第一讲 机械能内能 讲义Word下载.docx

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②拉长的弹弓的橡皮条把小球射出去；

③卷紧的钟表发条能够推动指针转动.

2.影响弹性势能大小的因素

①物体的弹性势能与物体的弹性形变程度有关，成正比.

五、机械能：

1.动能和势能统称为机械能.

2.各种形式机械能的共同点、区别及影响因素

机械能的形式

共同点

区别

影响因素

动能

具有能的

物体，都

能够做功

与运动有关

质量和速度

重力势能

与高度有关

质量和高度

弹性势能

与弹性形变有关

弹性形变的大小

六、机械能守恒：

1.物体的动能和势能之间是可以转化的.在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变，即机械能是守恒的.

*只有动能和势能相互转化时，即只有重力或弹力做功（或克服重力和弹力做功）时，机械能的总量保持不变，机械能守恒；

当有重力或弹力以外的其他力对物体做功（或克服重力或弹力以外的其他力做功）时，例如克服摩擦力做功，机械能不再守恒.

2.物体做功过程的实质

物体做功的过程，实际上就是能量转化或转移的过程.功是能量变化的量度，即力对物体做了多少功，就有多少能量发生了变化.

【思路导航】

例1.洒水车在水平公路上匀速行驶，在不断洒水过程中（）

A.动能不变B.势能不变C.机械能不变D.机械能减少

拓展：

空中沿水平匀速飞行的飞机，在不断向地面空投物资时，飞机的能量变化？

例2.一单摆（如图1），从A点放手后，沿ABC来回摆动，若在D点钉一个钉子，小球从A摆动到B时，绳子被钉子挡住，则小球在左侧升高的高度是（）

A.高于C点B.低于C点C.与C同高D.无法判断

小球从a向d摆动过程中，在悬点正下方用尺子将摆线阻挡（如图2），则摆球（不计空气阻力）（）

A.c点动能最大B.b点机械能和a点相等

C.d点势能最大D.a，d两点高度相同

例3.如图，AB为光滑斜面，BC为粗糙水平面，小车从A点滑下，停在C点，关于小车能量变化（）

A.

A

AB段动能增大，BC段动能减少，机械能不变

B.AB段势能减少，BC段动能减少，机械能减少

C.

C

B

AB段动能增大，BC段势能不变

D.AB段势能转化为动能，BC段动能转化为势能

小孩从滑梯顶加速滑下，过程中，屁股的摩擦发热，则（）

A.势能全部转化成动能B.动能小于最高点势能

C.势能减少等于动能增加D.机械能守恒

例4.一铁块从A点先后沿两个光滑斜面AB和AC滑到底端（如图3），设到底端速度为

，

，则（）

B.

C.

D.无法判断

质量相同的甲乙两物体，若从同一高度分别沿光滑和粗糙斜面下滑到水平面上，则两物体势能减少量（）

A.甲较多B.乙较多C.一样多D.无法判断

例5.小球从光滑斜面A点由静止释放，相继经过B，C两点，AB=BC，忽略空气阻力时（）

小球从下滑过程为匀速直线运动

B.小球在AB，BC两段内平均速度相等

C.小球在A点势能比在B，C处大

D.就A，B，C三点而言，小球在A点具有的机械能最大

【牛刀小试】

1.分析下列物体各具有什么形式的机械能？

将结果填入括号内。

（1）天空中向前飞行的飞机。

（）

（2）在地面上被拉弯的弓。

（3）稳稳地立在山顶上的石头（以山脚的地面为标准）。

（4）地面上滚动的足球。

2.从静止在高空的直升飞机上释放一个物体，不计空气阻力，释放是物体的机械能为500J，那么（）

A.释放时物体的重力势能小于500J

B.下落过程中物体的机械能减小

C.物体落下地时的动能是500J

D.物体落地时的机械能大于500J

3.关于足球运动中涉及的物理知识，下列分析正确的是（）

A.足球鞋底凹凸不平，是为了增大对地面的压力

B.踢出去的足球，不受脚的作用力

C.足球撞击球门柱并被弹回的过程中，足球没有发生形变

D.足球下落过程中，它的重力势能不变

4.修拦河大坝是为了提高上游水位，增加水的能，水流下时才能转化为更多的能，从而带动发电机发电。

5.一小孩从公园中的滑梯上加速滑下，对于其中机械能的变化情况，下列说法正确的是（）

A.重力势能减小，动能不变，机械能减小

B.重力势能减小，动能增大，机械能减小

C.重力势能减小，动能增大，机械能不变

D.重力势能减小，动能不变，机械能不变

大展身手

一.填空题

1．如图所示是蹦床比赛中的一个场景，运动员将蹦床压弯，说明了力可以使物体发生________；

同时运动员又被蹦床弹起，说明物体间力的作用是________的；

运动员向上运动的过程中，动能________（增加／不变/减少）．

2．跳伞运动员在跳下飞机一段时间后降落伞打开，降落至地面时速度为零，运动员从开伞到降至地面的过程中动能________，重力势能________．（增大／不变／减小）

