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1、机械能和内能机械能和内能九中震旦九中震旦 钱慧钱慧第第12章章 机械能和内能机械能和内能一、机械能一、机械能二、内能二、内能三、热量三、热量四、热值四、热值五、内燃机五、内燃机能的单位：能的单位： 焦焦( (J J) ) 一个物体如果一个物体如果能够能够对另一个物体做功，对另一个物体做功，这个物体就具有这个物体就具有能量能量，简称，简称能能能量能量例、一个物体例、一个物体_，我们就，我们就说这个物体具有了能，飞行的子弹能穿透钢板，说这个物体具有了能，飞行的子弹能穿透钢板，是靠子弹的是靠子弹的_能，蓄在高处的水能用来发电，能，蓄在高处的水能用来发电，是利用水的是利用水的_能，钟表里的发条能带动时
2、能，钟表里的发条能带动时针走动，是靠发条的针走动，是靠发条的_能。能。能够对另一个物体做功能够对另一个物体做功动动重力势重力势弹性势弹性势一、机械能一、机械能机械能和内能机械能和内能1、什么叫动能？、什么叫动能？物体由于运动而能够做功所具有的能。物体由于运动而能够做功所具有的能。2、动能的大小与那些因素有关？、动能的大小与那些因素有关？物体的质量、速度越大，动能越大。物体的质量、速度越大，动能越大。例题：在研究物体的动能与哪些有关的实验中，如图，例题：在研究物体的动能与哪些有关的实验中，如图，mA=mB,mC=mD,hA=hC,hB=hD=0.5hA（1）要研究动能的大小与质量的关系，我们应选
3、择）要研究动能的大小与质量的关系，我们应选择_两图进行比较。两图进行比较。（2）四个小球到达水平面时，）四个小球到达水平面时，_球的动能最大球的动能最大（3）根据）根据c、d两幅图，得出结论两幅图，得出结论_（a）（c）（d）（b）重力势能重力势能3 3、被举高的物体具有的能叫做、被举高的物体具有的能叫做重力势能重力势能4 4、探究重力势能大小与哪些因素有关、探究重力势能大小与哪些因素有关 物体重力势能的大小物体重力势能的大小与物体的与物体的质量质量和和高度高度有有关，关，质量质量越大，越大，高度高度越越高，重力势能越大。高，重力势能越大。5、弹性势能、弹性势能机械能和内能机械能和内能什么是弹
4、性势能？其大小与什么因素有关？什么是弹性势能？其大小与什么因素有关？物体发生弹性形变所具有的能。物体发生物体发生弹性形变所具有的能。物体发生的弹性形变越大，物体的弹性势能越大。的弹性形变越大，物体的弹性势能越大。例：分析下列各物体具有什么形式的机械能：例：分析下列各物体具有什么形式的机械能： 在平直公路上行驶的汽车具有在平直公路上行驶的汽车具有_ 能；能； 被卷紧的钟表发条具有被卷紧的钟表发条具有_ 能；能； 正在爬坡的汽车具有正在爬坡的汽车具有_ 能；能； 正在下降中的滚摆具有正在下降中的滚摆具有_能。能。弹性势弹性势动动动能和重力势动能和重力势动能和重力势动能和重力势下雨时雨滴匀速下落，下
5、落过程中雨滴的动能下雨时雨滴匀速下落，下落过程中雨滴的动能_，重力势能，重力势能_，机械能，机械能_，雨滴，雨滴的内能将的内能将_(选填选填“变大变大”、“变小变小”或或“不变不变”) 不变不变变小变小变小变小变大变大某物体在一对平衡力的作用下运动，则该物某物体在一对平衡力的作用下运动，则该物体的体的 （ ）A.动能一定不变，势能也一定不变。动能一定不变，势能也一定不变。B.动能和势能都在不断的变化。动能和势能都在不断的变化。C.动能一定不变，势能可能会变化。动能一定不变，势能可能会变化。D.势能一定不变，动能在不断的变化。势能一定不变，动能在不断的变化。C我们看杂技演员从高处跳下落在绷床上，
6、又我们看杂技演员从高处跳下落在绷床上，又被弹起的过程如图所示，请你写出演员在表被弹起的过程如图所示，请你写出演员在表演时涉及到的两个物理知识演时涉及到的两个物理知识(1) _；(2)_动能和重力势能相互转化动能和重力势能相互转化动能和弹性势能相互转化动能和弹性势能相互转化机械能和内能机械能和内能二、内能二、内能1、什么叫内能？、什么叫内能？物体内所有分子做无规则运动的动能和物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。分子势能的总和。2、物体的温度升高，内能如何变化？、物体的温度升高，内能如何变化？变大变大3、改变物体内能的方式有哪几种？、改变物体内能的方式有哪几种？做功和热传递。做功和热
