机械能和内能

第十二章机械能和内能(nèinénɡ)精品资料机械能动能(dòngnéng)势能(shìnéng)重力势能弹性势能物体做功的本领能量精品资料动能(dòngnéng)的大小跟哪些因素有关？探究(tànjiū)一:猜想:猜想理由:1、动能的大小跟物体运动的速度有关2、动能的大小跟物体的质量有关实验：探索动能与速度的关系归纳结论：质量相同时，速度＿＿的物体能做的功多，表明它具有的动能＿＿大多实验思路:精品资料速度相同(xiānɡtónɡ)时，质量＿＿的物体能做的功多，这表明它具有的动能＿＿大多通过探究(tànjiū)活动可知:运动的物体的动能大小与物体的_____和______有关，物体_____越大,_____越大,它具有的动能就越多速度质量实验：探索动能与质量的关系归纳结论：实验思路:速度质量精品资料24.如图所示是小武同学(tóngxué)设计的探究动能大小与哪些因素有关的实验(1)实验中球的动能大小无法直接测到，通过观察____________便知道动能大小，这种研究方法在物理学上叫______________．(2)实验中为使铜球和钢球滚到水平面的速度相同，可采用的方法是_________________．(3)由图中甲、丙观察到的现象可得到的结论是___________________．精品资料卡片(kǎpiàn)为什么会跳起来?探究(tànjiū)二:归纳结论:学生实验:发生弹性形变的橡皮筋能对卡片做功,因此它具有________,在一定限度内,形变越大,形变的物体的________就越大.弹性势能弹性势能精品资料重力势能的大小(dàxiǎo)可能跟哪些因素有关？探究(tànjiū)三:想一想怎样才能使桩打得深些,可以有哪些方法?方法1方法2精品资料观察(guānchá)摆球动能与势能的转化AOO/B当摆球从A点向下摆动时，它的速度越来越快，它的动能(dòngnéng)逐渐____，势能逐渐_____当摆球到达最低点O时，它的动能最___、势能最___，此过程中是摆球的势能逐渐转变成___能增大减小小大动精品资料观察(guānchá)摆球动能与势能的转化AOO/B此后，摆球又向OO/的另一侧运动，随着高度的上升(shàngshēng)，它的速度越来越___，动能逐渐转变成___能，当摆球到达最高处B时，它的动能为___、势能最___慢势零大精品资料分子(fēnzǐ)做无规则运动分子间存在相互作用的引力(yǐnlì)和斥力内能分子动能分子势能物体内部所有分子作无规则运动的_____和分子_____的总和，叫做物体的内能。动能势能+热运动内能是能量的一种形式，单位是焦。精品资料猜想(cāixiǎng)物体的内能与什么因素(yīnsù)有关？猜想的理由实验验证温度精品资料试一试：在分别盛有冷水和热水(rèshuǐ)的两个玻璃杯中各滴入一滴墨水看一看，哪杯水中的墨水扩散得快？实验现象：温度(wēndù)越高，扩散得越（快/慢）快精品资料实验(shíyàn)说明：_______温度(wēndù)越高，分子的无规则运动就越剧烈结论：一个物体温度升高，内能增大一个物体温度降低时，它的内能就会____通过实验进一步说明：物体内能跟物体质量、温度、状态有关。精品资料改变(gǎibiàn)物体内能的方式之一：热传递(1)条件(tiáojiàn)(2)方向(3)实质物体之间存在着温度差内能的转移从高温处向低温处精品资料想一想：热量的单位(dānwèi)是什么？热水(rèshuǐ)冷水变热热水变凉得到失去??内能在物理学中,把物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量.Q单位：焦（J）高温物体低温物体热量热量精品资料探究物质吸热(xīrè)升温的属性实验设计1.实验中对沙子和水的质量(zhìliàng)有什么要求？2.如何使物体吸热相同？3.如何比较物体吸热多少？4.如何比较水和沙子哪个升温更快？加热时间相同升温高升温相同加热时间短吸热相同比升温升温相同比吸热（转换法）加热方法、时间相同看加热时间精品资料探究物质(wùzhì)吸热升温的属性进行(jìnxíng)实验分别将质量相同的沙子和水装入易拉罐，放在石棉网上用酒精灯加热并搅拌，观察升温10℃、20℃所需要的时间.测量两组数据测量器材：温度计、秒表精品资料比热容—表示(biǎoshì)物体吸热本领的物理量单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃所吸收（放出）的热量(rèliàng)叫做这种物质的比热容.用符号Ｃ表示．单位：焦/(千克·℃)符号：J/(kg·℃)读做：焦耳每千克摄氏度同种物质的比热容相同，不同物质的比热容一般不同.比热容是物质的一种物理属性.比热容大：升温相同吸热多；吸热升温慢.精品资料比热容一些(yīxiē)物质的比热容［J/(kg·℃)］水4.2×103铝0.88×103酒精2.4×103干水泥0.84×103煤油、冰2.1×103铁、钢0.46×103蓖麻油1.8×103铜0.39×103砂石0.92×103水银0.14×103分析表格(biǎogé),找出规律⑴⑵⑶⑷.水的比热容的物理意义

