北师大第10章机械能和内能及其转化复习教案.doc

机械能和内能及其转化复习教案【复习目标】1能用实例说明物体的动能和势能以及他们的转化，能用实例说明机械能和其他形式的能的转化。2.了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。3.从能量转化的角度认识燃料的热值。4.了解热机的工作原理，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。5.了解热量的概念。【知识要点】本章知识网络知识点1、动能和势能1物体能够对其他物体做功，表示这个物体具有能或能量。单位是焦耳，简称焦，符号是J。说明：物体能够对其他物体做功，我们就说它具有能量，能够对其他物体做功并不等同于正在对其他物体做功。能够对其他物体做功的物体，即具有能量的物体，由于所处的条件不同，可能正在做功，也可能没有做功。一个物体能够做的功越多，它具有的能量就越大。2动能和势能的基本知识定义影响因素动能物体由于运动而具有的能大小与物体的质量和物体运动的速度有关势能重力势能物体由于被举高而具有的能量 大小与物体的质量和被举高的高度有关弹性势能物体由于发生弹性形变而具有的能量 大小与物体的弹性和形变程度有关3探究影响动能和重力势能大小的因素课 题影响动能大小的因素影响重力势能大小的因素方 法控制变量法 转换法控制变量法 转换法实验装置实验过程让体积相同的钢球和木球从同一高度滚下，控制两球到达水平面的速度相同，探究动能与质量的关系；让钢球从不同的高度滚下，控制质量相同，探究动能与速度的关系；通过木块移动的距离判断动能的大小让质量相同的铁块从不同的高度静止释放撞击木桩，探究重力势能与高度的关系让质量不同的铁块从同一高度静止释放撞击木桩，探究重力势能和质量的关系通过木桩陷入沙子的深度判断重力势能的大小实验结论 质量相同时，速度大的物体动能大；速度相同时，质量大的物体动能大 质量相同时，被举高的高度大的物体重力势能大；高度相同时，质量大的物体重力势能大知识点2 机械能及其转化1机械能：动能和势能统称为机械能。机械能的大小等于动能和势能之和。2机械能及其转化：物体的动能和势能可以相互转化；若有摩擦力等阻力，物体的机械能将不断减小；若没有摩擦等阻力，机械能将不变。3物体的动能和重力势能间的转化规律条 件运动情况动能重力势能转化方向质量一定加速下降增大减小重力势能转化为动能减速上升减小增大动能转化为重力势能4物体的动能和弹性势能间的转化规律条 件形变情况动能弹性势能转化方向质量一定正在恢复原状增大减小弹性势能转化为动能正在被压缩或拉伸减小增大动能转化为弹性势能分子的热运动与内能知识点1 分子动理论初步知识1扩算现象扩散现象 不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象探究现象装置现象 两瓶气体混合在一起，颜色变得均匀说明 分子在不停地做无规则运动；分子之间有间隙影响因素 扩散现象与温度有关，温度越高，扩散进行地越剧烈生活举例“花气袭人知骤暖”；“墙角放煤，日久变黑”；“酒香不怕巷子深”注意：固体、液体、气体间都可以发生扩散现象。2分子热运动一切物体的分子都在不停息地做无规则运动因分子的运动跟温度有关，所以这种无规则运动叫分子的热运动。温度越高，分子热运动越剧烈。3分子间的作用力分子间距离的大小drd=rdrd10r分子引力和斥力引力斥力引力=斥力引力斥力引力、斥力都十分微弱体现引力不体现斥力忽略不计事例固体难拉断液膜收缩物体很难被压缩破镜难圆说明d表示分子间的距离，r表示分子间的平均距离；分子间引力和斥力同时存在。4分子动理论初步知识物质是由大量分子组成的；分子间有间隙；分子在永不停息地做无规则运动；分子间存在相互作用力。知识点2 内能定义 物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和种类分子动能 由于分子运动而具有的能分子势能 由于分子间存在着相互作用而具有的能决定因素 温度、质量、材料、状态特点 分子永不停息地做无规则热运动，所以物体内能不可能为零注意：运用类比机械能的方法来研究内能，但内能是不同于机械能的另一种形式的能，两者间可以相互转化。内能是物体的内能，不是分子的内能一切物体在任何情况下都具有内能内能具有不可测量性，即不能准确知道一个物体内能的具体数值知识点3 内能的改变及热量1改变内能的两种方式改变方式热传递做功生活举例晒太阳、烧水做饭、哈气取暖钻木取火、摩擦生热、搓手取暖实 质内能的转移能量的转化补充说明热传递的条件：物体间存在温度差；热传递的方式：传导、对流、辐射；热传递的方向：能量从高温物体传递到低温物体，直到两物体的温度相等为止 做功的两种情况：外界对物体做功，物体的内能增加，其他形式的能转化为内能；物体对外界做功，物体的内能减少，内能转化为其他形式的能联 系 热传递和做功在改变物体内能上是等效的外部表现 物体温度的变化、物体状态的改变（反过来，不能说内能改变必然导致温度变化，因为内能的变化由多种因素决定）2热量：在热传递的过程中物体内能的改变的多少叫做热量。热量通常用符号Q表示。