機械能和內能

第十二章機械能和內能(nèinénɡ)精品資料機械能動能(dòngnéng)勢能(shìnéng)重力勢能彈性勢能物體做功的本領能量精品資料動能(dòngnéng)的大小跟哪些因素有關？探究(tànjiū)一:猜想:猜想理由:1、動能的大小跟物體運動的速度有關2、動能的大小跟物體的質量有關實驗：探索動能與速度的關系歸納結論：質量相同時，速度＿＿的物體能做的功多，表明它具有的動能＿＿大多實驗思路:精品資料速度相同(xiānɡtónɡ)時，質量＿＿的物體能做的功多，這表明它具有的動能＿＿大多通過探究(tànjiū)活動可知:運動的物體的動能大小與物體的_____和______有關，物體_____越大,_____越大,它具有的動能就越多速度質量實驗：探索動能與質量的關系歸納結論：實驗思路:速度質量精品資料24.如圖所示是小武同學(tóngxué)設計的探究動能大小與哪些因素有關的實驗(1)實驗中球的動能大小無法直接測到，通過觀察____________便知道動能大小，這種研究方法在物理學上叫______________．(2)實驗中為使銅球和鋼球滾到水平面的速度相同，可采用的方法是_________________．(3)由圖中甲、丙觀察到的現(xiàn)象可得到的結論是___________________．精品資料卡片(kǎpiàn)為什么會跳起來?探究(tànjiū)二:歸納結論:學生實驗:發(fā)生彈性形變的橡皮筋能對卡片做功,因此它具有________,在一定限度內,形變越大,形變的物體的________就越大.彈性勢能彈性勢能精品資料重力勢能的大小(dàxiǎo)可能跟哪些因素有關？探究(tànjiū)三:想一想怎樣才能使樁打得深些,可以有哪些方法?方法1方法2精品資料觀察(guānchá)擺球動能與勢能的轉化AOO/B當擺球從A點向下擺動時，它的速度越來越快，它的動能(dòngnéng)逐漸____，勢能逐漸_____當擺球到達最低點O時，它的動能最___、勢能最___，此過程中是擺球的勢能逐漸轉變成___能增大減小小大動精品資料觀察(guānchá)擺球動能與勢能的轉化AOO/B此后，擺球又向OO/的另一側運動，隨著高度的上升(shàngshēng)，它的速度越來越___，動能逐漸轉變成___能，當擺球到達最高處B時，它的動能為___、勢能最___慢勢零大精品資料分子(fēnzǐ)做無規(guī)則運動分子間存在相互作用的引力(yǐnlì)和斥力內能分子動能分子勢能物體內部所有分子作無規(guī)則運動的_____和分子_____的總和，叫做物體的內能。動能勢能+熱運動內能是能量的一種形式，單位是焦。精品資料猜想(cāixiǎng)物體的內能與什么因素(yīnsù)有關？猜想的理由實驗驗證溫度精品資料試一試：在分別盛有冷水和熱水(rèshuǐ)的兩個玻璃杯中各滴入一滴墨水看一看，哪杯水中的墨水擴散得快？實驗現(xiàn)象：溫度(wēndù)越高，擴散得越（快/慢）快精品資料實驗(shíyàn)說明：_______溫度(wēndù)越高，分子的無規(guī)則運動就越劇烈結論：一個物體溫度升高，內能增大一個物體溫度降低時，它的內能就會____通過實驗進一步說明：物體內能跟物體質量、溫度、狀態(tài)有關。精品資料改變(gǎibiàn)物體內能的方式之一：熱傳遞(1)條件(tiáojiàn)(2)方向(3)實質物體之間存在著溫度差內能的轉移從高溫處向低溫處精品資料想一想：熱量的單位(dānwèi)是什么？熱水(rèshuǐ)冷水變熱熱水變涼得到失去??內能在物理學中,把物體在熱傳遞過程中轉移能量的多少叫做熱量.Q單位：焦（J）高溫物體低溫物體熱量熱量精品資料探究物質吸熱(xīrè)升溫的屬性實驗設計1.實驗中對沙子和水的質量(zhìliàng)有什么要求？2.如何使物體吸熱相同？3.如何比較物體吸熱多少？4.如何比較水和沙子哪個升溫更快？加熱時間相同升溫高升溫相同加熱時間短吸熱相同比升溫升溫相同比吸熱（轉換法）加熱方法、時間相同看加熱時間精品資料探究物質(wùzhì)吸熱升溫的屬性進行(jìnxíng)實驗分別將質量相同的沙子和水裝入易拉罐，放在石棉網上用酒精燈加熱并攪拌，觀察升溫10℃、20℃所需要的時間.測量兩組數(shù)據測量器材：溫度計、秒表精品資料比熱容—表示(biǎoshì)物體吸熱本領的物理量單位質量的某種物質溫度升高（降低）1℃所吸收（放出）的熱量(rèliàng)叫做這種物質的比熱容.用符號Ｃ表示．單位：焦/(千克·℃)符號：J/(kg·℃)讀做：焦耳每千克攝氏度同種物質的比熱容相同，不同物質的比熱容一般不同.比熱容是物質的一種物理屬性.比熱容大：升溫相同吸熱多；吸熱升溫慢.精品資料比熱容一些(yīxiē)物質的比熱容［J/(kg·℃)］水4.2×103鋁0.88×103酒精2.4×103干水泥0.84×103煤油、冰2.1×103鐵、鋼0.46×103蓖麻油1.8×103銅0.39×103砂石0.92×103水銀0.14×103分析表格(biǎogé),找出規(guī)律⑴⑵⑶⑷.水的比熱容的物理意義

