九年级物理上册 12 机械能和内能学案新版苏科版.docx
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九年级物理上册12机械能和内能学案新版苏科版
2019-2020年九年级物理上册12机械能和内能学案（新版）苏科版
一、学习目标：
二、知识梳理
1、一个物体能够，这个物体就具有能量。
2、物体因为叫做动能．物体的动能大小与和有关，
越大，越大，物体具有的动能就越大。
3、物体由于叫弹性势能，物体由于叫做重力势能，和
统称为势能。
4、重力势能的大小与和有关，越大，越高，重力势能越大；弹性势能的大小与有关，在一定限度内，越大，形变物体的弹性势能就越大。
5、和统称为机械能，动能和势能之间可以发生，都是不同形式的机械能。
6、物体内的分子是，所以分子具有动能，分子间存在，所以分子具有势能，物理学中，我们把物体内所有分子和的总和叫做物体的。
7、热传递是的一种方式，只要两物体间，就会发生，当时，热传递停止。
8、改变物体内能的方法有和，它们在改变物体的内能上是（等效/不等效）。
9、我们把叫做热量，用符号表示。
热传递过程中吸热的公式，放热的公式。
10、热机是的装置。
热机工作时，活塞在汽缸内做往复运动，活塞从汽缸一端运动到另一端叫做一个冲程，常见的汽油机有几个冲程，分别是、、
、，完成这四个冲程为一个工作循环，在一个循环中只有冲程是燃气对外做功的过程，能转化成能；在压缩冲程中能转化成能；汽油机完成一个工作循环时，曲轴旋转，活塞往复。
11、叫做这种燃料的热值，热值是燃料的一种特性，不同的燃料热值一般；燃料完全燃烧是放出的热量公式：
。
三、例题分析
【例题1】学生在做模拟“蹦极”的小实验（如图所示）。
一根橡皮筋一端系一个小石块，另一端固定在a点，b点是橡皮筋不系小石块自然下垂时下端所在的位置，c点是小石块从a点自由下落所能到达的最低点。
在小石块从a点到c点运动的过程中，以下说法正确的是（ ）
Ａ.小石块动能一直在增加Ｂ．小石块减少的重力势能全部转化为动能
Ｃ．小石块经过b点时，橡皮筋具有弹性势能Ｄ．小石块到达c点时，动能为零
练习：
直升飞机在匀速上升的过程中（）
A.动能变大，势能变大B.动能不变，势能变大
C.动能变小，势能变大D.动能不变，机械能不变
【例题2】如图是研究小球动能与小球的质量和速度关系的实验装
置示意图。
表中记录了用甲、乙两球分别进行实验的数据。
由表中数据可知：
甲球的动能（大于/小于/等于）
乙球的动能；在质量和速度两个物理量中，对动能影响较大的是___________。
小球
小球质量
小球碰撞物体A时的速度
物体A被推动的距离
甲球
2m
v
s
乙球
m
2v
2s
【例题3】下列关于温度、内能、热量和做功的说法中正确的是（）
A．物体吸热，温度一定升高B．一个物体的温度升高，一定是外界对物体做功
C．某一铁块，温度降低，内能一定减小D．温度高的物体把温度传给温度低的物体
练习：
内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时这些气体的温度和内能变化的情况是（）
A．内能减少，温度降低B．内能增加，温度升高
C．内能减少，温度升高D．内能增加，温度降低
【例题4】（09威海）“神舟七号”载人飞船完成各项任务后，在返回的
过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这一段时间飞船将“烧成”
一个大火球，如图1所示，而飞船内的宇航员和设备则安然无恙，下列说
法正确的是（）
A．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能
B．飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能
C．飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施
D．飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船
练习：
1.（xx·江苏模拟）取一个空塑料饮料瓶，将一个温度计放入其中，在瓶盖上装一个自行车的气门芯，然后将盖子拧紧密封，如图11－1所示，用打气筒向瓶内打气，那么温度计的示数将会（）
A．不变 B．减小
C．增大 D．无法确定图11－1
2.2.（xx·晋江市）图11－8中，通过热传递改变物体内能的是（）
图11－8
【例题5】图16为四缸发动机工作原理：
