第十二章機(jī)械能與內(nèi)能

機(jī)械能動能勢能重力勢能彈性勢能決定因素內(nèi)能與溫度的關(guān)系內(nèi)能的利用改變內(nèi)能的方式做功熱傳遞比熱容熱量燃料熱值汽油機(jī)相互轉(zhuǎn)化相互轉(zhuǎn)化探究動能的大小與哪些因素有關(guān)活動《指導(dǎo)》例1.在探究動能大小與哪些因素有關(guān)時，讓小車分別從斜面的不同高度由靜止開始下滑，撞擊水平面上的同一木塊，看哪次木塊被推得遠(yuǎn)。（1）本實(shí)驗(yàn)研究的是_______的動能與它的_______的關(guān)系。小車（2）讓小車從不同高度滑下是為了_________________________________________。使小車到達(dá)水平面時的速度大小不相等ab速度（3）實(shí)驗(yàn)中通過觀察_________________________來比較動能大小的。木塊被推動距離的遠(yuǎn)近ab（4）此實(shí)驗(yàn)得出的正確結(jié)論是___________。在質(zhì)量相同時，物體的速度越大，其動能越大。（5）現(xiàn)要利用上述器材探究動能大小與質(zhì)量的關(guān)系，請簡要寫出實(shí)驗(yàn)操作：___________。讓質(zhì)量不同的小車分別從斜面的同一高度由靜止開始下滑，撞擊水平面上的同一木塊，看哪次木塊被得遠(yuǎn)。（6）假如圖中的水平面絕對光滑，則用圖裝置能否進(jìn)行探究動能大小的實(shí)驗(yàn)？______。你判斷的理由是__________。不能若水平面絕對光滑,木塊被推動后將保持勻速直線運(yùn)動狀態(tài),不會停下來,無法比較被推動后距離的遠(yuǎn)近ab《指導(dǎo)》例2.關(guān)于機(jī)械能的下列說法，正確的是（）A.汽車勻速下坡，機(jī)械能不變B.上緊發(fā)條的鬧鐘指針轉(zhuǎn)動時，動能轉(zhuǎn)化為勢能C.小朋友從滑梯上滑下，臀部發(fā)熱，機(jī)械能減小D.平直公路上勻速行駛的灑水車，在向路面灑水的過程中，機(jī)械能保持不變A：汽車的速度和質(zhì)量不變，高度減??；B：指針轉(zhuǎn)動時，發(fā)條彈性形變在減??；C：由于摩擦，部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；D：汽車在灑水過程中，質(zhì)量減??；C例2．小明和媽媽去超市購物，自動扶梯將她們從一樓勻速送上二樓，在這個過程中，她們的（）A．受到的重力和她們對臺階的壓力是平衡力B．受到的重力和臺階對她們的支持力是平衡力C．勢能增大，動能不變，機(jī)械能增大D．勢能不變，動能不變，機(jī)械能不變

B、C《指導(dǎo)》1、2、3、9、16、18.《指導(dǎo)》1.下列實(shí)例中，物體既具有動能又具有勢能的是（）A.停泊在水面的輪船B.在空中飛行的飛機(jī)C.靜止在山坡上的石塊D.張弓待發(fā)時被拉開的弦《指導(dǎo)》2．如圖所示的事例中，物體機(jī)械能增加的是（）A、C選項中動能與勢能并沒有相互轉(zhuǎn)化B、D選項中動能與勢能是相互轉(zhuǎn)化的，由于空氣阻力的存在，所以機(jī)械能的總量是不斷減小的。A《指導(dǎo)》3.小明分別沿三條路徑滑到地面（如圖所示），在不考慮空氣阻力和摩擦的情況下，滑到地面時的速度是（）A.從1路徑滑下時最大B.從2路徑滑下時最大C.從3路徑滑下時最大D.從任何一條路徑滑下速度一樣hD例4．下面的四幅圖中屬于動能轉(zhuǎn)化為重力勢能的是（）C《指導(dǎo)》例2．如圖所示，原長為L的軟彈簧上端固定，下端掛一小重球，從圖示位置A處釋放時（不計摩擦和空氣阻力），彈簧仍長為L，小球從A運(yùn)動到最低位置B的過程中，________能減少，