.精品資料25.小明和小敏在烈日當空的海邊玩耍時，發(fā)現(xiàn)沙子燙腳，而海水卻很涼．同樣的太陽照射為什么會出現(xiàn)不同的結果呢？小明和小華討論后，認為可能是沙子和水吸熱升溫的快慢不同，于是他們從海邊取了一些沙子和水帶回實驗室分別進行探究．(1)他們分別找來兩個完全相同的易拉罐組裝成了如圖所示的實驗裝置．從物理學的角度看，用易拉罐而不用燒杯做容器的好處有：________________、________________．(2)小明在兩個相同的易拉罐中裝入等質量(zhìliàng)的海水和沙子，用相同的酒精燈同時給它們加熱，并用溫度計測出它們不同時刻的溫度，記錄數(shù)據如下：傳熱(chuánrè)性能好，不易爆裂精品資料加熱時間/min024681012溫度/℃海水31.031.632.132.532.833.033.1沙子31.031.833.834.535.836.036.3隨后他又在方格紙中畫出了下圖海水溫度隨時間變化的圖象，請你在下圖中補畫出沙子溫度隨時間變化的圖象．(3)分析小明實驗獲得的數(shù)據可得出(déchū)的結論是_______________________．(4)小敏剛開始實驗時，未能及時對沙子進行攪拌，結果他觀察到的現(xiàn)象是_____________________水比沙子(shāzi)升溫快質量相同的不同物質，吸收相同的熱量，升高的溫度不同。精品資料熱傳遞過程(guòchéng)中吸收或放出的熱量熱傳遞過程中，物體溫度升高(shēnɡɡāo)時，所吸收的熱量為：熱傳遞過程中，物體溫度降低時，所放出的熱量為：設比熱容為c、質量m、初溫t0、末溫t、Q=cm△tQ吸=cm(t-t0)實驗表明：物體在吸熱或放熱過程中，物體的質量越大、比熱容越大、溫度變化越大，物體吸收或放出的熱量就越多.Q放=cm(t0

-t)精品資料彎折鐵絲(tiěsī)實驗中,鐵絲(tiěsī)的溫度是否發(fā)生變化?實驗中鐵絲的內能變高了嗎?活動一增加的內能是哪里來的?機械能和內能的相互轉化精品資料觀察(guānchá)與思考空氣壓縮引火(yǐnhuǒ)儀精品資料歸納(guīnà)與總結改變物體(wùtǐ)內能的方式熱傳遞做功(內能的轉移)(能量的轉化)吸熱——內能增加放熱——內能減小對物體做功——內能增大物體對外做功——內能減小精品資料五、內燃機內燃機的工作一個循環(huán)(xúnhuán)有吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程；活塞往復2次，曲軸、飛輪轉動兩周，對外做功1次。如圖是內燃機的剖面圖，它表示的是______沖程．從能量的轉化(zhuǎnhuà)角度來說，它是將_____能轉化(zhuǎnhuà)為____能。壓縮機械內精品資料20.一臺四沖程汽油機曲軸轉速是1800r／min，此汽油機每秒鐘完成_____個工作(gōngzuò)循環(huán)，_____個沖程，對外做_____次功．精品資料21.如圖所示，用酒精燈加熱試管中的水，當水沸騰一段時間以后，塞子被試管內水蒸氣推出，水蒸氣的______能轉化為塞子的機械能。圖______中汽油機的工作過程與這一實驗過程中能量的轉化是一致的。22.如圖所示，在一個配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小團硝化棉，迅速向下壓活塞，壓縮玻璃筒內的空氣(kōngqì)，對筒內空氣(kōngqì)做了________，空氣(kōngqì)______增加，溫度升高，棉花燃燒起來。精品資料單位質量(zhìliàng)某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值。熱值的符號(fúhào)：q單位：J/kg無煙煤的熱值為3.4×107J/kg，表示的含義表示1kg的煤在完全燃燒時所放出的熱量為3.4×107J。1.定義2.單位及符號**意義四、燃料的熱值精品資料23.為比較酒精和碎紙片這兩種燃料的熱值，小明采用如圖所示的裝置進行實驗：他將一定質