3．2011年4月12日，人类首位宇航员——加加林进入太空50周年庆祝大会在俄罗斯隆重举行．如果通过宇航员把物体从地面带到太空后，那么，物体的质量将________（增加／不变／减小），物体________（有/没有）机械能．

4．如图所示，质量为40g的金属小球从导轨的a自由滑下，依次经过b处、c处，到达d处时恰好停下．在从a到b的过程中，重力做功为________J；

在整运动过程中，小球克服导轨摩擦消耗的机械能为________J．（g取10N／kg）

第5题

第4题

5．国庆60周年阅兵中，展示了两架加油机和四架新型歼击机，表明我国空中力量发生了革命性的变化．如图所示，如果要在空中完成加油，加油机和歼击机要保持相对________状态，歼击机（匀速飞行）在加油的过程中，动能将________．

二.选择题

1．质量相同的甲、乙两小车同时同地在水平地面上做匀速直线运动，它们运动的s一t图像如图所示．比较甲、乙两小车，由图像可知甲小车（）

A．具有的惯性大B．所受的合力大

C．具有的动能大D．具有的势能大

2．三峡水电站和葛洲坝水电站都建在长江上（葛洲坝水电站在三峡水电站下游）．据报道，2010年三峡水电站的年发电量达847亿千瓦时，葛洲坝水电站年发电量约为160亿千瓦时，三峡水电站比葛洲坝水电站年发电量多的主要原因是（）

A．三峡水电站水流量比葛洲坝水电站水流量大

B．三峡水电站水流量比葛洲坝水电站水流量小

C．三峡大坝比葛洲坝大坝修建得高

D．三峡大坝比葛洲坝大坝修建得低

3．如图所示是小明在体育考试中测试“引体向上”时的示意图．关于“引体向上”，下列说法中正确的是（）

A．身体悬挂不动时，势能为零

B．身体上升时，重力做功，势能减少

3题图

C．身体下降时，重力做功，势能增加

D．身体上升时，克服重力做功，势能增加

4．质量较大的鸽子与质量较小的燕子在空中飞行，如果它们的动能相等，那么（）

A．燕子比鸽子飞得快B．鸽子比燕子飞得快

C．燕子与鸽子飞的一样快D．两者速度大小无法比较

5．聊城市为了杀灭美国白蛾调动了直升机，在灾区上空喷洒生物农药，飞机在某一高度水平匀速飞行喷洒农药的过程中，飞机的（）

A．动能减小．重力势能减小B.动能不变，重力势能不变

C．动能减小，重力势能不变D．动能增大，重力势能减小

三．实验题

1．在某次探究活动中，小明对老师给出的“小球在光滑斜面由静止释放时，所处高度越高，到达斜面底端的速度越大，而与小球质量无关”这一结论产生了质疑．他对小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度提出两个猜想：

①可能与小球在光滑斜面上的高度无关；

②可能与小球的质量有关．

然后选择了一些实验器材，进行如下实验（图中A、B、C分别表示小钢球在第0.1s末、第0.2s末、第0.3s末所处的位置，钢球1、2、3的质量关系为m1<

m2<

m3）．

（1）实验一是为了验证猜想________（①／②），通过该实验他得到的结论应是：

小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度与小球的质量________（有关／无关）．

（2）实验二中，小球2和3在同一光滑斜面的不同高度处同时由静止释放，到达底端时的速度分别为

、

，请判断

________（>

／=／<

）

．

2．某同学在探究“物体动能大小与物体质量大小的关系”实验中，他猜想“物体动能大小还与物体速度大小有关”，所用的实验装置如图甲所示．A为小球，B为木块．

第2题图甲

（1）前两次的实验数据如下表；

在第3次实验中，木块移动的距离如图乙所示；

a为木块左侧面的初位置，b为木块左侧面的末位置．根据表格和图乙中的信息，将表格中的空白处填写完整．

第2题图乙

（2）该实验的探究结论是__________________________________________________．

（3）如果第1次实验中，木块运动到了长木板的末端之外．在不更换实验器材的条件下，解决的办法是_______________________________________________________.