能和_______

能增加了，機(jī)械能總量將_______（選填“變大”、“變小”或“不變”）。彈性勢動重力勢不變AB《指導(dǎo)》3.掉在水平地面上的彈性小球會跳起，而且彈跳的高度會越來越低。下圖是小球彈跳的頻閃照片，小球在1、2位置的高度一樣。下面說法正確的是（）A.小球在1、2位置的動能相同，機(jī)械能也相同B.小球在1、2位置的動能相同，2位置的動能較小C.小球在1、2位置的機(jī)械能相同，2位置的動能較小D.小球在2位置的動能較小，機(jī)械能也較小D12卡片為什么會跳起來活動問題1：將卡片反過來，用手把它壓平在桌面上，其目的是__________；問題2：迅速松開手，出現(xiàn)的現(xiàn)象是_________；問題3：現(xiàn)象說明：發(fā)生的橡皮筋能對卡片_______，因此它具有________能。使它伸長卡片跳起做功彈性勢《指導(dǎo)》20.為了探究重力勢能與哪些因素有關(guān)，小明同學(xué)設(shè)計了如下探究實(shí)驗(yàn)：讓三個不同質(zhì)量金屬塊多次分別從不同高度處落下，測出金屬塊將木樁打入沙中的深度。金屬塊下落高度和木樁下陷深度數(shù)據(jù)記錄在表中。分析表中數(shù)據(jù)回答：模擬打樁——探究重力勢能與哪些因素有關(guān)活動(1)實(shí)驗(yàn)是通過觀察__________________來比較金屬塊在_____________時的重力勢大小的；小樁下陷深度大小剛開始下落（2）同一金屬塊在不同高度下落后打擊小樁,在沙中下陷的深度不同,表明重力勢能和________有關(guān)；（3）觀察表中數(shù)據(jù)，對金屬塊A、B、C質(zhì)量大小排序__________________。高度mA>mC>mB觀察擺球的動能和勢能的轉(zhuǎn)化活動以上三個實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明同一個物理問題是_____。動能和勢能可以相互轉(zhuǎn)化同一個現(xiàn)象：往復(fù)運(yùn)動的高度逐漸降低。運(yùn)動過程要克服空氣阻力做功，使機(jī)械能逐漸減小。《指導(dǎo)》例3.關(guān)于溫度、熱量和內(nèi)能，下列說法正確的是（）A.物體的溫度越高，所含熱量越多熱量是熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移內(nèi)能的多少，一般用“吸收”或“放出”修飾。B.溫度高的物體，內(nèi)能一定大內(nèi)能還跟質(zhì)量有關(guān)C.一塊0℃的冰塊化成水0℃的水，內(nèi)能不變D.溫度相同的兩物體間不會發(fā)生熱傳遞晶體熔化時要吸熱，溫度不變，內(nèi)能增大。溫度升高，內(nèi)能增大；內(nèi)能增大，溫度不一定升高。熱傳遞條件及方向：高溫低溫。D《指導(dǎo)》4．關(guān)于物體的內(nèi)能，下列說法中正確的是（）A．曬太陽使身體變暖，是通過做功改變內(nèi)能的B．熱量總是由內(nèi)能大的物體傳遞給內(nèi)能小的物體C．一塊0℃的冰塊化成水0℃的水，內(nèi)能增加D．物體吸收熱量，內(nèi)能變大，溫度一定升高C1.關(guān)于內(nèi)能，下列說法中正確的是（）A.溫度低于0℃的物體不具有內(nèi)能B.物體具有內(nèi)能，也可以同時具有機(jī)械能C.具有機(jī)械能的物體不一定具有內(nèi)能D.內(nèi)能與機(jī)械能是同一種形式的能B2．如圖所示三杯水的內(nèi)能的大小從大到小的排列順序是___________，其依據(jù)是：_________。質(zhì)量相同時，物體的溫度越高，它的內(nèi)能越大。40℃a40℃b90℃cc、b、a《指導(dǎo)》例4.小明根據(jù)下表提供的幾種物質(zhì)的比熱容得出以下四結(jié)論，其中正確的是（）幾種物質(zhì)的比熱容/[J?（ｋg℃）-1]水4.2×103煤油2.1×103銅0.39×103砂石0.92×103酒精2.4×103冰2.1×103水銀0.14×103鋁0.88×103C.汽車發(fā)動機(jī)用水來冷卻是因?yàn)樗谋葻崛葺^大B.同一物質(zhì)發(fā)生物態(tài)變化后，比熱容不變A.200g煤油的比熱容與100g水的比熱容一樣大D.質(zhì)量相等的鋁塊和銅塊，吸收相等的熱量，鋁塊升高的溫度多C現(xiàn)象：海水和沙子在同一時刻的溫度不一樣。問題：質(zhì)量相等的不同物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量是否相等？比熱容：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1所吸收的熱量實(shí)驗(yàn)中要注意哪些問題：1.沙子和水的質(zhì)量要相等；2.加熱方式要完全相同；3.從下往上安裝器材。質(zhì)量/g升高10℃所需要的時間t/s升高20℃所需要的時間t/s升高30℃所需要的時間t/s沙子306489124水3096163220（1）分析下表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知；質(zhì)量相同的水和沙子，升高相同的溫度時，水吸收的熱量___沙子吸收的熱量。（2）進(jìn)一步分析可知：如果加熱相同的時間，質(zhì)量相同的水和沙子，