.精品资料25.小明和小敏在烈日当空的海边玩耍时，发现沙子烫脚，而海水却很凉．同样的太阳照射为什么会出现不同的结果呢？小明和小华讨论后，认为可能是沙子和水吸热升温的快慢不同，于是他们从海边取了一些沙子和水带回实验室分别进行探究．(1)他们分别找来两个完全相同的易拉罐组装成了如图所示的实验装置．从物理学的角度看，用易拉罐而不用烧杯做容器的好处有：________________、________________．(2)小明在两个相同的易拉罐中装入等质量(zhìliàng)的海水和沙子，用相同的酒精灯同时给它们加热，并用温度计测出它们不同时刻的温度，记录数据如下：传热(chuánrè)性能好，不易爆裂精品资料加热时间/min024681012温度/℃海水31.031.632.132.532.833.033.1沙子31.031.833.834.535.836.036.3随后他又在方格纸中画出了下图海水温度随时间变化的图象，请你在下图中补画出沙子温度随时间变化的图象．(3)分析小明实验获得的数据可得出(déchū)的结论是_______________________．(4)小敏刚开始实验时，未能及时对沙子进行搅拌，结果他观察到的现象是_____________________水比沙子(shāzi)升温快质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同。精品资料热传递过程(guòchéng)中吸收或放出的热量热传递过程中，物体温度升高(shēnɡɡāo)时，所吸收的热量为：热传递过程中，物体温度降低时，所放出的热量为：设比热容为c、质量m、初温t0、末温t、Q=cm△tQ吸=cm(t-t0)实验表明：物体在吸热或放热过程中，物体的质量越大、比热容越大、温度变化越大，物体吸收或放出的热量就越多.Q放=cm(t0

-t)精品资料弯折铁丝(tiěsī)实验中,铁丝(tiěsī)的温度是否发生变化?实验中铁丝的内能变高了吗?活动一增加的内能是哪里来的?机械能和内能的相互转化精品资料观察(guānchá)与思考空气压缩引火(yǐnhuǒ)仪精品资料归纳(guīnà)与总结改变物体(wùtǐ)内能的方式热传递做功(内能的转移)(能量的转化)吸热——内能增加放热——内能减小对物体做功——内能增大物体对外做功——内能减小精品资料五、内燃机内燃机的工作一个循环(xúnhuán)有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程；活塞往复2次，曲轴、飞轮转动两周，对外做功1次。如图是内燃机的剖面图，它表示的是______冲程．从能量的转化(zhuǎnhuà)角度来说，它是将_____能转化(zhuǎnhuà)为____能。压缩机械内精品资料20.一台四冲程汽油机曲轴转速是1800r／min，此汽油机每秒钟完成_____个工作(gōngzuò)循环，_____个冲程，对外做_____次功．精品资料21.如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的______能转化为塞子的机械能。图______中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。22.如图所示，在一个配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，压缩玻璃筒内的空气(kōngqì)，对筒内空气(kōngqì)做了________，空气(kōngqì)______增加，温度升高，棉花燃烧起来。精品资料单位质量(zhìliàng)某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。热值的符号(fúhào)：q单位：J/kg无烟煤的热值为3.4×107J/kg，表示的含义表示1kg的煤在完全燃烧时所放出的热量为3.4×107J。1.定义2.单位及符号**意义四、燃料的热值精品资料23.为比较酒精和碎纸片这两种燃料的热值，小明采用如图所示的装置进行实验：他将一定质

