九年级物理全册 第十二章机械能和内能课件 （新版）苏科版

第十二章机械能和内能1.能量:一个物体能对另一个物体_____,就表明这个物体具有能量。知识点1机械能课标要求知道动能、势能和机械能。通过实验,了解动能和势能的相互转化。用实例说明机械能和其他形式能量的相互转化做功2.机械能:机械能分类定义影响因素动能物体由于_____具有的能量_____越大、_____越大,动能越大势能弹性势能物体由于发生__________而具有的能量_________越大,弹性势能越大重力势能物体由于_______所具有的能量_____越大、_____越高,重力势能越大运动质量速度弹性形变弹性形变被举高质量高度3.动能和势能的转化:如图,摆球从A摆到O′的过程中,_______能转化为___能;摆球从O′摆到B的过程中,___能转化为_______能。重力势动动重力势1.内能:物体内所有_________和_________的总和。2.特点:任何物体都具有_____。3.影响因素:同一个物体的温度越高,内能越___。知识点2内能课标要求了解内能和热量分子动能分子势能内能大4.改变内能的两种方式:(1)热传递:①规律:物体吸热,内能_____;物体放热,内能_____。如图所示,抱热水袋取暖过程中,_____的内能增加,_______的内能减少。②条件:物体之间有_______。③实质:内能的_____。④热量:物体在_______过程中转移的能量。增加减少人体热水袋温度差转移热传递(2)做功:①规律:外界对物体做功,物体内能_____;物体对外界做功,物体内能_____。②实质:内能与其他形式的能的_____。增加减少转化1.比热容:某种物质温度升高(或降低)所吸收(或放出)的_____与物质的质量和升高(或降低)温度_____的比值。在数值上等于_________的某种物质温度_____(或降低)____所吸收(或放出)的热量。2.特点:比热容是物质的一种_________。不同的物质比热容一般_____(选填“相同”或“不同”)。知识点3比热容课标要求通过实验,了解比热容,尝试用比热容说明简单的自然现象热量乘积单位质量升高1℃物理属性不同3.单位:___________。4.水的比热容:(1)数值:c水=__________________。(2)应用:由于水的比热容___,可以用水冷却汽车发动机,冬天用水取暖等。5.热传递过程中热量的计算:(1)温度升高时,物体吸收的热量Q吸=________。(2)温度降低时,物体放出的热量Q放=________。J/(kg·℃)4.2×103J/(kg·℃)大cm(t-t0)cm(t0-t)1.热机:燃料燃烧产生的高温、高压燃气的_____转化为_______的装置。知识点4热机、热值课标要求了解热机的工作原理。从能量转化的角度认识燃料的热值,知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义内能机械能2.汽油机的工作循环:工作冲程进气门排气门活塞运动方向能量转化吸气______向下压缩关关__________能转化为___能做功关关________能转化为_____能排气关开向上联系(1)每个工作循环飞轮转_____,做功__次(2)在一个工作循环中,只有_____冲程燃气对外做功,其他三个冲程要消耗机械能,依靠___________完成开关向上机械内向下内机械两圈1做功飞轮的惯性3.燃料的热值:(1)定义:燃料完全燃烧___________与___________之比。(2)单位:_____。(3)燃料完全燃烧的放热公式:______。放出的热量燃料的质量J/kgQ放=mq汽车发动机是汽油机,它在工作过程中,由于燃料的燃烧和机械的快速运转,其温度将会升得很高。(1)汽车发动机上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的比热容的特性。(2)发动机的内能主要是通过而减小的;在发动机的做功冲程中,燃料燃烧产生的内能转化为,高温燃气的内能减少,这是通过改变内能的。