7、传递。对物体做功，物体内能增大，物体对外对物体做功，物体内能增大，物体对外做功，内能减小。做功，内能减小。热传递热传递1 1、发生的条件：、发生的条件：2 2、传递的方向：、传递的方向：3 3、传递的结果：、传递的结果：4 4、传递的是什么：、传递的是什么：存在温度差存在温度差高温到低温高温到低温温度相同温度相同内能内能 热量热量(1)在保温瓶内倒入开水，但不装满，上面在保温瓶内倒入开水，但不装满，上面还留有一些空间，内有空气，然后塞上木还留有一些空间，内有空气，然后塞上木塞，过一会儿木塞被冲起，这个现象说明塞，过一会儿木塞被冲起，这个现象说明_对对_做功，做功，_的内能转化成的内能转化成木塞
8、的木塞的_能。能。空气空气木塞木塞空气空气机械机械(2)在物体内能不变的情况下，不可能发生的在物体内能不变的情况下，不可能发生的是：是： （ ）A.一边吸热，一边对外做功。一边吸热，一边对外做功。B.一边放热，一边对外做功。一边放热，一边对外做功。C.一边放热，一边外界对物体做功。一边放热，一边外界对物体做功。D.既不发生热传递，又不做功。既不发生热传递，又不做功。B(3)下列四幅图中，不是利用做功方式来下列四幅图中，不是利用做功方式来改变物体内能的是改变物体内能的是 ( )C(4)下图反映了哪些共同的物理知识？下图反映了哪些共同的物理知识？1、_。2、_。机械能和内能是可以相互转化的机械能和
9、内能是可以相互转化的做功可以改变物体的内能做功可以改变物体的内能三、热量 1 1、物理学中物理学中, ,把物体在热传递过程中把物体在热传递过程中转移能转移能量的多少量的多少叫做热量，用符号叫做热量，用符号Q Q 表示表示. . 热量的单位热量的单位；焦耳焦耳 简称焦简称焦(J).(J). 热量是一个热量是一个过程量过程量，只能说物体吸收（或放出），只能说物体吸收（或放出）了多少热量，不能说物体具（含）有多少热量。了多少热量，不能说物体具（含）有多少热量。2、比热容：、比热容：1kg的某种物质，在升高或降的某种物质，在升高或降低低1oc所吸收或放出的热量，叫做这种物质所吸收或放出的热量，叫做这种
10、物质的比热容。的比热容。3、单位、单位J/kgoc4、物理意义、物理意义(1)有一瓶酒精，如果倒去一半，再使它的有一瓶酒精，如果倒去一半，再使它的温度降低一半，则（温度降低一半，则（ ）。）。A.它的比热容变为原来的它的比热容变为原来的1/4B.它的热值变为原来的它的热值变为原来的1/2C.它的比热容和热值都为原来的它的比热容和热值都为原来的1/2D.它的比热容与热值都不变它的比热容与热值都不变D(2)在研究物体放出热量多少跟物质种类是否有在研究物体放出热量多少跟物质种类是否有关的实验中，提供的材料：关的实验中，提供的材料：0.1 kg的铜块；的铜块；0.1 kg的铝块；的铝块；0.2 kg的
11、铜块；的铜块；0.3 kg的的铝块应选用的材料是铝块应选用的材料是 ( )A与与 B与与 C与与 D与与(3)(3)关于温度、热量和内能，下列说法中正确关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是的是( )( )A A0 0o oc c的冰内能为零的冰内能为零B B物体的温度越高，它所含热量就越多物体的温度越高，它所含热量就越多C C两个物体的温度相同，它们之间就不能发两个物体的温度相同，它们之间就不能发生热传递生热传递D D物体吸收了热量，物体的温度一定会升高物体吸收了热量，物体的温度一定会升高AC(1)甲乙两个物体的质量之比为甲乙两个物体的质量之比为21， 组成乙、组成乙、甲两物体的比热容之比