量的酒精和碎纸片分别放入两个燃烧皿中，点燃它们，分别给装有质量相等的水的两个相

同烧杯加热，直至酒精和碎纸片完全燃烧．(1)小明设计了一张记录(jìlù)实验数据的表格，其中①②两项内容

漏写了，请你帮他补充完整。(2)实验后小明根据实验数据利用公式Q=cmΔt算出了水吸

收的热量，结合“10g酒精”这一数据，算出了酒精的热值，

算出的酒精热值是否可靠，请说明理由

．精品资料燃料完全燃烧时放出(fànɡchū)热量的计算：由热值所表示的物理意义可得出：燃料(ránliào)燃烧放热计算公式Q=qmQ=qVV的单位是m3m的单位是kg

燃料燃烧计算公式精品资料26.小王学习(xuéxí)了有关热学的知识后，知道水的比热容是4.2×103J／(kg·℃)．

(1)如果用燃气灶将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，则水需要吸收多少热量?

(2)若小王烧水用的燃气灶使用的是热值为4.2×107J/kg的煤气，且燃气灶烧水时的热效率(热效率等于水吸收的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比)为20％，则实际消耗的煤气为多少千克?

(3)为了节约能源，小王对燃气灶进行了改进，使燃气灶的热效率得到了提高．若小王在同样的条件下将质量为5kg、温度为20℃的水加热到100℃，可比原来节省0.04kg的煤气，则现在燃气灶烧水时的热效率为多少？精品资料解：

（1）Q吸=c水m水（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×5kg×（100℃-20℃）=1.68×106J