(沙子／水)升高的溫度更高。（3）正確組裝器材后，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)：剛開始加熱時，沙子升溫慢，你認(rèn)為可能的原因是：

。（4）用兩個相同的酒精燈對其加熱的目的是:_____________________________?！吨笇?dǎo)》例5.小明家新安裝了一臺容積為0.5m3的太陽能熱水器，加滿水后，經(jīng)過4h陽光的照射，水溫由原來的20℃升高了40℃。則：（1）在這4h內(nèi)水吸收了多少熱量？（2）若這些熱量由效率為20%的火爐燃燒焦炭來提供，則需要燃燒多少焦炭？（焦炭的熱值為3.0×107J/kg）第一問送分，但有陷井；第二問要注意有用的能量、總能量、效率三者的關(guān)系。（3）從能源和可持續(xù)發(fā)展的角度，說出提倡開發(fā)利用太陽能的兩點(diǎn)主要理由，說出當(dāng)前在利用太陽能方面所面臨的某一困難。理由：使用太陽能清潔、無污染、成本低、能源豐富。困難：太陽能容易受氣候的影響，太陽能熱水器的能量轉(zhuǎn)換效率較低?！吨笇?dǎo)》21.小星家的太陽能熱水器，水箱容積是200L。早上用溫度計測得自來水的溫度為20℃，然后給熱水器水箱送滿水，中午水箱中的水溫為45℃。請你求解下列問題：（1）水箱中水的質(zhì)量（2）水吸收的熱量；（3）如果水吸收的這些熱量由燃燒煤氣來提供，而煤氣灶燒水的效率為40%，求至少需要燃燒多少煤氣？研究做功能否改變物體的內(nèi)能活動手反復(fù)彎折鐵絲，即對鐵絲做功，鐵絲內(nèi)能增大，溫度升高。用力壓活塞，活塞對空氣做功，空氣內(nèi)能增加，溫度升高，達(dá)到棉絮的著火點(diǎn)。對物體做功，物體內(nèi)能增大筒內(nèi)棉花的作用是什么？顯示筒內(nèi)氣體溫度（內(nèi)能）的變化?！吨笇?dǎo)》14解釋：物體對外做功，本身內(nèi)能減小。瓶口有“白氣”塞子跳起時，看到的現(xiàn)象是：瓶內(nèi)氣體對外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，水蒸氣液化成小水滴?！吨笇?dǎo)》13.用瓶壁較薄的礦泉水瓶（內(nèi)盛少量水）做如下實(shí)驗(yàn)：首先旋緊瓶蓋，接著兩手分別握住瓶的上、下部分，使勁擰緊瓶的下部，使嚴(yán)重變形壓縮瓶內(nèi)空氣，然后迅速旋開瓶蓋，可看到瓶蓋飛出數(shù)米遠(yuǎn)，瓶口和瓶內(nèi)有“白霧”產(chǎn)生，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是打開瓶蓋時，瓶內(nèi)氣體膨脹對外________，內(nèi)能_________，溫度________，使瓶內(nèi)_________發(fā)生_________，形成“白霧”。做功減小降低水蒸氣液化如圖B所示的是汽油機(jī)的_______沖程,以這個沖程中的能量轉(zhuǎn)化是________________；B做功內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能壓縮機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能排氣吸氣如圖A所示的是汽油機(jī)的_______沖程,以這個沖程中的能量轉(zhuǎn)化是________________；如圖C所示的是汽油機(jī)的_______沖程；如圖D所示的是汽油機(jī)的_______沖程；《指導(dǎo)》例6、11《指導(dǎo)》11.