GCSE物理能量转换部分会考哪些内容？有哪些重要的知识点？

GCSE物理能量转换部分会考哪些内容？有哪些重要的知识点？

GCSE物理课程的学习内容较多，相对来说也比较抽象。以AQA考试局GCSE物理课程大纲来说，物理课程大纲主要涉及以下内容：

1. Energy （能量）2. Electricity（电力）3. Particle model of matter（物质的粒子模型）4. Atomic structure（原子结构）5. Forces（力）6. Waves（波）7. Magnetism and electromagnetism（磁和电磁）8. Space physics (physics only)（空间物理）

第一单元Energy （能源）作为GCSE物理学习的引入，对于小伙伴们学好物理学，增强学习信心具有很大作用。而Energy Changes（能量转换）又是能源内容的引入部分，小伙伴们一定要学好这部分内容哦~

AQA GCSE物理Energy Changes（能量转换）有哪些知识点需要大家记住并掌握的呢？

1.1 储能（Energy Stores）

储能

能量是某一个物理系统对其他物理系统做功的能力：

● 如果某物可以存储能量，则它可以做功。● 如果某物不能存储能量，那么它将无法做功。

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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其它物体，而能量的总量保持不变。

下面列出了能量存储的不同方式：

能量转化

可以使用以下四种不同机制进行能量转移（在不同存储器之间）：

节约能源

能量守恒定律规定：

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，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其它物体，而能量的总量保持不变。

这意味着对于一个封闭的系统（一个区域或一组物体，任何物体都无法进入或逸出），总能量是恒定的。

能量转移时发生的能量变化可以用一个简单的图表示：

original energy store → new energy store → final energy store原始储能→ 新储能→最终储能

能量转化举例

下面几幅图显示了在几种常见情况下发生的能量转移：

向上投的物体：

移动物体撞到障碍物：

恒力加速的车辆：

车辆减速：

将水倒入电热水壶中煮沸：

1.2 能量转移（Changes in Energy）

动能

物体的动能（KE）（也称为物体的动能存储）是物体由于其速度而具有的能量。

（动能：物体运动时所具有的能量）

动能与物体的质量和速度有关，动能公式如下：

kinetic energy = ? × mass × speed^2动能=?×质量×速度2KE =?×m×v 2（注意：在上式中，只有速度是平方，质量或?的不平方）

重力势能

物体的重力势能（GPE）是因其在重力场中的高度所具有的能量：

● 如果提起一个物体，它将获得GPE。●如果跌落，它将失去GPE。

（重力势能：物体升起时具有的能量）

物体的GPE与其质量（m）、高度（h）和引力场强度（g）有关，公式如下：

gravitational potential energy = mass × gravitational field strength × height重力势能=质量×重力场强度×高度GPE = m×g×h地球上的重力加速度（g）约为10 N / kg。（考试中会告诉你重力加速度的值）

弹性势能

当弹簧被拉伸（或压缩）时，会对弹簧做功，这导致能量转移到弹簧的弹性存储器中。

弹簧上所做的功（等于存储的能量）由以下公式表达：

energy = 0.5 × spring constant × extension^2能量= 0.5×弹簧常数×延伸^2E =?kx 2（以上方程式假设弹簧尚未拉伸超过其比例极限）

(上图右侧的弹簧已超出其比例限制)

1.3系统能量变化

（Energy Changes in Systems）

比热容

物质的比热容是指没有相变化和化学变化时，1kg均相物质温度升高1℃所需的热量。

热能量公式如下：

change in thermal energy = mass × specific heat capacity × change in temperature热能变化=质量×比热容×温度变化E = m×c×ΔT

请注意，在上式中：

● ΔE用于表示热能的变化，单位为焦耳J。● C用于表示物质的比热容。● ΔT用于表示以摄氏度（°C）为单位的温度变化。（数学中的符号Δ表示值的变化）● 比热容的单位为焦耳每千克每摄氏度（J / kg°C）。（注：不同的物质有不同的比热容）

实践练习：研究比热容

在GCSE考试中，可能会要求考生描述实验以确定一种物质（例如金属或水）的比热容，或分析该实验结果。

以下是描述实验的一些小tips：

● 如果你需要使用方程式来计算某些东西，请先写出公式。（在开始时列出公式可以为你提供一些内容提示）。● 列出你需要的设备并描述如何设置。● 说明你的自变量是什么（你将要更改的量）以及如何对其进行度量。● 如果合适，还应该为自变量设置一些值。● 说明你的因变量是什么（将要测量的变量），并描述如何测量（将使用什么设备？）● 列出你需要控制的所有变量，并简要说明如何控制变量。● 最后，声明你将重复实验几次并取平均值。

在此实验中，使用以下方程式确定材料的比热容：

实验需要以下设备：

● 物质（质量最好为1千克），或者在有水的情况下，盛有已知水量的烧杯● 温度计● 适当的加热器（例如浸入式加热器）● 电源● 焦耳表或电压表，电流表和停表。

（确定1千克铝块比热容的设备）

进行实验：

1、首先组装设备并测量物质的初始温度。2、打开电源并启动停表。3、在接通电源的同时，对电压和电流进行几次定期测量，然后计算这些值的平均值。4、5分钟（300秒）后，关闭电源，停止计时并离开设备几分钟。5、观察温度计并记下达到的最高温度。6、计算升高的温度。7、可以使用以下公式计算物质的热量：

energy = current × voltage × time热量=电流×电压×时间（注意：时间必须以秒为单位）

8、现在可以将这些值以及物质的质量代入方程式中，找到物质的比热容。

上述实验的最大问题是，并非加热器提供的所有热量都会转移进入物质，其中一些会散布到周围环境中，并且物质在加热时也会散失热量。这意味着增加的热量值会过大，计算出的比热容也会过大。

1.4 功率（Power）

功率定义

诸如汽车发动机之类的机器每秒都会将能量从一种类型转化为另一种类型。它们每秒传递的能量称为功率。

（加速到相同最终速度的两辆相同的汽车都将获得相同的能量。但是，如果其中之一能更快达到这一速度，则它的功率就更大）

因为做功等于传递的能量，所以功率也等于完成工作的速率（每秒做的功）。

例如，一个60瓦的灯泡每秒传输60焦耳的能量（转化为光和热）。

一个5瓦的手机充电器每秒将传输5焦耳的能量。

功率计算

功率、做功和时间的关系可以用以下公式表达：

power = work done / time taken功率=完成工作/花费时间P = W / t

可以在公式三角形的帮助下重新排列此公式，即：W=Pt，图示如下：

注意，功率的单位是瓦特（W），等同于焦耳/秒（J / s）。

学会储能这部分内容后，小伙伴们将进入能量守恒（Conservation of Energy）学习阶段。

这些能量转化的内容你都记住了么？