（2）m=Q放q=Q吸/(20%q)=1.68×106/(20%4.2×107J/kg)=0.2kg

（3）改进(gǎijìn)后需要的天然气（0.2kg-0.04kg）放热为：

Q放′=mq=（0.2kg-0.04kg）×4.2×107J/kg=6.72×106J

所以现在燃气灶的热效率为：

η=Q吸/Q放′×100%=1.68×106J/6.72×106J×100%=25%

精品资料27.小明家新安装了一台如图所示的太阳能、电能两用热水器。平常使用太阳能，在阳光不足时，用电热丝辅助加热。热水器名牌如下。(l）电热水器正常工作时，电热丝的电阻和电流(diànliú)各是多少？(2）太阳能热水器贮满水，水温从20℃加热到50℃时吸收了多少热量？(1L=10-3m3)(3）若通过完全燃烧天然气加热一满箱水，使其温度从20℃升高到50℃时，不考虑热量的损失，需要多少立方米天然气？（天然气的热值为4.0×107J／m3）(4）由于寒冷阴雨，太阳能热水器只将水加热到35℃，现要通过电热丝将水加热到50℃使用，需电加热器正常工作多长时间？（设电能全部转化为内能）系统(xìtǒng)承压3.××牌热水器型号HM-20集热管数28支额定频率50Hz水箱容积200L集热管管长180cm额定电压220V防水等级A0MPa额定功率4400W精品资料(l）I=P/U=4400W/220V=20A；R=U/I=220V/20A=11Ω；（2）水的质量：m=ρ水V=1000kg/m3×200×10-3m3=200kg；吸收太阳的热量(rèliàng)：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（50℃-20℃）=2.52×107J；（3）由题知，Q吸=Q放=Vq，所以需要天然气的体积：V=Q放/q=2.52×107J/(4.0×107J/m3)=0.63m3；（4）水从35℃加热到50℃吸收的热量(rèliàng)：Q吸′=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）×200kg×（50℃-35℃）=1.26×107J，由题知，W电=Q吸′，电加热器正常工作时间t=W电/P=1.26×107J/4400W≈2863.6s精品资料期末(qīmò)复习----机械能和内能1、下列情况下，机械能发生变化的是：（）A、物体(wùtǐ)从光滑斜面上自由滑下。B、跳伞运动员匀速降落。C、物体(wùtǐ)在光滑的水平面上匀速运动。D、物体(wùtǐ)在真空中自由下落。2、关于物体(wùtǐ)的内能，下列说法中错误的是：（）A、一切物体(wùtǐ)都具有内能。B、0℃的物体(wùtǐ)没有内能。C、物体(wùtǐ)的温度升高，表明它的内能增加。D、内能可以转化为其它形式的能BB精品资料3、在四冲程汽油机的工作过程中，机械能转化为内能的冲程是（）A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程4、下列现象中，通过热传递改变物体内能的是（）A．反复弯折后，铁丝的温度升高B.火车经过后，铁轨的温度升高C．用火炉烧水，水的温度升高D．两手相互搓揉，手掌发热5、关于温度、内能和热量，下列说法正确的是（）A．物体内能增大，一定从外界吸收热量B．汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能C．物体内能减少时，温度可能不变D．锯条锯木板(mùbǎn)时，锯条的内能增加，木板(mùbǎn)的内能减少BCC精品资料6、一架救灾运输飞机在空中沿水平方向匀速飞行，正在向灾区空投物品，在空投过程中飞机的动能和势能的变化情况是（）A.动能增加，势能减小B.动能减小，势能增加C.动能、势能都减小D.动能、势能都不变7、下面的四幅图中属于动能转化(zhuǎnhuà)为重力势能的是()CC精品资料8、下列现象中，物体内能增加的是（）A．火箭发射时喷出的燃气B．秋天的夜晚，空气中的水蒸气变成露C．0℃的水结成冰D．正在制动的汽车刹片9、“神州(Shénzhōu)八号”载人飞船的返回舱下落到地面附近时,由于受到空气阻力而做减速运动。在减速下降的过程中，返回舱的()A.动能增大，势能减小B.动能减小，势能减小C.动能不变，势能减小D.动能减小，势能增大DB精品资料10、下列事例中不是利用水的比热容大这一特性的是（）A．在河流上建水电站，用水发电B．汽车发动机用循环水冷却C．让流动的热水流过散热器取暖D．晚上向秧苗(yāngmiáo)田里放水，以防冻坏秧苗(yāngmiáo)11、用两个相同的加热器，分别对质量相等的甲、乙两种液体加热，其温度随时间变化的图线如图所示，由图线可以看出（）A．甲的比热容比乙大 B．甲的比热容比乙小C．甲和乙的比热容相同 D．开始加热时，甲和乙的比热容为零AB精品资料12、水的比热容比煤油的大.如图用规格(guīgé)相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，隔着石棉网同时对两试管加热.图中的哪一图线能反映该实验情况（）C精品资料13、正在空中匀速上升的气球，它的势能将＿＿＿＿＿，动能将＿＿＿＿＿。（选填：“变大”、“变小”或“不变”）14、“嫦娥一号”卫星在绕月飞行的1年时间里，可能(kěnéng)会遭遇两次月食，月食期间没有太阳光照射，卫星表面的温度会急剧下降，内能(增大/减小/不变)，这是通过的方式改变物体的内能。15、冬天写字，常常感到手冷，为了使手暖和一些常用嘴对着手“呵气”和两手来回“搓动”的方法，从物理学的角度来看，前者是通过＿＿＿＿＿方法增加手的内能；后者是通过＿＿＿＿＿的方法增加手的内能。精品资料16