（4）如果用圆柱体代替小球做该实验，其好处之一是__________________________.

四、解答题

1．如图所示是位于水平桌面上的玩具“不倒翁”摆动过程的示意图，O点是“不倒翁”的重心．将“不倒翁”扳到位置1后释放，“不倒翁”向右摆动，经过竖直位置2，到达另一侧最大摆角的位置3．请分析说明“不倒翁”由位置1经2到3的摆动过程中能量是如何转化的．

作业

1．“歼一20”是我国自主研制的新一代隐身重型歼击机，具有卓越的机动性能，当它在空中加速向下俯冲时，动能________，重力势能________．（增大／不变／减小）

2．在学习“机械能及其转化”时，“想想做做”栏目提供了如图所示的情景，用绳子把一个铁锁悬挂起来．把铁锁拿近自己的鼻子，稳定后松开手，头保持不动，铁锁向前摆去又摆回来．下列说法中正确的是（）

A．铁锁在摆动过程中机械能保持不变

B．铁锁摆动到最低点时动能最小

C．铁锁在下降过程中，重力势能转化为动能

D.铁锁在上升过程中，重力势能转化为动能

2题3题

3．如图所示，钢珠沿竖直平面上的光滑轨道abcd从a点运动到d点，钢珠（）

A.通过d时的速度比通过c时大

B．从a运动到b的过程中，动能转化为重力势能

C.在c点比在b点的重力势能小

4．1970年4月24日，我国成功地发射了第一颗人造地球卫星，如图所示是该卫星绕地球运行的轨道图．当卫星运行到近地点时，它的动能最________，势能最________．（大／小）

