機(jī)械能和內(nèi)能

第十二章機(jī)械能和內(nèi)能(nèinénɡ)精品資料機(jī)械能動(dòng)能(dòngnéng)勢(shì)能(shìnéng)重力勢(shì)能彈性勢(shì)能物體做功的本領(lǐng)能量精品資料動(dòng)能(dòngnéng)的大小跟哪些因素有關(guān)？探究(tànjiū)一:猜想:猜想理由:1、動(dòng)能的大小跟物體運(yùn)動(dòng)的速度有關(guān)2、動(dòng)能的大小跟物體的質(zhì)量有關(guān)實(shí)驗(yàn)：探索動(dòng)能與速度的關(guān)系歸納結(jié)論：質(zhì)量相同時(shí)，速度＿＿的物體能做的功多，表明它具有的動(dòng)能＿＿大多實(shí)驗(yàn)思路:精品資料速度相同(xiānɡtónɡ)時(shí)，質(zhì)量＿＿的物體能做的功多，這表明它具有的動(dòng)能＿＿大多通過(guò)探究(tànjiū)活動(dòng)可知:運(yùn)動(dòng)的物體的動(dòng)能大小與物體的_____和______有關(guān)，物體_____越大,_____越大,它具有的動(dòng)能就越多速度質(zhì)量實(shí)驗(yàn)：探索動(dòng)能與質(zhì)量的關(guān)系歸納結(jié)論：實(shí)驗(yàn)思路:速度質(zhì)量精品資料24.如圖所示是小武同學(xué)(tóngxué)設(shè)計(jì)的探究動(dòng)能大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)(1)實(shí)驗(yàn)中球的動(dòng)能大小無(wú)法直接測(cè)到，通過(guò)觀察____________便知道動(dòng)能大小，這種研究方法在物理學(xué)上叫______________．(2)實(shí)驗(yàn)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(jié)論是___________________．精品資料卡片(kǎpiàn)為什么會(huì)跳起來(lái)?探究(tànjiū)二:歸納結(jié)論:學(xué)生實(shí)驗(yàn):發(fā)生彈性形變的橡皮筋能對(duì)卡片做功,因此它具有________,在一定限度內(nèi),形變?cè)酱?形變的物體的________就越大.彈性勢(shì)能彈性勢(shì)能精品資料重力勢(shì)能的大小(dàxiǎo)可能跟哪些因素有關(guān)？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(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化AOO/B當(dāng)擺球從A點(diǎn)向下擺動(dòng)時(shí)，它的速度越來(lái)越快，它的動(dòng)能(dòngnéng)逐漸____，勢(shì)能逐漸_____當(dāng)擺球到達(dá)最低點(diǎn)O時(shí)，它的動(dòng)能最___、勢(shì)能最___，此過(guò)程中是擺球的勢(shì)能逐漸轉(zhuǎn)變成___能增大減小小大動(dòng)精品資料觀察(guānchá)擺球動(dòng)能與勢(shì)能的轉(zhuǎn)化AOO/B此后，擺球又向OO/的另一側(cè)運(yùn)動(dòng)，隨著高度的上升(shàngshēng)，它的速度越來(lái)越___，動(dòng)能逐漸轉(zhuǎn)變成___能，當(dāng)擺球到達(dá)最高處B時(shí)，它的動(dòng)能為_(kāi)__、勢(shì)能最___慢勢(shì)零大精品資料分子(fēnzǐ)做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)分子間存在相互作用的引力(yǐnlì)和斥力內(nèi)能分子動(dòng)能分子勢(shì)能物體內(nèi)部所有分子作無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的_____和分子_____的總和，叫做物體的內(nèi)能。動(dòng)能勢(shì)能+熱運(yùn)動(dòng)內(nèi)能是能量的一種形式，單位是焦。精品資料猜想(cāixiǎng)物體的內(nèi)能與什么因素(yīnsù)有關(guān)？猜想的理由實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證溫度精品資料試一試：在分別盛有冷水和熱水(rèshuǐ)的兩個(gè)玻璃杯中各滴入一滴墨水看一看，哪杯水中的墨水?dāng)U散得快？實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：溫度(wēndù)越高，擴(kuò)散得越（快/慢）快精品資料實(shí)驗(yàn)(shíyàn)說(shuō)明：_______溫度(wēndù)越高，分子的無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)就越劇烈結(jié)論：一個(gè)物體溫度升高，內(nèi)能增大一個(gè)物體溫度降低時(shí)，它的內(nèi)能就會(huì)____通過(guò)實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步說(shuō)明：物體內(nèi)能跟物體質(zhì)量、溫度、狀態(tài)有關(guān)。精品資料改變(gǎibiàn)物體內(nèi)能的方式之一：熱傳遞(1)條件(tiáojiàn)(2)方向(3)實(shí)質(zhì)物體之間存在著溫度差內(nèi)能的轉(zhuǎn)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(nèi)能在物理學(xué)中,把物體在熱傳遞過(guò)程中轉(zhuǎn)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(zhì)吸熱(xīrè)升溫的屬性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)1.實(shí)驗(yàn)中對(duì)沙子和水的質(zhì)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(gè)升溫更快？加熱時(shí)間相同升溫高升溫相同加熱時(shí)間短吸熱相同比升溫升溫相同比吸熱（轉(zhuǎn)換法）加熱方法、時(shí)間相同看加熱時(shí)間精品資料探究物質(zhì)(wùzhì)吸熱升溫的屬性進(jìn)行(jìnxíng)實(shí)驗(yàn)分別將質(zhì)量相同的沙子和水裝入易拉罐，放在石棉網(wǎng)上用酒精燈加熱并攪拌，觀察升溫10℃、20℃所需要的時(shí)間.