量的酒精和碎紙片分別放入兩個燃燒皿中，點燃它們，分別給裝有質量相等的水的兩個相

同燒杯加熱，直至酒精和碎紙片完全燃燒．(1)小明設計了一張記錄(jìlù)實驗數(shù)據的表格，其中①②兩項內容

漏寫了，請你幫他補充完整。(2)實驗后小明根據實驗數(shù)據利用公式Q=cmΔt算出了水吸

收的熱量，結合“10g酒精”這一數(shù)據，算出了酒精的熱值，

算出的酒精熱值是否可靠，請說明理由

．精品資料燃料完全燃燒時放出(fànɡchū)熱量的計算：由熱值所表示的物理意義可得出：燃料(ránliào)燃燒放熱計算公式Q=qmQ=qVV的單位是m3m的單位是kg

燃料燃燒計算公式精品資料26.小王學習(xuéxí)了有關熱學的知識后，知道水的比熱容是4.2×103J／(kg·℃)．

(1)如果用燃氣灶將質量為5kg、溫度為20℃的水加熱到100℃，則水需要吸收多少熱量?

(2)若小王燒水用的燃氣灶使用的是熱值為4.2×107J/kg的煤氣，且燃氣灶燒水時的熱效率(熱效率等于水吸收的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比)為20％，則實際消耗的煤氣為多少千克?

(3)為了節(jié)約能源，小王對燃氣灶進行了改進，使燃氣灶的熱效率得到了提高．若小王在同樣的條件下將質量為5kg、溫度為20℃的水加熱到100℃，可比原來節(jié)省0.04kg的煤氣，則現(xiàn)在燃氣灶燒水時的熱效率為多少？精品資料解：

（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）改進(gǎijìn)后需要的天然氣（0.2kg-0.04kg）放熱為：

