【蘇教版】九年級物理冊-《機械能和內(nèi)能》全章復(fù)習(xí)與鞏固(提高)-知識講解

《機械能和內(nèi)能》全章復(fù)習(xí)與鞏固（提高）

【學(xué)習(xí)目標】1、了解動能、勢能、機械能，知道動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化；2、掌握內(nèi)能、熱量的概念，影響內(nèi)能的因素，改變內(nèi)能的途徑；3、理解比熱容的概念、單位、意義及其應(yīng)用；4、會利用公式計算熱量；5、知道燃料的熱值，會計算燃料完全燃燒后放出的熱量；6、了解熱機的工作原理，知道汽油機的工作循環(huán)。【知識網(wǎng)絡(luò)】【要點梳理】

要點一、基本物理量1、機械能和內(nèi)能：概念影響大小的因素單位動能由于運動而具有的能質(zhì)量、速度J勢能彈性勢能發(fā)生彈性形變的物體具有的能彈性形變量J重力勢能物體由于被舉高而具有的能質(zhì)量、高度J機械能動能和勢能動能、勢能J內(nèi)能物體內(nèi)所有分子動能和分子勢能的總和叫作分子的內(nèi)能溫度、質(zhì)量、體積、狀態(tài)J機械能和內(nèi)能的區(qū)別機械能是宏觀的能量，和物體整體的運動速度與是否受力有關(guān)；內(nèi)能是物體內(nèi)部分子的能量，是微觀的能量，和物體的整體無關(guān)；機械能和內(nèi)能是不同形式的能，它們之間可以互相轉(zhuǎn)化。2、比熱容、熱值、熱量概念單位符號計算特點比熱容溫度升高時，吸收的熱量與它的質(zhì)量和升高溫度的乘積之比J/（kg·℃）比熱容是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)，同種物質(zhì)在同一狀態(tài)下的比熱容與其質(zhì)量、吸收（或放出）熱量的多少及溫度的改變無關(guān)。熱值燃料完全燃燒放出的熱量與燃料質(zhì)量之比叫作燃料的熱值J/kg或J/m3熱值是物質(zhì)本身的一種性質(zhì)，它的大小與物質(zhì)的質(zhì)量和是否完全燃燒沒有關(guān)系熱量物體在熱傳遞過程中轉(zhuǎn)移的能量J熱量是一個過程量，在熱傳遞過程中吸收或放出多少熱量，不能說物體具有熱量。要點詮釋：1、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，熱傳遞能量從高溫物體傳遞到低溫物體，低溫物體內(nèi)能增加，高溫物體內(nèi)能減少。實質(zhì)上熱傳遞是內(nèi)能在不同的物質(zhì)內(nèi)部轉(zhuǎn)移的過程。2、一切物體都有內(nèi)能，同一個物體，它的溫度越高，內(nèi)能越大。3、由于水的比熱容較大，一定質(zhì)量的水吸收（或放出）較多的熱量而自身的溫度卻改變不多，這一點有利于調(diào)節(jié)氣候。夏天，太陽曬到海面上，海水的溫度升高過程中吸收大量的熱，所以人們住在海邊并不覺得特別熱；冬天，氣溫低了，海水由于溫度降低而放出大量的熱，使沿海氣溫降得不是太低，所以住在海邊的人又不覺得特別冷。要點二、能量的轉(zhuǎn)化1、動能和勢能的轉(zhuǎn)化：（1）重力勢能轉(zhuǎn)化為動能：球擺從A點向下擺動的過程中，它的速度越來越大，動能也逐漸增大，重力勢能逐漸減小。球擺到達最低的時，它的動能最大、重力勢能最小。（2）動能轉(zhuǎn)化為重力勢能：擺球又向的另一側(cè)運動。隨著擺球向上擺動，它的速度越來越小，動能逐漸減小，高度越來越大，重力勢能逐漸增大。當擺球到達最高處B點時，它的動能為零，重力勢能最大。2、機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化——做功：（1）反復(fù)彎折的鐵絲，溫度升高，內(nèi)能增大，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2）迅速將空氣壓縮引火儀的活塞下壓，看到棉花燃燒，活塞的機械能轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能，空氣溫度升高導(dǎo)致棉花燃燒。要點詮釋：1、動能、重力勢能、彈性勢能是可以相互轉(zhuǎn)化的。2、做功也可以改變物體的內(nèi)能，做功改變物體的內(nèi)能是能量的轉(zhuǎn)化，將其他形式的能（機械能）轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，熱傳遞改變物體內(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。做功和熱傳遞在改變內(nèi)能上是等效的。要點三、熱機1、熱機：（1）工作原理：將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓的燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。（2）種類：蒸汽機、內(nèi)燃機、噴氣發(fā)動機等。2、汽油機：（1）一個工程：汽油機工作時，活塞在氣缸里往復(fù)運動，活塞從氣缸的一端運動到另一端叫做一個沖程。（2）一個工作循環(huán)：常見的汽油機要能正常工作，必須連續(xù)完成吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，且不斷循環(huán)進行。