測(cè)量?jī)山M數(shù)據(jù)測(cè)量器材：溫度計(jì)、秒表精品資料比熱容—表示(biǎoshì)物體吸熱本領(lǐng)的物理量單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（降低）1℃所吸收（放出）的熱量(rèliàng)叫做這種物質(zhì)的比熱容.用符號(hào)Ｃ表示．單位：焦/(千克·℃)符號(hào)：J/(kg·℃)讀做：焦耳每千克攝氏度同種物質(zhì)的比熱容相同，不同物質(zhì)的比熱容一般不同.比熱容是物質(zhì)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(zhì)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(dāng)空的海邊玩耍時(shí)，發(fā)現(xiàn)沙子燙腳，而海水卻很涼．同樣的太陽(yáng)照射為什么會(huì)出現(xiàn)不同的結(jié)果呢？小明和小華討論后，認(rèn)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(shí)驗(yàn)室分別進(jìn)行探究．(1)他們分別找來(lái)兩個(gè)完全相同的易拉罐組裝成了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置．從物理學(xué)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(gè)相同的易拉罐中裝入等質(zhì)量(zhìliàng)的海水和沙子，用相同的酒精燈同時(shí)給它們加熱，并用溫度計(jì)測(cè)出它們不同時(shí)刻的溫度，記錄數(shù)據(jù)如下：傳熱(chuánrè)性能好，不易爆裂精品資料加熱時(shí)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(huà)出了下圖海水溫度隨時(shí)間變化的圖象，請(qǐng)你在下圖中補(bǔ)畫(huà)出沙子溫度隨時(shí)間變化的圖象．(3)分析小明實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)據(jù)可得出(déchū)的結(jié)論是_______________________．(4)小敏剛開(kāi)始實(shí)驗(yàn)時(shí)，未能及時(shí)對(duì)沙子進(jìn)行攪拌，結(jié)果他觀察到的現(xiàn)象是_____________________水比沙子(shāzi)升溫快質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，吸收相同的熱量，升高的溫度不同。精品資料熱傳遞過(guò)程(guòchéng)中吸收或放出的熱量熱傳遞過(guò)程中，物體溫度升高(shēnɡɡāo)時(shí)，所吸收的熱量為：熱傳遞過(guò)程中，物體溫度降低時(shí)，所放出的熱量為：設(shè)比熱容為c、質(zhì)量m、初溫t0、末溫t、Q=cm△tQ吸=cm(t-t0)實(shí)驗(yàn)表明：物體在吸熱或放熱過(guò)程中，物體的質(zhì)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(shí)驗(yàn)中,鐵絲(tiěsī)的溫度是否發(fā)生變化?實(shí)驗(yàn)中鐵絲的內(nèi)能變高了嗎?活動(dòng)一增加的內(nèi)能是哪里來(lái)的?機(jī)械能和內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)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(jié)改變物體(wùtǐ)內(nèi)能的方式熱傳遞做功(內(nèi)能的轉(zhuǎn)移)(能量的轉(zhuǎn)化)吸熱——內(nèi)能增加放熱——內(nèi)能減小對(duì)物體做功——內(nèi)能增大物體對(duì)外做功——內(nèi)能減小精品資料五、內(nèi)燃機(jī)內(nèi)燃機(jī)的工作一個(gè)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(fù)2次，曲軸、飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，對(duì)外做功1次。如圖是內(nèi)燃機(jī)的剖面圖，它表示的是______沖程．從能量的轉(zhuǎn)化(zhuǎnhuà)角度來(lái)說(shuō)，它是將_____能轉(zhuǎn)化(zhuǎnhuà)為_(kāi)___能。壓縮機(jī)械內(nèi)精品資料20.一臺(tái)四沖程汽油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速是1800r／min，此汽油機(jī)每秒鐘完成_____個(gè)工作(gōngzuò)循環(huán)，_____個(gè)沖程，對(duì)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(dāng)水沸騰一段時(shí)間以后，塞子被試管內(nèi)水蒸氣推出，水蒸氣的______能轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能。圖______中汽油機(jī)的工作過(guò)程與這一實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化是一致的。22.如圖所示，在一個(gè)配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小團(tuán)硝化棉，迅速向下壓活塞，壓縮玻璃筒內(nèi)的空氣(kōngqì)，對(duì)筒內(nèi)空氣(kōngqì)做了________，空氣(kōngqì)______增加，溫度升高，棉花燃燒起來(lái)。精品資料單位質(zhì)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(hào)(fúhào)：q單位：J/kg無(wú)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(shí)所放出的熱量為3.4×107J。1.定義2.單位及符號(hào)**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(jìn)行實(shí)驗(yàn)：他將一定質(zhì)