内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气．压缩和排气工作。
（1）发动机在做功冲程里，高温．高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将能转化为能。
（2）有一台四缸发动机，其主要技术指标如图16表所示。
其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离（既冲程长）。
转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
①该发动机在1s内做功J，单缸排量V=L。
②在每个做功冲程里，发动机做功W=J。
（3）在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W=pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p=Pa。
（1L=10-3m3）
（4）图16右图为发动机在做功冲程中的示意图。
下面给出了公式W=pV的证明，请将推导过程补充完整（要求各表达式均用S．l或p表示）：
设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的压强为p，则燃气对活塞的压力F=，燃气对活塞所做的功W=，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V=，故W=pV。
练习：
一台四冲程汽油机曲轴转速是1800r／min，此汽油机每秒钟完成_____个工作循环，_____个冲程，对外做_____次功．
【例题6】（09河北）根据表中几种物质的比热容，判断下列说法中不正确的是（）
A.制作体温计常用水银做介质，原因之一是水银的比热容小
B.北方楼房中的暖气用水做介质，利用了水的比热容大的特性
C.由于水比沙石的比热容大，所以内陆地区的昼夜温差比沿海地区大
D.由于水比冰的比热容大，所以冷却食品时0oC的水比0oC的冰效果好
练习：
1.（09济宁）用两个相同的“热得快”分别给质量和初温都相同的甲、乙两种液体同时加热，两液体的温度随时间变化的图像如图4所示。
如果要你从甲、乙两液体中选择汽车的冷却液，应选择液体。
2.（09泰安）若一太阳能热水器内装有100kg温度为20℃的水，阳光照射一天
后,水温升高到70℃，则热水器内的水吸收了J的太阳能；这是通过
（选填“做功”或“热传递”）改变了水的内能。
[已知水的比热容为4.2×103J
／（kg·℃）]
【例题7】（09兰州）汽油的热值是4.6×107J/kg,完全燃烧210g汽油能放出J的热量；若这些热量全部被水吸收，可使kg水，从20℃升高到43℃（水的比热容为4.2×103J/（kg·℃））。
练习：
（09泰安）泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。
该
厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0×
103N，消耗燃油1.5×10－3m3（假设燃油完全燃烧）。
若燃油的密度ρ＝0.8×103kg/m3，热值
q＝4×107J/kg，求：
（1）专用车牵引力所做的功。
（2）已知热机效率η＝
（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？
【反馈练习】
1．汽车油箱的汽油用掉一半后，关于油箱内汽油的说法正确的是（）
A．它的质量变为原来的一半B．它的密度变为原来的一半
C．它的热值变为原来的一半D．它的比热容变为原来的一半
2．以下说法中,正确的是（）
A．温度低的物体吸收的热量一定少
B．质量为5g,温度为100℃的水含有2.1×104J的热量
C．在物体对外做功过程中,物体不断地放出内能
D．在热传递过程中,物体吸收或放出的热量越多,它的内能变化就越大
3．完全燃烧42g焦炭所放出的热量，若有50％被2kg．30℃的水吸收，则水温可升高[c水=4．2103J/（kg·℃）．q焦炭=3．0107J/kg．此时外界为标准大气压（）
A．70℃B．75℃C．100℃D．105℃
4．下面是汽油机工作的四个冲程，其中将内能转化为机械能的是（）
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
5．下列说法中正确的是（ ）
