，弹性形变的大小和弹簧的结构，Ep =1/2 kx2能(K弹簧的系数，x是形变量）即物体的弹性形变越大，弹性势能就越大 弹性势能说明： (1)不是所有发生形变的物体都具有弹性势能，如橡皮泥发生形变就不具有弹性势能，因为它发生形变后不能恢复原状，属于塑性形变。具有弹性的物体也不一定具有弹性势能，若弹簧被拉伸，超出弹性限度，不能恢复原状，此时弹簧就不具有弹性势能。 (2)要判断物体的弹性势能是否发生了变化，关键是要看此物体的形变程度有没有发生改变。若物体的形变程度变大，则物体的弹性势长能变大；若物体的形变程度变小，则物体的弹性势能变小。 4、动能和势能的转化 1)、动能和重力势能之间可以相互转化，一般发生在重力作用下的运动过程中。 2)、动能和弹性势能的相互转化 5、机械能守恒 动能和势能之和称为机械能。物体的动能和势能可以相互转化，而且在转化过程中，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，即机械能守恒。 3、 能量转化的量度 1、 功：物体受到力的作用，并且在这个力的方向上通过一段距离，我们就说这个力对物体做了功。 2、 做功的条件:一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过一段距离。两者缺一不可，否则就没有做功， (1)力对物体不做功的三种情况 ①有距离无力：物体没有受到力的作用，但由于惯性通过一段距离； ②有力无距离：有力作用在物体上，但物体没动，即物体没有通过一段距离； ③力与距离垂直：物体受到了力的作用，也通过了一段距离，但通过的距离与力的方向垂直。 （2）物体在力的方向上通过一段距离是指力与距离具有同向性、同体性和同时性。 3、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x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。 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。 4、做功的本质：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。 5、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)功率的公式：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)功率的单位 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。千瓦( kW )、兆瓦( MW )。1千瓦=1000瓦，1兆瓦=106瓦。 注意： ①当物体在力F的作用下，以速度v做匀速直线运动时(力F与速度v同方向)，由W=Fs、v= s/t，得出P=Fv，即功率等于力与力的方向上运动速度的乘积。利用P=Fv可以知道：拖拉机在上坡时，当功率一定时，通过换挡减小速度是为了增大牵引力，这样有利于上坡。 4、 简单机械 1、 杠杆 （一）杠杆的含义：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。 （二）杠杆的五要素 (1)支点:杠杆绕着转动的固定点。(用0表示) (2)动力:使杠杆转动的力。(用F1表示) (3)阻力:阻碍杠杆转动的力。(用F2表示) (4)动力臂:从支点到动力作用线的距离。(用L1表示) (5)阻力臂:从支点到阻力作用线的距离。(用L2表示) （三）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0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。 可以用简单的顺口溜记住:先找点，后延线，过支点，引垂线。 注意： (1)杠杆的形状各异，可以是直的，也可以是弯的，但一定是硬的，不能是软的。 (2)无论是动力还是阻力，杠杆都是受力物体，作用于杠杆的物体都是施力物体。 (3)动力和阻力可以在支点两侧，也可在支点同侧。 (4)力臂有时在杠杆上，有时不在杠杆上，力的作用线过支点时力臂为零，该力对杠杆的转动不起作用。 (5)力臂是点(支点)到线(力的作用线)的距离而不是点(支点)到点(力的作用点)的距离，力臂不一定在杠杆.上。动力臂和阻力臂之和不一定等于杠杆长 杠杆的分类 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 人体中的杠杆 注意： ①人体中有很多的杠杆，例如①抬头时，可以在颈部找到杠杆，杠杆的支点在脊柱之顶，支点后的肌肉收缩提供动力，头颅的重量是阻力。这个杠杆几乎是个等臂杠杆 ②手臂拿物体时，肘关节是支点，肱二头肌肉所用的力是动力，手拿的重物的重力是阻力显然我们的前臂是一种费力力杠杆。虽然费力，但是可以省距离(少移动距离)，提高工作效率。 ③走路时的脚，脚掌前部是支点，人体的重力就是阻力，腿肚肌肉产生的拉力就是动力。这种杠杆可以克服较大的体重。 求最大动力臂和最小动力 由F1 x L1=F2 x L2知，当阻力、阻力臂一定时，动力臂越长，动力越小，动力臂最长时，动力最小。要求最小动力，应先求最大动力臂。 (1)找最大动力臂的方法: ①动力作用点确定时，支点到动力作用点的线段长即为最大动力臂； ②动力作用点没有确定时，应看杠杆上哪一点离支点最远，则这一点到支点的线段长即为最大动力臂。 (2)最小动力的作法: ①作出最大动力臂(即连接支点与最远点作为最大动力臂)； ②过动力作用点作最大动力臂的垂线，根据实际情况确定动力方向。 (3)若动力臂和阻力一定时，由杠杆平衡条件可知，阻力臂最小时，动力最小。 2、 滑轮的分类与作用 （一）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 （二）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：轴固定不动；F1＝F2；改变力的作用方向，等臂杠杆；s=h；v绳=v物 动滑轮：轴随物体一起移动；F1＜F2;不能改变力的作用方向，省力杠杆；s=nh；v绳=nv物 使用定滑轮和动滑轮的几种情况(图中物体全部匀速运动) 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 注意： 使用定滑轮提升物体时，拉力F无论沿什么方向拉，拉力大小均等于物体的重力;使用动滑轮提升物体，只有拉力方向竖直向上时，拉力大小才等于物重的二分之一。(不考虑摩擦、绳重和动滑轮重) 滑轮组 由定滑轮和动滑轮组成，同时具备定滑轮和动滑轮的特点，既可以省力，又能改变力的方向(但费距离)。 