量的酒精和碎紙片分別放入兩個(gè)燃燒皿中，點(diǎn)燃它們，分別給裝有質(zhì)量相等的水的兩個(gè)相

同燒杯加熱，直至酒精和碎紙片完全燃燒．(1)小明設(shè)計(jì)了一張記錄(jìlù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格，其中①②兩項(xiàng)內(nèi)容

漏寫(xiě)了，請(qǐng)你幫他補(bǔ)充完整。(2)實(shí)驗(yàn)后小明根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)利用公式Q=cmΔt算出了水吸

收的熱量，結(jié)合“10g酒精”這一數(shù)據(jù)，算出了酒精的熱值，

算出的酒精熱值是否可靠，請(qǐng)說(shuō)明理由

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

燃料燃燒計(jì)算公式精品資料26.小王學(xué)習(xí)(xuéxí)了有關(guān)熱學(xué)的知識(shí)后，知道水的比熱容是4.2×103J／(kg·℃)．

(1)如果用燃?xì)庠顚①|(zhì)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?xì)庠钍褂玫氖菬嶂禐?.2×107J/kg的煤氣，且燃?xì)庠顭畷r(shí)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(shí)際消耗的煤氣為多少千克?

(3)為了節(jié)約能源，小王對(duì)燃?xì)庠钸M(jìn)行了改進(jìn)，使燃?xì)庠畹臒嵝实玫搅颂岣撸粜⊥踉谕瑯拥臈l件下將質(zhì)量為5kg、溫度為20℃的水加熱到100℃，可比原來(lái)節(jié)省0.04kg的煤氣，則現(xiàn)在燃?xì)庠顭畷r(shí)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(jìn)(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?xì)庠畹臒嵝蕿椋?/p>

