第10章 機(jī)械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化 整理與復(fù)習(xí)-2022-2023學(xué)年九年級(jí)全一冊(cè)初三物理(北師大版)

第10章機(jī)械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化整理與復(fù)習(xí)一、機(jī)械能的概念及其轉(zhuǎn)化在力學(xué)中，機(jī)械能是指物體由于其位置和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而具有的能量。機(jī)械能可以分為勢(shì)能和動(dòng)能兩部分。勢(shì)能是物體由于其位置而具備的能量，動(dòng)能則是物體由于其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而具備的能量。勢(shì)能：勢(shì)能是指物體在某個(gè)位置上具有的能量。常見(jiàn)的勢(shì)能有重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能和化學(xué)能等。重力勢(shì)能是指物體在離地面高度為h處時(shí)，由于受到重力而具有的能量，可以表示為mgh，其中m為物體的質(zhì)量，g為重力加速度，h為物體離地面的高度。彈性勢(shì)能是指物體由于被壓縮或拉伸而具有的能量，可以表示為(1/2)kx2，其中k為物體的彈性系數(shù)，x為物體變形的位移。動(dòng)能：動(dòng)能是指物體由于其運(yùn)動(dòng)狀態(tài)而具有的能量。動(dòng)能可以表示為(1/2)mv2，其中m為物體的質(zhì)量，v為物體的速度。動(dòng)能與物體的質(zhì)量和速度成正比，質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能就越大。機(jī)械能可以在物體之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化。例如，在自由下落過(guò)程中，物體的重力勢(shì)能會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為動(dòng)能，而在上升過(guò)程中，動(dòng)能會(huì)轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能。二、內(nèi)能的概念及其轉(zhuǎn)化內(nèi)能是指物體分子或原子內(nèi)部的能量，是由物體的微觀粒子運(yùn)動(dòng)引起的。內(nèi)能包括物體的熱能和化學(xué)能。熱能：熱能是指物體分子或原子的熱運(yùn)動(dòng)引起的能量。物體溫度的高低與其分子或原子的平均熱運(yùn)動(dòng)速度有關(guān)，溫度越高，分子或原子的平均熱運(yùn)動(dòng)速度越大，熱能就越大。化學(xué)能：化學(xué)能是指物質(zhì)內(nèi)部由于原子間化學(xué)鍵的形成和斷裂而引起的能量變化。例如，在化學(xué)反應(yīng)過(guò)程中，物質(zhì)間的化學(xué)鍵會(huì)斷裂或形成新的化學(xué)鍵，從而釋放或吸收化學(xué)能。內(nèi)能的轉(zhuǎn)化與物體之間的能量轉(zhuǎn)化不同，內(nèi)能的轉(zhuǎn)化是指物體內(nèi)部的能量從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式。例如，在物體被加熱的過(guò)程中，熱能會(huì)轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能，而在物體被冷卻的過(guò)程中，內(nèi)能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能。三、機(jī)械能與內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化機(jī)械能與內(nèi)能之間也存在一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系。在摩擦運(yùn)動(dòng)中，機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。當(dāng)兩個(gè)物體之間發(fā)生相對(duì)滑動(dòng)時(shí)，由于摩擦力的存在，機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生摩擦熱。摩擦熱可以使物體的溫度升高。另外，在機(jī)械能的轉(zhuǎn)化過(guò)程中，也會(huì)有一部分能量損失。由于摩擦力和空氣阻力的存在，機(jī)械能會(huì)逐漸減小，轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，例如聲能和熱能。因此，在實(shí)際的機(jī)械能轉(zhuǎn)化過(guò)程中，總會(huì)有一部分能量損失。四、機(jī)械能守恒定律機(jī)械能守恒定律是指在不受外力做功的情況下，一個(gè)系統(tǒng)的機(jī)械能保持不變。即機(jī)械能的初值等于機(jī)械能的末值。在沒(méi)有外力做功的情況下，一個(gè)系統(tǒng)僅受到內(nèi)力作用，內(nèi)力的做功等于零。由此可得，系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。例如，在自由下落過(guò)程中，物體只受重力的作用，其他外力對(duì)其做功為零，因此系統(tǒng)的機(jī)械能守恒。機(jī)械能守恒定律適用于沒(méi)有機(jī)械能轉(zhuǎn)化和能量損失的情況，實(shí)際情況中，機(jī)械能守恒定律并不普遍適用，但在一些特定情況下可以作為近似的近似。五、練習(xí)題一個(gè)質(zhì)量為2kg的物體從10m的高度自由下落到地面，求物體落地時(shí)的速度。一個(gè)質(zhì)量為0.5kg的彈簧被壓縮了10cm，彈性系數(shù)為100N/m，求彈簧存儲(chǔ)的彈性勢(shì)能。一個(gè)物體重力勢(shì)能為200J，它的質(zhì)量為4kg，求物體離地面的高度。一個(gè)物體以10m/s的速度水平運(yùn)動(dòng)，它的質(zhì)量為2kg，求物體的動(dòng)能。六、總結(jié)本章主要介紹了機(jī)械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化的概念和相關(guān)知識(shí)。機(jī)械能包括勢(shì)能和動(dòng)能兩部分，可在物體之間進(jìn)行轉(zhuǎn)化；內(nèi)能包括熱能和化學(xué)能，可在物體內(nèi)部進(jìn)行轉(zhuǎn)化。同時(shí)，機(jī)械能與內(nèi)能之間也存在一定的轉(zhuǎn)化關(guān)系