(3)完全燃烧0.1kg的高能汽油,放出的热量为J;如果这些热量被质量为100kg、初温为20℃的水完全吸收,可以使水的温度升高℃。[q油=4.62×107J/kg,c水=4.2×103J/(kg·℃)]参考答案:(1)大(2)热传递机械能做功(3)4.62×10611高频考点1机械能及其转化中考题眼①动能、势能大小的变化②动能与势能的转化1.判断物体具有什么形式的机械能及不同形式的机械能是如何转化时,关键要分析物体的速度、高度及形变程度如何变化。具体转化过程如下:2.机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。例如,划过夜空的流星克服空气摩擦做功,机械能转化成内能;内燃机在做功冲程中将内能转化为机械能。3.机械能的变化:物体的动能和势能在相互转化过程中,如果机械能没有与其他形式的能之间发生转化,即只有动能和势能的转化,机械能的总量保持不变。若考虑摩擦阻力等,机械能的总量变小,这是因为部分机械能转化成其他形式的能。【拓展延伸】功与能的关系:具有能量的物体有做功的本领,但物体不一定做功。功是一个过程量,物体对外做功,它的能量会减少;外界对物体做功,它的能量会增加。物体只有通过做功才能实现能量的转化,功是能量转化多少的量度。【典例1】(多选)(2013·潍坊中考)如图所示是某建筑工地用起重机起吊货物的情景。货物在钢绳的拉力作用下先沿竖直方向匀速上升,再水平移动到卸货地点。若不计摩擦和空气阻力,则货物在匀速上升过程中()A.重力势能增加,动能减少B.重力势能增加,机械能增加C.动能不变,机械能增加D.动能减少,机械能减少【思路导引】解答本题的思路如下:【精讲精析】选B、C。本题考查动能、重力势能以及机械能大小变化的判断。质量越大,速度越大,物体的动能就越大;质量越大,高度越高,物体的重力势能就越大。本题中,货物的质量不变,在匀速上升过程中,货物的速度不变,所以动能不变,而高度增加,所以货物的重力势能在增加,又因为机械能为动能和重力势能之和,所以机械能增加,故B、C选项正确。【方法归纳】分析动能与势能相互转化的一般步骤(1)明确研究对象和研究过程。(2)根据物体初始状态的位置、速度、形变情况,确定物体具有的动能、势能。(3)根据物体最终状态的位置、速度、形变情况,确定物体具有的动能、势能。(4)分析运动过程中是否受摩擦力,如果不考虑摩擦力,动能与势能总和不变,一种能量减少,另一种能量增加,能量发生相互转化。【变式训练】(2012·广东中考)如图所示是固定在水平桌面上的圆弧轨道,将一小球由轨道的P点自由释放,滚动到Q点。在此过程中,动能先变后变,重力势能_____________。【解析】本题考查动能、重力势能的影响因素及机械能的转化。小球从圆弧轨道P点自由释放,向下运动到最低点的过程中,速度增大,高度减小,故其动能增大,重力势能变小,重力势能转化为动能;然后小球向上滚动到Q点的过程中,速度减小,高度增加,故其动能减小,重力势能变大,动能转化为重力势能。答案:大小先变小后变大(2012·泰安中考)人骑自行车下坡时,不用蹬车自由滑行的过程中速度也会越来越快,下列关于这一运动过程的说法中,正确的是()A.人与车的动能增大,重力势能增大B.人与车的动能增大,重力势能减小C.人与车的动能减少,重力势能增大D.人与车的动能不变,重力势能不变【解析】选B。本题考查动能和重力势能的转化。自行车下坡时,速度越来越快,质量不变,动能增加,高度减小,重力势能减小。故选B。高频考点2温度、内能、热量、功的比较中考题眼①影响内能大小的因素②改变物体内能的方式③判断有关温度、内能、热量说法的正误1.区别:(1)温度表示物体的冷热程度,是一个状态量,其单位是摄氏度(℃)。温度不能传递或转移,它是分子热运动激烈程度的标志。温度只能说“是多少”或“达到多少”,不能说“有”或“没有”。(2)内能是能量的一种形式,也是一个状态量,可以转化和转移,其单位是焦耳(J)。只有当物体的内能改变,并与做功或热传递相联系时,才有数量上的意义。内能只能说“有”,不能说“无”,因为一切物体都具有内能。