12、为甲两物体的比热容之比为21，它们吸收相等，它们吸收相等的热量后升高的温度之比为的热量后升高的温度之比为 _。四、热量计算四、热量计算Q吸吸 (其中其中 =t-t0)Q放放 (其中其中 =t0-t)例题例题11 当物体温度升高或降低时，所吸收或放出的当物体温度升高或降低时，所吸收或放出的热量为热量为T/oct/minabc(2)质量相等，初温相同的质量相等，初温相同的abc三种不同液体，三种不同液体，分别用三个完全相同的电加热器加热，加热过分别用三个完全相同的电加热器加热，加热过程中，温度随时间变化的图线如图所示，根据程中，温度随时间变化的图线如图所示，根据图线，把三种液体的比热容按从大到小的
13、顺序图线，把三种液体的比热容按从大到小的顺序为（为（ ）C b a(3)已知铜的比热容小于铝的比热容，如果已知铜的比热容小于铝的比热容，如果两者的质量和初温均相同，它们从外界吸两者的质量和初温均相同，它们从外界吸收相同的热量后，两者的末温是（收相同的热量后，两者的末温是（ ）。）。A.相同相同 B.t铝铝t铜铜 C. t铝铝t铜铜 D.无法确定无法确定C (4)在太阳光照射下水、泥土等物质的温度会在太阳光照射下水、泥土等物质的温度会升高，为了使升高，为了使500 kg水的温度升高水的温度升高l0，需，需要吸收多少太阳能要吸收多少太阳能?若有同样的太阳能被若有同样的太阳能被500 kg的泥土吸收
14、，可使泥土的温度升高多少的泥土吸收，可使泥土的温度升高多少?若若水的比热容比泥土小，则可能有哪些现象发水的比热容比泥土小，则可能有哪些现象发生？生？泥土比热容为泥土比热容为084103J(kg)Q吸吸=4.2103J(kg) 500kg10 =2.1107JQ吸土吸土土土土土2.1107J =0.84103J(kg) 500kg t t=50 Q吸吸Q吸土吸土=五、燃料的热值 (1) (1) 1 1kg某种燃料完全燃烧放出的热某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。用量叫做这种燃料的热值。用q表示表示(2)(2)燃料热值单位：国际单位燃料热值单位：国际单位 焦焦/ /千克千克 J/kg焦
15、焦/ /米米3 3 J/m3(3)(3)质量为质量为m m的燃料完全燃烧所放出的热的燃料完全燃烧所放出的热量为量为: : Q = m q或或 Q = V q (1)随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发生了革命性的变化，煤球炉、沼气灶和液化气灶等生了革命性的变化，煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭液化气与煤相比，热学方面突出灶具已走进家庭液化气与煤相比，热学方面突出的优点是的优点是_；环保方面突出的优点是；环保方面突出的优点是_.若上题中的能量由燃烧液化气若上题中的能量由燃烧液化气来提供，燃烧放出的热量的来提供，燃烧放出的热量的50%被水吸收
16、被水吸收,则需要完则需要完全燃烧多少千克的液化气？全燃烧多少千克的液化气？水的比热容是水的比热容是4.2 X 103(kg)，液化气的热值是，液化气的热值是5.0X 107Jkg。热值高热值高对环境污染小对环境污染小2.2.活塞经历四个冲程活塞经历四个冲程, , 分别为分别为冲程，冲程，冲程，冲程，冲冲程，程，冲程。其中冲程。其中 冲冲程时燃气对外做功程时燃气对外做功. .六六、热机热机 热机是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的热机是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的装置内能转化为机械能的装置.汽油机完成一个循环：1.1.曲轴旋转曲轴旋转圈圈, ,活塞往复活塞往复次次. .两两两两吸
17、气吸气 压缩压缩做功做功排气排气做功做功3、如图是内燃机的剖面图，如图是内燃机的剖面图，它表示的是它表示的是_冲冲程从能量的转化角度来程从能量的转化角度来说，它是将说，它是将_能转化能转化为为_能。能。压缩压缩机械机械内内 A B C D(5)下列各种说法错误的是下列各种说法错误的是( ) A各种形式的能量在一定条件下都可各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化以相互转化 B做功改变物体的内能是不同形式的做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化能的相互转化 C热传递改变物体的内能是不同形式热传递改变物体的内能是不同形式能的转化能的转化 D能量在转化和转移的过程会有能量能量在转化和转移的过程会