如圖所示：

（3）汽油機四個沖程的工作情況和能量轉(zhuǎn)化表：沖程活塞運動情況進氣門排氣門混合氣體能量轉(zhuǎn)變吸氣上→下開關(guān)由進氣門進入氣缸

壓縮下→上關(guān)關(guān)被壓縮升溫、壓強增大機械能→內(nèi)能做功上→下關(guān)關(guān)火花點燃內(nèi)能→機械能排氣下→下關(guān)開排出氣缸

要點詮釋：1、汽油機的一個工作循環(huán)，曲軸轉(zhuǎn)動兩圈，活塞往復(fù)兩次，對外做功一次。只有做功沖程內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，其他沖程是在飛輪的慣性下完成的。2、汽油機和柴油機的異同點

不同點相同點項目汽油機柴油機（1）構(gòu)造基本相同都是燃料在氣缸內(nèi)燃燒，都是內(nèi)燃機。

（2）都將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。

（3）每一個工作循環(huán)都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。

（4）排氣沖程排出廢氣相同。構(gòu)造氣缸頂部有火花塞氣缸頂部有噴油嘴點火方式壓縮沖程末由火花塞放出電火花點燃，稱點燃式壓縮沖程末由噴油嘴向氣缸內(nèi)噴霧狀柴油遇到高溫高壓的空氣自動點燃，稱壓燃式燃料汽油吸氣沖程吸進汽油和空氣混合物柴油吸氣沖程吸進氣缸的只是空氣壓縮比壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進體積的1／9至1／6壓縮沖程末氣體體積被壓縮為吸進體積的1／22至1／16做功做功沖程初燃氣壓強為30至50個大氣壓，溫度

至

，高溫高壓的氣體推動活塞做功做功沖程初燃氣壓強為50至100個大氣壓，溫度至，高溫高壓的氣體推動活塞做功效率效率較低20％至30％效率較高30％至45％用途輕便，多用于汽車、飛機、小型農(nóng)機具笨重，多用于拖拉機、載重汽車、輪船等重型機械【典型例題】類型一、基礎(chǔ)知識1.（2016?鹽城校級模擬）神舟七號”載人飛船在震天的轟鳴中騰空而起，飛向太空，完成任務(wù)后于次日凌晨準確降落在內(nèi)蒙古中部預(yù)定地區(qū)．返回艙進入大氣層一段時間后，由于受空氣阻力做勻速運動，返回艙勻速下降過程中（）A．重力勢能減小，動能增加，內(nèi)能增加B．機械能減少，動能不變，內(nèi)能增加C．重力勢能減小，動能增加，內(nèi)能不變D．機械能不變，動能不變，內(nèi)能增加【思路點撥】（1）動能大小的影響因素：質(zhì)量、速度；質(zhì)量越大，速度越大，動能越大；重力勢能大小的影響因素：質(zhì)量、被舉得高度；質(zhì)量越大，高度越高，重力勢能越大。（2）改變物體內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞，對物體做功，物體內(nèi)能增大，物體對外做功，物體內(nèi)能減??；物體吸收熱量，物體內(nèi)能增大，物體放出熱量，物體內(nèi)能減小。【答案】B【解析】（1）返回艙勻速下降過程中，返回艙的質(zhì)量不變，高度變小，重力勢能變??；返回艙勻速下降過程中，返回艙的質(zhì)量不變，速度不變，動能不變，因此機械能減?。唬?）返回艙勻速下降過程中，克服摩擦做功，物體的內(nèi)能變大；故選B?！究偨Y(jié)升華】掌握動能、重力勢能、彈性勢能以及內(nèi)能的影響因素；利用控制變量法能判斷動能、重力勢能、彈性勢能、機械能的變化。舉一反三：