(3)热量是热传递过程中内能改变多少的量度,单位是焦耳(J)。热量是一个过程量,离开了热传递过程就无热量可言。热量用“吸收”或“放出”来表述,不能用“具有”或“含有”表述。(4)功是一个过程量,可以是施加在物体上的力做功,也可以通过用电器的电流做功,其单位是焦耳(J)。通过做功的方式改变物体的内能时,功是内能改变多少的量度。2.联系:(1)物体吸热,内能一定增加,温度不一定升高;物体放热,内能一定减少,温度不一定降低。(2)物体温度升高,内能一定增加,可能吸热,也可能外界对物体做功。(3)物体温度降低,内能一定减少,可能放热,也可能物体对外界做功。【易错警示】(1)内能和机械能是两种不同的能量形式。内能是物体内部微观分子动能和分子势能的总和。机械能是宏观物体动能和势能的总和,一个静止在地面上的物体机械能可以为零,但它的内能不可能为零。(2)对物体做功,物体的内能会增加,“会”是一种可能,并不一定增加,如提高物体时,对物体做了功,增加的是物体的机械能,而不是内能。【拓展延伸】影响内能大小的因素1.温度:根据分子动理论,物体温度越高,分子的无规则运动越激烈,分子动能越大。2.体积:物体体积变化时,引起分子间距离变化,从而使分子势能发生改变。例如,一块0℃的冰熔化成0℃的水,虽然温度没有升高,但由于分子间距离的变化,使其内能增加。3.分子的个数(质量):温度相同的物体所具有的内能不一定相等,因为物体的内能还跟分子的个数有关。例如,同样温度的一桶水比一杯水所含分子个数多,虽然其他情况相同,但一桶水的内能远远大于一杯水所具有的内能。【典例2】(2013·南充中考)关于温度、热量、内能,下列说法正确的是()A.物体的温度越高,所含热量越多B.温度高的物体,内能一定大C.0℃的冰块内能一定为0D.温度相同的两物体间不会发生热传递【思路导引】解答本题应明确以下关键点:【精讲精析】选D。本题考查对温度、热量和内能的理解。热量是过程量,不能说“物体含有多少热量”,所以A选项错误;内能的大小不但与物体的温度有关,还与物体的质量有关,所以B选项错误;一切物体,不论温度高低,都有内能,所以C选项错误;热传递的发生条件是存在温差,当两物体温度相同时不会发生热传递,所以D选项正确。故选D。(2012·安徽中考)下列关于功、内能和热量的描述中正确的是()A.物体的温度不变,内能一定不变B.做功和热传递都能改变物体的内能C.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递【解析】选B。本题考查对功、内能和热量关系的理解。物体的温度不变,内能不一定不变,故A错;做功和热传递都能改变物体的内能,故B对;温度高的物体含有的内能不一定比温度低的物体多,而热量是过程量,不能说物体含有多少热量,故C错;热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,故D错。高频考点3比热容的理解及应用中考题眼①比热容与状态、质量、温度的关系②水的比热容大的应用1.比热容的理解:(1)比热容是表示物质吸热或放热本领的物理量。(2)比热容是物质的一种物理属性,不同物质的比热容一般不同。(3)同一种物质的比热容随物质状态的变化而改变。例如,水和冰是同种物质,水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),冰的比热容是2.1×103J/(kg·℃)。2.水的比热容大的应用:(1)与其他物质相比,水的比热容较大,在相同条件下,升高或降低相同温度时,水吸收或放出的热量多,如冬季取暖用水来循环、汽车发动机冷却用水做冷却剂等。(2)与其他物质相比,水的比热容较大,在相同条件下,吸收或放出相等热量时,水升高或降低的温度少(即温度变化小)。利用这一特点能解释水域大的地方气温变化小、寒流来之前向麦田里浇水可防止麦苗被冻死等现象。3.对公式的理解:只是提供了计算比热容的方法,不能认为比热容c随Q、m、Δt而变,也不能说c与Q成正比,与m和Δt的乘积成反比。同种状态下,比热容只取决于物质种类。Qcmt【典例3】如图所示是某一沿