18、有能量的损失，但自然界的能量的总量是守恒的的损失，但自然界的能量的总量是守恒的C练练 习习 题题1、一个配有活塞的厚玻璃筒里放、一个配有活塞的厚玻璃筒里放有一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞有一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来了在迅速压下去，棉花燃烧起来了在这个过程中，是通过这个过程中，是通过_方式使方式使空气空气 _增加，温度升高，达增加，温度升高，达到棉花的燃点使棉花燃烧实验中到棉花的燃点使棉花燃烧实验中使用棉花的目的是：使用棉花的目的是：_。做功做功内能内能用来证明筒内温度升高了用来证明筒内温度升高了2 2、如图所示，为四冲程内燃机工作过程的示、如图所示，为四冲程内燃机工作过
19、程的示意图，则按吸气、压缩、做功和排气冲程排列意图，则按吸气、压缩、做功和排气冲程排列的顺序是的顺序是( )( )。A A乙丙甲丁乙丙甲丁 B B甲丁乙丙甲丁乙丙 C C丙丁乙甲丙丁乙甲 D D甲乙丙丁甲乙丙丁B B3、原长为、原长为L的软弹簧上端固定，的软弹簧上端固定，下端挂一小重球，从图示位置下端挂一小重球，从图示位置A处释放时，弹簧仍长为处释放时，弹簧仍长为L，小，小球从球从A运动到最低位置运动到最低位置B的过的过程中，程中，_能减少，能减少， _能和能和_能增加了能增加了重力势重力势动能动能弹性势弹性势abdC5、遨游太空、遨游太空2l小时，绕地球小时，绕地球14圈的圈的“神舟神舟”五
20、号载人飞船返回舱返回地面时，为了使快五号载人飞船返回舱返回地面时，为了使快速降落的返回舱安全着陆，在距地面一定高速降落的返回舱安全着陆，在距地面一定高度时需点燃反推火箭的发动机向下喷出高温度时需点燃反推火箭的发动机向下喷出高温高压气体，那么从开始喷气到安全着陆的过高压气体，那么从开始喷气到安全着陆的过程中，返回舱的程中，返回舱的 ( ) A动能不变，势能减小动能不变，势能减小 B动能减小，势能减小动能减小，势能减小 C动能减小，势能不变动能减小，势能不变 D动能不变，势能增大动能不变，势能增大B6 6、如图，四幅图中，属于利用热传递改变物、如图，四幅图中，属于利用热传递改变物体内能的是体内能的
21、是( )( )。 A A双手摩擦能发热双手摩擦能发热 B B烧水时水温升高烧水时水温升高 C C锯木材锯子发烫锯木材锯子发烫 D D钻木取火钻木取火B B 8 8、吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热、吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热如图所示的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温如图所示的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由度由1212升高到升高到4242，妈妈至少要用，妈妈至少要用6060的的热水多少千克热水多少千克?水的比热容为水的比热容为4 42 210108 8J J(kg(kg)，设该牛奶的比热容为，设该牛奶的比热容为2 25 51010。J J(kg(kg)，不计热量损失，不计热量损失 1、热值：、热值：1kg某种燃料某种燃料完全燃烧完全燃烧所放出的所放出的热量。热量。机械能和内能机械能和内能2、单位：、单位：J/kg3、物理意义、物理意义4、计算、计算Q放放q四、热值四、热值机械能和内能机械能和内能3、什么叫重力势能？、什么叫重力势能？物体由于被举高而能够做功所具有的能。物体由于被举高而能够做功所具有的能。4、重力势能的大小与哪些因素有关？、重力势能的大小与哪些因素有关？物体的质量越大，被举得越高，物体物体的质量越大，被举得越高，物体的重力势能越大。的重力势能越大。