补充：1分子运动与机械运动的区别项目实质现象分子运动微观现象扩散、蒸发等现象都是分子运动的结果机械运动宏观现象飞扬的灰尘；液、气体流动等现象都是物体运动的结果2温度、热量和内能的区别温度状态量物体温度升高，内能增加，不一定吸热 钻木取火、摩擦生热、搓手取暖热量过程量 物体吸收热量，不一定升温 晶体熔化、水沸腾 物体吸收热量，内能不一定增加 吸收的热量全部对外做功，内能可能不变内能状态量 物体内能增加，温度不一定改变 晶体熔化物体内能增加，不一定吸热 钻木取火、摩擦生热热值、比热容和热机知识点1 热值1燃料燃烧时能量的转化现代社会中，人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的内能，燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。2不同燃料完全燃烧放出热量的本领不同。定 义 1kg某种燃料在完全燃烧时所放出的热量，叫做这种燃料的热值单 位 焦/千克 符号：J/kg 焦/立方米 符号：J/m3（气体燃料）公 式 Q=mq Q=Vq（气体燃料）物理意义 表示燃料完全燃烧释放热量本领的物理量。要比较这种本领，只要比较相同质量的燃料完全燃烧时放出的热量的多少即可决定因素 只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关，是物质的一种燃烧特性注意：同种燃料的热值相同，不同燃料的热值一般不同。知识点2 比热容1对同种物质的物体，它吸收或放出的热量跟物体的质量大小、温度变化多少成正比。2探究：比较不同物质的吸热能力课 题探究不同物质的吸热能力实验装置探究方法 实验过程中应当控制水和食用油的质量相等，升高相同的温度或吸收相同的热量（即加热时间相同），这种研究问题的方法称为控制变量法实验设计测量工具：温度计、秒表怎样比较水和食用油吸热能力的差异？方法一：吸收相同的热量，比较升温多少方法二：升高相同的温度，比较吸热多少得出结论 质量相等的水和食用油，升高相同的温度，水吸收的热量多，说明水的吸热能力强；物体吸收热量的多少与物体质量、温度变化、物质种类有关实验改进 实验中可利用加盖子或加酒精灯的方法来减少热损失注意事项 水和食用油吸收热量的多少通过加热时间的长短来判断，因此要用两个相同的加热源（比如相同的酒精灯），要保证除了水和食用油不同之外，其他条件都相同。2比热容定 义 单位质量的某种物质，温度升高（或降低）1所吸收或放出的热量叫做这种物质的比热容单 位 焦/千克摄氏度 符号：J/（kg）公 式 吸热公式：Q吸= cm(t-t0)；放热公式Q放= cm(t0-t)物理意义 表示物质在热传递过程中吸收、放出热量本领的物理量，是“比较对热的容纳能力” 水的比热容4.2103 J/（kg） 1kg水温度升高或降低1，所吸收或放出的热量为4.2103 J决定因素 与物质的种类和状态有关，与物质的质量大小、形状如何、温度高低、放热或吸热的多少无关，反映了物质的一种热学性质应 用比热容大用水做冷却剂；沿海地区气温变化不明显；城市建人工湖等比热容小 内陆地区气温变化较大；研究电流通过导体的发热情况时，对煤油加热，温度变化明显等知识点3 内能的利用热机1 内能有两种应用：一是利用内能来加热物体，如：烧开水；另一种应用是利用内能来做功，如：水开了，水壶内的水蒸气将壶盖顶起来，这一过程中，是水蒸气的内能转化为机械能。2 热机及其效率定 义 车、船和飞机的发动机是把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置，这种装置被称为热机。原 理 化学能内能机械能应 用 蒸汽机、内燃机、喷气式发动机等效率定 义 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，叫做热机的效率公 式 = w有用/w总 = w有用/mq效 率 低的 原 因 燃料无法充分燃烧；机体要吸收大量的热量；尾气带走一部分热量；克服摩擦力等要消耗一部分热量知识点4 内燃机定 义 将燃料移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机应 用 汽油机或柴油机 工作过程 每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、放弃冲程，曲轴和飞轮转动2周，活塞往复2次，对外做功1次 吸气、压缩和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程 做功冲程是内能转化为机械能；压缩冲程是机械功转化为内能补充：汽油机与柴油机的比较汽油机柴油机构造不同气缸顶部有火花塞气缸顶部有喷油嘴燃料不同汽油柴油吸气冲程汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物柴油机在吸气冲程只吸入空气点火方式火花塞产生电火花点燃燃料，称为点燃式喷油嘴向气缸内喷进柴油，柴油遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃，称为压燃式做功冲程做功冲程中，燃气压强可达到3050个大气压，温度可达20002500，高温高压气体推动活塞做功，气体内能减少，转化为飞轮的机械能做功冲程中，燃气压强可达到50100个大气压，温度可达到17002000，