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

所以現(xiàn)在燃氣灶的熱效率為：

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

精品資料27.小明家新安裝了一臺如圖所示的太陽能、電能兩用熱水器。平常使用太陽能，在陽光不足時，用電熱絲輔助加熱。熱水器名牌如下。(l）電熱水器正常工作時，電熱絲的電阻和電流(diànliú)各是多少？(2）太陽能熱水器貯滿水，水溫從20℃加熱到50℃時吸收了多少熱量？(1L=10-3m3)(3）若通過完全燃燒天然氣加熱一滿箱水，使其溫度從20℃升高到50℃時，不考慮熱量的損失，需要多少立方米天然氣？（天然氣的熱值為4.0×107J／m3）(4）由于寒冷陰雨，太陽能熱水器只將水加熱到35℃，現(xiàn)要通過電熱絲將水加熱到50℃使用，需電加熱器正常工作多長時間？（設電能全部轉化為內能）系統(tǒng)(xìtǒng)承壓3.××牌熱水器型號HM-20集熱管數(shù)28支額定頻率50Hz水箱容積200L集熱管管長180cm額定電壓220V防水等級A0MPa額定功率4400W精品資料(l）I=P/U=4400W/220V=20A；R=U/I=220V/20A=11Ω；（2）水的質量：m=ρ水V=1000kg/m3×200×10-3m3=200kg；吸收太陽的熱量(rèliàng)：Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×200kg×（50℃-20℃）=2.52×107J；（3）由題知，Q吸=Q放=Vq，所以需要天然氣的體積：V=Q放/q=2.52×107J/(4.0×107J/m3)=0.63m3；（4）水從35℃加熱到50℃吸收的熱量(rèliàng)：Q吸′=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg?℃）×200kg×（50℃-35℃）=1.26×107J，由題知，W電=Q吸′，電加熱器正常工作時間t=W電/P=1.26×107J/4400W≈2863.6s精品資料期末(qīmò)復習----機械能和內能1、下列情況下，機械能發(fā)生變化的是：（）A、物體(wùtǐ)從光滑斜面上自由滑下。B、跳傘運動員勻速降落。C、物體(wùtǐ)在光滑的水平面上勻速運動。D、物體(wùtǐ)在真空中自由下落。2、關于物體(wùtǐ)的內能，下列說法中錯誤的是：（）A、一切物體(wùtǐ)都具有內能。B、0℃的物體(wùtǐ)沒有內能。C、物體(wùtǐ)的溫度升高，表明它的內能增加。D、內能可以轉化為其它形式的能BB精品資料3、在四沖程汽油機的工作過程中，機械能轉化為內能的沖程是（）A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程D．排氣沖程4、下列現(xiàn)象中，通過熱傳遞改變物體內能的是（）A．反復彎折后，鐵絲的溫度升高B.火車經過后，鐵軌的溫度升高C．用火爐燒水，水的溫度升高D．兩手相互搓揉，手掌發(fā)熱5、關于溫度、內能和熱量，下列說法正確的是（）A．物體內能增大，一定從外界吸收熱量B．汽油機在做功沖程中把機械能轉化為內能C．物體內能減少時，溫度可能不變D．鋸條鋸木板(mùbǎn)時，鋸條的內能增加，木板(mùbǎn)的內能減少BCC精品資料6、一架救災運輸飛機在空中沿水平方向勻速飛行，正在向災區(qū)空投物品，在空投過程中飛機的動能和勢能的變化情況是（）A.動能增加，勢能減小B.動能減小，勢能增加C.動能、勢能都減小D.動能、勢能都不變7、下面的四幅圖中屬于動能轉化(zhuǎnhuà)為重力勢能的是()CC精品資料8、下列現(xiàn)象中，物體內能增加的是（）A．火箭發(fā)射時噴出的燃氣B．秋天的夜晚，空氣中的水蒸氣變成露C．0℃的水結成冰D．正在制動的汽車剎片9、“神州(Shénzhōu)八號”載人飛船的返回艙下落到地面附近時,由于受到空氣阻力而做減速運動。在減速下降的過程中，返回艙的()A.動能增大，勢能減小B.動能減小，勢能減小C.動能不變，勢能減小D.動能減小，勢能增大DB精品資料10、下列事例中不是利用水的比熱容大這一特性的是（）A．在河流上建水電站，用水發(fā)電B．汽車發(fā)動機用循環(huán)水冷卻C．讓流動的熱水流過散熱器取暖D．晚上向秧苗(yāngmiáo)田里放水，以防凍壞秧苗(yāngmiáo)11、用兩個相同的加熱器，分別對質量相等的甲、乙兩種液體加熱，其溫度隨時間變化的圖線如圖所示，由圖線可以看出（）A．甲的比熱容比乙大 B．甲的比熱容比乙小C．甲和乙的比熱容相同 D．開始加熱時，甲和乙的比熱容為零AB精品資料12、水的比熱容比煤油的大.如圖用規(guī)格(guīgé)相同的兩試管分別裝上質量相同的煤油和水，隔著石棉網同時對兩試管加熱.圖中的哪一圖線能反映該實驗情況（）C精品資料13、正在空中勻速上升的氣球，它的勢能將＿＿＿＿＿，動能將＿＿＿＿＿。（選填：“變大”、“變小”或“不變”）14、“嫦娥一號”衛(wèi)星在繞月飛行的1年時間里，可能(kěnéng)會遭遇兩次月食，月食期間沒有太陽光照射，衛(wèi)星表面的溫度會急劇下降，內能(增大/減小/不變)，這是通過的方式改變物體的內能。15、冬天寫字，常常感到手冷，為了使手暖和一些常用嘴對著手“呵氣”和兩手來回“搓動”的方法，從物理學的角度來看，前者是通過＿＿＿＿＿方法增加手的內能；后者是通過＿＿＿＿＿的方法增加手的內能。精品資料16