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(tái)如圖所示的太陽(yáng)能、電能兩用熱水器。平常使用太陽(yáng)能，在陽(yáng)光不足時(shí)，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(shí)，電熱絲的電阻和電流(diànliú)各是多少？(2）太陽(yáng)能熱水器貯滿水，水溫從20℃加熱到50℃時(shí)吸收了多少熱量？(1L=10-3m3)(3）若通過(guò)完全燃燒天然氣加熱一滿箱水，使其溫度從20℃升高到50℃時(shí)，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(yáng)能熱水器只將水加熱到35℃，現(xiàn)要通過(guò)電熱絲將水加熱到50℃使用，需電加熱器正常工作多長(zhǎng)時(shí)間？（設(shè)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）系統(tǒng)(xìtǒng)承壓3.××牌熱水器型號(hào)HM-20集熱管數(shù)28支額定頻率50Hz水箱容積200L集熱管管長(zhǎng)180cm額定電壓220V防水等級(jí)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(zhì)量：m=ρ水V=1000kg/m3×200×10-3m3=200kg；吸收太陽(yáng)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(shí)間t=W電/P=1.26×107J/4400W≈2863.6s精品資料期末(qīmò)復(fù)習(xí)----機(jī)械能和內(nèi)能1、下列情況下，機(jī)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(yùn)動(dòng)員勻速降落。C、物體(wùtǐ)在光滑的水平面上勻速運(yùn)動(dòng)。D、物體(wùtǐ)在真空中自由下落。2、關(guān)于物體(wùtǐ)的內(nèi)能，下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是：（）A、一切物體(wùtǐ)都具有內(nèi)能。B、0℃的物體(wùtǐ)沒(méi)有內(nèi)能。C、物體(wùtǐ)的溫度升高，表明它的內(nèi)能增加。D、內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為其它形式的能BB精品資料3、在四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)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(guò)熱傳遞改變物體內(nèi)能的是（）A．反復(fù)彎折后，鐵絲的溫度升高B.火車(chē)經(jīng)過(guò)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(guān)于溫度、內(nèi)能和熱量，下列說(shuō)法正確的是（）A．物體內(nèi)能增大，一定從外界吸收熱量B．汽油機(jī)在做功沖程中把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．物體內(nèi)能減少時(shí)，溫度可能不變D．鋸條鋸木板(mùbǎn)時(shí)，鋸條的內(nèi)能增加，木板(mùbǎn)的內(nèi)能減少BCC精品資料6、一架救災(zāi)運(yùn)輸飛機(jī)在空中沿水平方向勻速飛行，正在向?yàn)?zāi)區(qū)空投物品，在空投過(guò)程中飛機(jī)的動(dòng)能和勢(shì)能的變化情況是（）A.動(dòng)能增加，勢(shì)能減小B.動(dòng)能減小，勢(shì)能增加C.動(dòng)能、勢(shì)能都減小D.動(dòng)能、勢(shì)能都不變7、下面的四幅圖中屬于動(dòng)能轉(zhuǎn)化(zhuǎnhuà)為重力勢(shì)能的是()CC精品資料8、下列現(xiàn)象中，物體內(nèi)能增加的是（）A．火箭發(fā)射時(shí)噴出的燃?xì)釨．秋天的夜晚，空氣中的水蒸氣變成露C．0℃的水結(jié)成冰D．正在制動(dòng)的汽車(chē)剎片9、“神州(Shénzhōu)八號(hào)”載人飛船的返回艙下落到地面附近時(shí),由于受到空氣阻力而做減速運(yùn)動(dòng)。在減速下降的過(guò)程中，返回艙的()A.動(dòng)能增大，勢(shì)能減小B.動(dòng)能減小，勢(shì)能減小C.動(dòng)能不變，勢(shì)能減小D.動(dòng)能減小，勢(shì)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(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)用循環(huán)水冷卻C．讓流動(dòng)的熱水流過(guò)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(gè)相同的加熱器，分別對(duì)質(zhì)量相等的甲、乙兩種液體加熱，其溫度隨時(shí)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(kāi)始加熱時(shí)，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(zhì)量相同的煤油和水，隔著石棉網(wǎng)同時(shí)對(duì)兩試管加熱.圖中的哪一圖線能反映該實(shí)驗(yàn)情況（）C精品資料13、正在空中勻速上升的氣球，它的勢(shì)能將＿＿＿＿＿，動(dòng)能將＿＿＿＿＿。（選填：“變大”、“變小”或“不變”）14、“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在繞月飛行的1年時(shí)間里，可能(kěnéng)會(huì)遭遇兩次月食，月食期間沒(méi)有太陽(yáng)光照射，衛(wèi)星表面的溫度會(huì)急劇下降，內(nèi)能(增大/減小/不變)，這是通過(guò)的方式改變物體的內(nèi)能。15、冬天寫(xiě)字，常常感到手冷，為了使手暖和一些常用嘴對(duì)著手“呵氣”和兩手來(lái)回“搓動(dòng)”的方法，從物理學(xué)的角度來(lái)看，前者是通過(guò)＿＿＿＿＿方法增加手的內(nèi)能；后者是通過(guò)＿＿＿＿＿的方法增加手的內(nèi)能。精品資料16