注意： (1)确定滑轮组中承担物重绳子的股数n的方法: ①要分清哪个(些)是定滑轮，哪个(些)是动滑轮。 ②在动滑轮与定滑轮之间画一条虚线，将它们隔开来，只计算绕在动滑轮上的绳子股数。 ③按要求确定动滑轮个数:n为奇数时，从动滑轮开始绕绳;n为偶数时，从定滑轮开始绕绳。 机械效率 （一）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 (4)有用功、额外功、总功的单位都是焦(J)。 (5)机械效率：科学上把有用功跟总功的比值；η＝×100%。 （二）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。 斜面的机械效率 (1)斜面是一种简单机械，使用它可以省力，但要费距离。 (2)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。 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＝＝＝。测量杠杆的机械效率：η= = 5、 物体的内能 （一）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。如在其他因素相同时，温度越高物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的质量越大，物体的内能越大；在其他因素相同时，物体的状态不同，物体的内能可能不同；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。 （二）物体内能的改变 (1)热传递可以改变物体的内能 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外界对物体做功，可以使物体的内能增加。 压缩体积、 摩擦生热、锻打物体、弯折物体 ②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的能。 注意： (1)热量是一个过程量，要用“吸收”或“放出”来表述，而不能用“含有”或“具有”来表述，热量的单位是焦耳。 (2)热传递有三种方式，分别是传导、对流和热辐射。 (3)物体的内能可以通过做功和热传递两种方式来改变， 用做功的方法改变物体的内能，实质上是其他形式的能与内能之间的相互转化，或者说是能的形式的转化。 用热传递的方法使物体内能发生变化，其本质是内能的转移。 温度、热量、内能之间的区别与联系 温度：宏观上：表示物体的冷热程度 状态量 摄氏度(℃) 热量：在热传递过程中， 传递热量的无规则运动的剧烈程度多少；过程量；焦耳(J) 内能：物体内所有分子无规则运动的动能与势能的总和；状态量；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。 （一）比热容 (1)定义及单位：单位质量的某种物质，温度升高（降低）1℃所吸收（放出）的热量叫做这种物质的比热容，比热容用符号℃表示，单位为焦/(千克. ℃)，读作焦每千克摄氏度。 (2)水的比热容的特点和应用： 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。 （二）热量的计算公式 (1)热量计算的一般式： Q=cm△t △t表示温度的变化量。 可见，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。 (2)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(热平衡方程)。 热机 （一）热机的类型：蒸汽机、内燃机、燃气轮机喷气发动机等。 （二）热机的特点：通过做功把内能转化为机械能。 （三）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。 （四）汽油机 (1)汽油机：以汽油为燃料的内燃机。 (2)构造：如图所示。 (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。 (4) 其工作过程： 吸气冲程：进气门开；排气门关；活塞向下；吸入汽油和空气的混合物 压缩冲程：进气门关；排气门关；活塞向上；压缩汽油和空气的混合物，火花塞点火 做功冲程：进气门关；排气门关；活塞向下；燃料混合物，对外做功 排气冲程：进气门关；排气门开；活塞向上；排出废气 (2) 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 燃料的热值 （一）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。 （二）单位：焦/千克，如木炭的热值是3.4x107焦/千克，它表示1千克木炭完全燃烧时放出的热量是3.4x107焦。 （四）热值是燃料的一种特性， 它只与燃料的种类有关，不同燃料的热值一般不同；与燃料的形状质量、体积、是否完全燃烧均无关。 （五）燃料完全燃烧放出热量的计算公式： Q放=mq。其中m代表燃料的质量,其单位为千克,q代表燃料的热值，其单位为焦/千克，Q代表热量，其单位为焦。 （六）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。 注意： 我们将被有效吸收的热量与燃料放出的总热量的比值称为燃料的利用率，用η表示，则η=Q吸/Q放 *100%。 6、 电能 （一）电功 (1)定义:电流所做的功叫做电功。 (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。 (3)单位，电能电功的单位是J，还有千瓦时(kW.h)俗称“度”。1千瓦时=3.6x 106J。 （二）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)。 （一）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 （二）额定电压和额定功率 (1)额定电压:用电器正常工作时的电压。用电器铭牌上标有的电压值就是额定电压，常用U额表示。 (2)额定功率:用电器在额定电压下消耗的电功率。用电器铭牌上标有的电功率值就是额定功率，常用P额表示。 (3)灯泡的亮度取决于其实际功率的大小。无论额定电压如何，额定功率如何，在没有损坏的前提下，只要灯泡的实际功率相等，其发光的亮度就相同。 (4)实际功率和额定功率之间的关系: 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<U额 P实<P额 不能正常工作 注意： (1)电功率大消耗的电能不一定多，因为消耗电能的多少由时间和电功率共同决定。 (2)电功率是描述电流做功快慢的物理量，即电功率是表示电能转化为其他形式能量快慢的物理量。 灯泡的亮暗问题 灯泡的亮暗取决于灯泡的实际功率，与它的额定功率无关。实际功率越大，灯泡越亮;实际功率越小，灯泡越暗。 （二）电功率的计算公式 (1)实验表明，用电器的电功率等于用电器两端的电压与通过用电器的电流的乘积。 (2)电功率的公式可表示为P=W/t=UI=I2R=U2/R ，由公式得出，电功率的单位瓦特也可表示为1瓦=1伏.安。 (4)无论用电器串联或并联，电路的总功率都等于各用电器的实际功率之和，关系式为P=P1+P2+..+Pn。 （三）电功的计算 (1)根据功率和功的关系P=W/t可以得到电功的计算式，即W=Pt=UIt。这就是说，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。 (2)根据公式W=UIt,电功的单位焦耳也可表示为1焦=1伏.安.秒。 （四）串并联电路公式 串联电路公式汇总：U=U1+U2;I=I1=I1;R=R1+R2 P=W/t=UI=I2R=U2/R ;W=Pt=UIt=I2Rt=U2/Rt P1:P2=U1:U2=R1:R2 P=P1+P2+..+Pn;W=W1+W2+..+Wn 并联电路公式汇总：U=U1=U2;I=I1+I1;1/R=1/R1+1/R2 P=W/t=UI=I2R=U2/R ;W=Pt=UIt=I2Rt=U2/Rt P1:P2=I1:I2=R2:R1 P=P1+P2+..+Pn;W=W1+W2+..+Wn （五）电功率的测量 (1)伏安法测量电功率:用电压表测量用电器两端的电压，用电流表测量通过用电器的电流，再根据公式P=UI间接求出用电器的电功率，这种方法叫做伏安法。 (3)过程和步骤: ①按正确的电路图连接电路。 ②调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压恰好等于小灯泡的额定电压。 ③调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的1.2倍。 ④调节滑动变阻器，使小灯泡两端的电压约为小灯泡额定电压的0.8倍。 （一）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。 （二）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 讲到影响电流通过导体产生热量的因素时要控制好变量， 注意： (1) 电阻丝产生的热看不见，可对电阻丝产生的热量使玻璃管内煤油上升的高度进行比较，这是采用了转换法。 (2)电流产生的热量与电阻、电流和通电时间均有关系，在研究热量与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，这是采用了控制变量法。 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；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-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) 7、 核能 （一）核能的概念 原子核是可以转变的，原子核在转变过程中所释放出的能量叫做核能。核裂变和核聚变是获得核能的两种途径。 （二）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。 （三）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一氦核，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。 注意： （一）裂变和聚变 (1)裂变是重核的分裂，聚变是轻核的聚合。 (2)到目前为止，裂变的链式反应是可控制的，而聚变是不可控制的。 （二）核聚变需要的温度极高，目前只能依靠核裂变给它提供。当前，人类还不能控制核聚变使其和平地释放能量。 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。 （一）核电站的原理 (1)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。 反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能,通过汽轮机带动发电机发电，内能转化为机械能,再转化为电能。 （二）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。 注意： (1)核电站利用核能发电,其核心设备是核反应堆。核电站的核反应堆是利用可控的核裂变反应释放核能的设备。 (2)核泄漏是指大量放射性的物质外泄，会对环境造成严重的破坏，因此核电站的安全应得到高度重视。 (3)核能是不可再生能源 （一）放射性 早在100多年前，科学家贝克勒尔、居里夫妇等发现铀、钍、镭等元素能够自发地放出穿透能力很强的射线。居里夫人把元素具有的这种辐射能力叫做放射性。 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。 （二）三种主要的放射线 a射线：带正电的高速运动的氦原子核 β射线：带负电的高速运动的电子流 γ射线：能量很高的电磁波 穿透本领：γ射线>β射线>a射线 （三）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 8、 能量的转换与守恒 能量的相互转化 （一）能量可以在两个物体之间转移，能量形式也可以转化 （二）能量转化的普遍性 能量的转化与守恒定律 （一）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。 （三）永动机一不可能成功 所谓“永动机”是指不消耗任何能量和燃料,却能源源不断对外做功的机器。“永动机”不可能成功的事实告诉我们，违反能量转化和守恒定律的事件是不可能发生的。 能量的转化可涉及两种或两种以上形式的能量;能量的转移只是能量的载体发生了变化，而能量的转化是能量的形式发生了变化。 能量转化和转移的方向性 （一）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 （二）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 学科网（北京）股份有限公司 $