汽車發(fā)動機(jī)工作過程中，由于燃料的燃燒和機(jī)械的快速運(yùn)轉(zhuǎn)，其溫度將會升得很高。降低發(fā)動機(jī)溫度是由冷卻系統(tǒng)完成的，發(fā)動機(jī)的內(nèi)能主要是通過________而減小的；燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能是通過________轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的。一臺單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是1200r/min，則汽油機(jī)每秒內(nèi)完成_______個沖程，做功______次。熱傳遞1040做功飛輪一秒鐘轉(zhuǎn)20圈因?yàn)?圈一個工作循環(huán)，所以20圈有10個循環(huán)一個循環(huán)有四個沖程，其中只有一個做功沖程。《指導(dǎo)》15.（1）如圖甲是比較不同燃料熱值的裝置。實(shí)驗(yàn)時取質(zhì)量_______的酒精和碎紙片，將其分別放入兩個燃燒皿中，點(diǎn)燃它們，分別給裝有質(zhì)量________的水兩個相同的燒杯加熱，直到酒精和碎紙片___________，觀察比較____________________。相等相等完全燃燒兩溫度計示數(shù)升高的多少水酒精水碎紙水煤油《指導(dǎo)》19.為研究不同物質(zhì)的吸熱能力，某同學(xué)用兩個完全相同的酒精燈，分別給質(zhì)量和初溫都相同的甲、乙兩種液體同時加熱，分別記錄加熱時間和升高的溫度，根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)作出了兩種液化的溫度隨時間變化的圖像，如圖所示。（1）根據(jù)圖像，某同學(xué)認(rèn)為：“加熱相同的時間時，甲升高的溫度高一些，這說明甲吸收熱量多一些。”這位同學(xué)的判斷是否正確？0溫度/℃時間/min

123456605040302010甲乙不正確。因?yàn)橥耆嗤木凭珶?，加熱時間相同，放出的熱量相等，甲、乙液體吸收熱量相等。（2）要使甲、乙升高相同的溫度，應(yīng)給______加熱更長的時間，這說明______的吸熱能力強(qiáng)些。（3）如果已知甲的比熱容是1.8×103J/（kｇ·℃），則乙的比熱容是_________/（kｇ·℃）。0溫度/℃時間/min

123456605040302010甲乙乙乙2.4×103例9．如圖所示，讓鋼球從斜面上由靜止?jié)L下，打到一個小木塊，能將木塊撞擊出一段距離。放在同一水平面上相同位置的木塊，被撞得越遠(yuǎn)，表示鋼球的動能越大?，F(xiàn)用質(zhì)量不同的鋼球從同一高度滾下，看哪次木塊被推得遠(yuǎn)。回答以下問題：（1）設(shè)計本實(shí)驗(yàn)的目的是研究_______________________。（2）讓不同的鋼球從同一高度滾下