5．请分析以下两个有关能量形式的问题．

（1）“强弩之末势不能穿鲁缟者也”．强弩之末不能穿透薄薄的丝绸，说明物体的动能大小与它的________有关．

（2）旋转图中的吸管后，将可乐罐放在桌面上，罐就会运动起来，这是因为罐中的橡皮筋积蓄了________能．

6．2011年6月法国网球公开赛中，我国选手李娜力战群雄，获得冠军．以下说法中正确的是（）

A.网球下落时，动能减小，重力势能增大

B.网球在上升过程中，动能不变，重力势能增大

C.网球落下撞在地面上时，动能转化为弹性势能

D．网球飞来撞击李娜的球拍时，弹性势能转化为动能

7．如图所示的四种情景中，属于重力势能转化为动能的是（）

A.图甲中运动员把弯弓拉开将箭射出

B.图乙中跳水运动员从空中下落

C．图丙中运动员骑自行车冲向坡顶

D．图丁中跳伞运动员匀速下落

8．下列过程中，物体的重力势能转化为动能的是（）

A.跳伞运动员在空中匀速下落的过程

B.热气球上升的过程

C．汽车在水平路面上匀速行驶的过程

D．铅球自由下落的过程

9．如图所示，光滑轨道MNP固定在竖直平面内，NP段水平．一小球从M点由静止释放运动到P点的过程中，动能、势能的变化情况是（）

A．M到N的过程中，势能不变

B．M到N的过程中，动能减小

C．N到P的过程中，势能增大

D．N到P的过程中，动能不变

第二节内能

一、物质结构的基本图像

1.物质是由大量分子组成的：

科学探究表明任何物质都是由极其微小的粒子组成的，这些微小的粒子保持了物质原来的性质，通常把它们叫作分子。

分子的直径只有

。

*分子不是构成物质的最小微粒，只是保持物质原来性质的最小微粒。

2.分子在不停息地做无规则运动：

一切物质的分子都在永不停息地做无规则的运动。

3.扩散现象：

两种不同的物质可以自发地彼此进入对方，这种现象称为扩散现象。

例如，空气与二氧化氮混合，浓硫酸铜溶液和水混合，铅、金彼此渗入对方等都是扩散现象。

*①实验证明，在固体、液体、气体之间均能发生扩散现象；

②扩散现象既说明了一切物质的分子都在永不停息地做无规则运动，也表明了分子间有空隙。

（1）判断是不是扩散现象的依据：

扩散现象是分子运动的结果，肉眼看不到。

例如：

扫地时的尘土飞扬就不是扩散现象。

扩散现象是两种相互接触的物质彼此自发地进入对方的现象，无外界因素干扰。

搅拌、摇晃、重力作用等引起的混合都不是扩散现象。

（2）对扩散现象的理解：

特点

说明

不同的物质一定要相互接触才能发生扩散

如果两种不同物质彼此不接触，是不能发生扩散的，扩散不是单一的一种物质的分子进入到另一种物质中去，而是彼此同时进入对方

扩散现象并不局限于处于同一状态的不同物质之间

气体和液体、气体和固体、液体和固体之间都可以发生扩散

扩散现象说明分子在不停息地运动着

就大量的分子来说，扩散可能朝某一方向进行，但是对某一个分子来说，它的运动是无规则的

4.分子运动的快慢与温度有关：

分子运动的快慢与温度有关，温度越高，分子运动越剧烈。

*温度越低分子运动越慢，但分子永远运动着，不会停止。

5.热现象

（1）凡是与温度有关的现象都叫热现象，由于分子的运动跟温度有关，所以把分子的无规则运动叫作分子的热运动。

（2）温度是用来表示物体冷热程度的，实际上温度是物体内部大量分子无规则运动剧烈程度的宏观表现。

6.分子之间存在着相互作用力：

分子间存在相互作用的引力和斥力。

二、固体、液体和气体的特征

物质状态

固态

液态

气态

特征

既有一定的体积，又有一定的形状

只有一定的体积，没有一定的形状，能流动

既没有一定的体积，又没有一定的形状，能流动

分子间距离

很小

较小，接近固体

很大

分子间作用力

较大

十分微弱，可以忽略

分子运动

在原位置附近振动

振动一会，又移动

到处运动，充满整个空间

三、物体的内能

1.内能

①概念

分子动能：

分子由于热运动而具有的能叫分子动能。

分子势能：

分子之间由于存在相互作用力而具有的能叫作分子势能。

内能：

物体内所有分子的分子动能与分子势能的总和叫作物体的内能。

②内能的特点

a.内能是指物体的内能，不是分子的内能，不能说是个别分子和少数分子所具有的，而是物体内所有分子的动能和分子势能的总和。

所以，单纯考虑一个分子的内能是没有意义的。

b.一切物体在任何情况下都具有内能。

由分子动力论可知，一切物体中的分子都在永不停息地做无规则运动，分子间都有分子力的作用，无论物体处于任何状态、是何形状与体积、温度是高是低都是如此。

因此，一切物体在任何情况下都具有内能。

c.内能具有不可测量性，即不能准确知道一个物体的内能的具体数值。

③决定内能大小的因素

决定因素

关系

温度

温度越高，物体内部分子的无规则运动越剧烈，物体的内能就越大

质量

在温度一定时，物体的质量越大，也就是分子的数量越多，物体的内能就越大

体积

在质量一定时，温度相同时，物体的体积越大，分子势能越大，物体的内能就越大

状态

同种物质质量相同、温度相同时，它们的内能也不一定相同，处于气态时的内能大于液态时的内能，液态时的内能大于固态时的内能

物质的种类

温度、体积、状态、分子的个数都相同时，物质的种类不同，内能也不同