【變式】許多同學(xué)都很喜歡設(shè)計和參加“多米諾骨牌效應(yīng)”活動（按一定距離拌列的骨牌，碰倒第一塊骨牌后，其它所有骨牌會依次倒下），其中的物理原理是：骨牌倒下時，轉(zhuǎn)化為，這部分能量就轉(zhuǎn)移給下一張骨牌，下一張骨牌倒下時具有的能量更大，骨牌被推倒的速度越來越快。（選填“動能”或“重力勢能”）【答案】重力勢能；動能2.下列說法中正確的是（）

A.物體的溫度越高，它的內(nèi)能越大B.溫度為0℃時，物體仍具有內(nèi)能

C.物體的內(nèi)能等于物體的分子動能D.分子的無規(guī)則運動與溫度無關(guān)【答案】B【解析】物體的內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能總和，組成物體的分子在永不停息地無規(guī)則運動，當溫度為零時，分子的無規(guī)則運動仍然存在，所以分子動能總是存在的，物體的內(nèi)能不可能為零。對于內(nèi)能和溫度的關(guān)系，由于溫度不是決定內(nèi)能大小的惟一因素，所以我們描述溫度和內(nèi)能的關(guān)系時，只能講一個物體的溫度升高，內(nèi)能將會增加，因此，本題的答案為B?！究偨Y(jié)升華】物體的內(nèi)能與溫度有關(guān)，還與物體的質(zhì)量有關(guān)。對于同一物體來說，溫度升高內(nèi)能增加，溫度降低，內(nèi)能減少。舉一反三：【變式】（2015?巴中中考）下列關(guān)于內(nèi)能、熱量、溫度說法正確的是（）A．物體溫度越低，所含的熱量越多B．物體吸收熱量，它的溫度一定會升高C．物體溫度升高，它的內(nèi)能一定增加D．物體內(nèi)能減少，它一定放出熱量【答案】C3、中國南海海底探明有大量的“可燃冰”，同等條件下，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的數(shù)十倍，說明“可燃冰”的很大；以10倍的關(guān)系粗略計算，1kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量可以使kg的水從20℃加熱至60℃。[q煤氣=4.2×107J/kg，水的比熱容c=4.2×103J/（kg?℃）]【思路點撥】（1）1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫這種燃料的熱值，據(jù)此回答；（2）利用Q放=mq求出1kg煤氣完全燃燒放出的熱量，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的10倍，據(jù)此求1kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量；由題知，Q吸=Q放，而Q吸=cm△t，知道水的比熱容、水的初溫和末溫，可求水的質(zhì)量。【答案】熱值；2500【解析】（1）在同等條件下，包含質(zhì)量相同，“可燃冰”完全燃燒放出的熱量達到煤氣的數(shù)十倍，說明“可燃冰”的熱值很大；（2）1kg煤氣完全燃燒放出的熱量：Q放=mq煤氣=1kg×4.2×l07J/kg=4.2×l07J，1kg“可燃冰”完全燃燒放出的熱量：Q放′=Q放×10=4.2×l07J×10=4.2×l08J；由題知，Q吸=Q放′=4.2×l08J，∵Q吸=cm△t，∴水的質(zhì)量：。【總結(jié)升華】本題考查了學(xué)生對燃料的熱值、燃料完全燃燒放熱公式、吸熱公式的掌握和運用，因條件已給出，難度不大。舉一反三：【變式】為了比較酒精和碎紙片的熱值，如圖所示，兩同規(guī)格的燒杯中裝有質(zhì)量相等的水，取質(zhì)量（“相等”或“不相等”）的酒精和碎紙片分別放入兩個燃燒皿中，點燃它們分別給燒杯加熱，直到酒精和碎紙片完全燃燒通過比較，從而確定酒精和碎紙片的熱值大小關(guān)系?！敬鸢浮肯嗟龋粶囟扔嫷氖緮?shù)大小【解析】（1）實驗時為了控制變量，應(yīng)用天平分別測出等質(zhì)量的酒精和碎紙屑，將其放入裝置中的燃燒皿內(nèi)；（2）因燃料的熱值不能直接測量，但燃料燃燒放出的熱量可以被水吸收，從而使水溫發(fā)生變化；所以可以通過溫度計示數(shù)的變化（水升高的溫度）來比較燃料熱值的大小關(guān)系。4.關(guān)于比熱容，下列說法正確的是（）A．物體的比熱容跟物體吸收或放出的熱量有關(guān)B．物體的比熱容跟物體的溫度有關(guān)C．物體的質(zhì)量越大，它的比熱容越大D．物體的比熱容與溫度、質(zhì)量都沒有關(guān)系【思路點撥】比熱容是物質(zhì)的本質(zhì)特性，它不會隨物質(zhì)吸收的熱量，質(zhì)量，溫度的改變而改變。【答案】D【解析】比熱容是物質(zhì)本身的一種特性，其大小是由物質(zhì)決定的，與是否吸熱、放熱、溫度、質(zhì)量等因素無關(guān)。

【總結(jié)升華】此題考查了比熱容的特點，要掌握其物理意義，真正理解是物質(zhì)本身一種特性的真正含義。舉一反三：【變式】由，關(guān)于同一種物質(zhì)的比熱容c，下列說法正確的是（）A.若吸收的熱量增大一倍，則比熱容增大一倍B.若質(zhì)量增大一倍，則比熱容減至一半C.若加熱前后的溫度差增大一倍，則比熱容增大一倍D.無論質(zhì)量多大，比熱容都一樣【答案】D5.柴油機工作時，如果在1s內(nèi)完成10個工作循環(huán)，那么1s內(nèi)柴油機的曲軸轉(zhuǎn)動的周數(shù)和對外做功的次數(shù)是（）A．10周10次B．20周20次C．20周10次D．10周20次【答案】C【解析】柴油機工作時，如果在1s內(nèi)完成10個工作循環(huán)，那么1s內(nèi)柴油機的曲軸轉(zhuǎn)動的周數(shù)是20周，對外做功的次數(shù)是10次。故選C?！究偨Y(jié)升華】此題主要考查的是學(xué)生對四沖程柴油機工作原理的了解和掌握，基礎(chǔ)性題目。舉一反三：【變式】一臺單缸四沖程柴油機的飛輪轉(zhuǎn)速是2400r/min，柴油機每秒內(nèi)完成個工作循環(huán)，做功次，活塞往復(fù)運動次?！敬鸢浮?0；20；40類型二、知識運用6.（2015?大慶模擬）原來溫度相同的甲、乙兩塊鐵，已知m甲=3m乙，對它們分別加熱，使它們吸收相等的熱量，當它們接觸時（）A．溫度從乙傳給甲B．熱量由甲傳給乙C．熱量由乙傳給甲D．甲、乙之間不發(fā)生熱傳遞【答案】C【解析】已知m甲=3m乙，比熱容、初溫都相等，Q吸相同，則由Q吸=cm△t知，△t甲=△t乙，即甲的末溫低，故選C。【總結(jié)升華】熱量是從高溫的物體傳向低溫物體，解題的關(guān)鍵是由熱量公式確定出誰的末溫高。7.某同學(xué)在做“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實驗時，使用相同的電加熱器給水和煤油加熱，得到的實驗數(shù)據(jù)如下表：物質(zhì)次數(shù)質(zhì)量m/kg升高的溫度△t/℃加熱時間t/min水10.110220.2104煤油30.110140.2102（1）實驗中，記錄加熱時間的目的是：。（2）分析第1、2次或第3、4次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是：同種物質(zhì)升高相同溫度時，吸收熱量的多少與物質(zhì)的質(zhì)量有關(guān)；分析第1、3次或第2、4次實驗數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是：升高相同的溫度時吸收的熱量不同。

（3）如果加熱相同的時間，質(zhì)量相同的水和煤油，溫度升高的多。【思路點撥】（1）使用相同的電加熱器給水和煤油加熱，可以保證相同時間兩種液體吸收的熱量相同。加熱時間不同，兩種液體吸收的熱量不同；（2）第1、3次或第2、4次實驗中，液體的質(zhì)量和升高的溫度相同，吸收的熱量不同，是因為它們是不同種類的液體；（3）加熱相同時間，水和煤油吸