④内能与机械能的区别：

机械能是宏观物体的机械运动所决定的，与分子运动无关；

内能是组成物体的所有分子的微观运动所决定的能，与物体宏观运动无关。

一个物体机械能可以为零，但内能不能为零。

2.热量

①概念：

物体放出或吸收热的多少。

②热量的特点

a.物体本身没有热量。

只有发生了热传递过程，有了内能的转移，才能讨论热量问题。

b.热量是一个过程两，是在热传递过程中内能转移的量度。

c.热量的大小与物体内能的多少、物体温度的高低没有关系。

3.物体内能的改变

①改变物体内能有两种方式：

做功和热传递。

物体对外做功，物体的内能减少；

外界对物体做功，物体的内能增大。

物体吸收热量，内能增大，物体放出热量，内能减小。

②两种方法的区别；

做功和热传递对物体的内能的效果是等效的。

做功改变内能是机械能转化为内能，热传递改变内能是内能从高温物体转移到低温物体，是热量的转移。

4.温度、热量、内能变化、做功、热传递的关系：

内能变化

【思路导航】

例1.在温度0℃时，静止于桌面上的铁块（）

A.只有内能B.只有机械能

C.既有机械能又有内能D.既没有机械能又没有内能

例2.0℃的冰熔化成0℃的水，其内能（）

A.不变B.增大C.减少D.无法判断

（晶体熔化，水沸腾，温度不变，但从外界吸收热量，其内能增加，增大了分子势能）

例3.小孩从滑梯顶端由静止开始向下加速下滑，分析何种情况下机械能守恒，何种情况下机械能不守恒。

例4.在试管中装入水，用软木塞塞住，加热到一定程度，水蒸气将软木塞推出，水蒸气对软木塞，水蒸气内能，水蒸气的部分转化为软木塞的。

这种把内能转化为机械能的装置叫，如内燃机，火箭发动机等。

例5.若一个物体内能减少，则（）

A.物体温度一定降低

B.物体一定对外做功

C.物体一定放出了热量

D.以上都不对

例6.下列关于热量，温度，内能说法正确的是：

A.物体吸收热量，温度一定升高

B.物体温度升高，一定是吸收了热量

C.物体内能增大，温度一定升高

D.物体温度升高，内能一定增大

牛刀小试

1.一杯香浓的豆浆可以让我们早上有一个精力充沛的开始．电动豆浆机在工作过程中，转动的叶轮将豆子打磨研碎，加热体将豆浆加热至煮熟．下列说法中正确的是（）

A．通电后叶轮转动，电动机将机械能转化为电能

B.从开始加热到豆浆煮熟的过程中，豆浆的内能不变

C．煮好的豆浆香气四溢的原因是分子在不停地做无规则运动

D．喝刚刚煮好的豆浆时，在它表面吹气可以加快豆浆的升华，使它凉得快些

2.下面事例中，通过热传递方式改变物体内能的是（）

A.双手相互摩擦，手会变暖和

B.用热水袋焐手，手会变暖和

C.反复弯折铁丝，弯折处变热

D.气缸内气体被压缩，温度升高

3.关于热现象，下列说法正确的是（）

A.物体温度越低，分子运动越剧烈

B.温度越高的物体含有热量越多

C.水沸腾是要吸收热量，温度保持不变

D.冬天用热水袋暖手是用做功的方式改变内能的

4.近期热播的动画片《熊出没》深受广大观众喜爱，片中熊二能够嗅到树林深处的蜂蜜味是因为蜂蜜（）

A.分子在不停地做无规则运动

B.分子间有空隙

C.分子间存在引力

D.分子间存在斥力

5.如图所示，用铁锤连续敲打铁块，铁块变热，内能________；

铁块的内能是通过________的方式改变的．

6题

5题

6.如图所示为生活中常用的热水瓶，其外壁采用镀银的双层玻璃，并将中间抽成真空，这是为了减少________．注入一定量的热水后，立即盖上软木塞，软木塞会跳起来．这一过程中瓶内气体的________能转化为软木塞的机械能．

7.火山爆发是由于炽热的岩浆在极大的压力下突破地壳，喷涌而出．这说明流出的岩浆具有动能，它是由________能转化来的．岩浆冲上山坡，又将其动能转化为________能．

8.我国的长征系列运载火箭顺利完成了多项发射任务．火箭在加速上升过程中，燃料燃烧时化学能转化为________能，从而使火箭的机械能增大；

火箭利用向后喷出气流而使自身受力前进，这是运用了力的作用是________的原理．

大展身手

1.登山时喝空的矿泉水瓶拧紧瓶盖，下山后瓶子变瘪，瓶内的气体分子（）

A.个数减少B.质量减少

C.间隔减小D.体积减小

2.下列说法不正确的是（）

A.将两端表面平滑的熔丝紧密接触，它们会“粘”在一起，是因为分子间有相互作用的引力

B.物体的温度升高，构成物体的大量分子做无规则运动越剧烈

C.飞船返回舱回地面穿越大气层时，烧蚀层烧的通红是通过热传递方式增大内能

D.利用太阳能发电是将内能转化为电能

3.城市中到处可见的违章“小广告”，严重影响着城市市容市貌，被称为“城市牛皮癣”，已成为城市管理中的一大“顽症”．在创建“宜居港城”活动中，小敏和同学们一起到街头巷尾用砂纸清除那些违章“小广告”；

砂纸表面很粗糙，是为了________（增大／减小）摩擦力，过了一会儿，小敏感觉砂纸发热，堤：

因为机械能转化为________能，这是通过________方式改变的．

4.（多选题）以下说法中正确的是（）

A．向手上哈气和向手上吹气的感觉不同，但涉及的物态变化是相同的

B.热的油锅中溅入水滴后油花四溅，是因为水的沸点比油低

C．考场内比较热，在地上洒水会感觉凉爽