A．物体内能增加，一定是外界对物体做了功B．液体表面上的气压越小，沸点越高
C．冬天在火炉旁烤手是通过热传递改变手的内能的D．物体的温度越高，所含的热量越多
6．一茶杯开水，从刚倒入到可以喝的这段时间内，放出的热量大约是（）
A．5×102JB．5×103JC．5×104JD．5×105J
7.晓丽在《物理手册》中查到如下数据：
温度t/℃
20
40
60
80
100
120
140
160
180
p1=0.98×106Pa时的比热容
2.41
2.62
2.84
3.06
3.28
3.52
3.75
气态
气态
p1=5.8×106Pa时的比热容
2.38
2.58
2.79
3.00
3.21
3.44
3.66
3.90
4.19
不同温度和压强下液态酒精的比热容c/×103J·（kg·℃）－1
（1）图像9中能正确反映液态酒精比热容与温度关系的是_________。
（2）增大压强，既能使酒精的比热容_________，又能提高酒精的___________。
8．如图10所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的能转化为塞子的机械能。
图中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
9．为了比较水和沙子容热本领的大小，小明做了图13所示的实验：
在2个相同的烧杯中分别装有质量．初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如图14所示：
（１）在此实验中，用加热时间的长短来表示物质 。
（２）分析下表中的实验数据可知；质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量 （大于／小于）沙子吸收的热量。
（３）如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子， （沙子／水）升高的温度更高．
（４）实验中有些同学发现：
刚开始加热时，情况与（3）结论不符，你认为可能的原因是：
。
型号
8B13
流量
300m3/h
扬程
12m
质量
111kg
效率
80%
10．春天农民需用水泵缺水灌溉农田，有一水泵铭牌如下：
（1）水泵连续正常工作5h，所做有用功多少？
（2）此水泵总功率为多少？
（3）若此水泵用一柴油机带动，假设柴油完全燃烧所释放的
内能有40%转化为水泵轴的机械能，则每小时消耗多少kg柴油？
（柴油热值按3×107J/kg计算，g=10N/kg）
2019-2020年九年级物理上册12机械能和内能教案（新版）苏科版
教学目标
1.巩固有关机械能、内能知识；
2.提高运用相关知识的能力。
教学重点
理解机械能和内能
教学难点
1.用比热容概念分析有关问题；
2.热量计算。
突破重难点主要策略
通过概念知识点的串讲和例题达到突破重难点。
课前准备
本章知识结构图
一、整理知识
（一）能的概念：
一个物体能够，我们就说它具有能量。
能量的国际单位是。
（二）机械能：
1、动能：
物体由于而具有的能叫动能，物体质量越，速度越，则物体
动能越大。
2、势能：
（1）重力势能：
物体由于而具有的能，物体质量越，被举得越，它
的重力势能越大。
（2）弹性势能：
物体由于而具有的能叫弹性势能，物体弹性形变
越，它的弹性势能越大。
3、动能和势能的相互转化：
动能和重力势能、弹性势能，可以相互。
4、机械能：
和统称为机械能。
动能和势能转化过程中，若不考虑其它
量损耗，则总机械能不变。
机械能＝＋。
（三）内能：
物体的内能是指物体内部所有分子做无规则运动的和__________的总和。
物体内能的大小与物体的、______、__________有关.
热运动：
物体内所有分子的运动称为热运动。
温度是物体所有分子的热运动整体
剧烈程度的宏观表现。
（四）热传递：
是指能量从物体传到物体或者从同一物体的部分传到部分的过程；
热量：
在热传递过程中，转移的____________的多少叫热量，单位是。
物体温度升高，内能；物体温度降低，内能。
物体吸收热量，内能，温度可能，可能;物体放出热量，内
能，温度可能，可能。
（五）比热容：
的某种物质温度升高（或降低）℃时，吸收（或放出）的热量，叫做该种物质的比热容，用符号表示。
水的比热容为，它表示：
。
（六）热量公式Q放=；Q吸=。
（7）做功---改变物体的另一种方式，其本质是机械能和能的转化。
热机就是利用能和能的转化的原理制成的。
它有
（1）冲程
（2）冲程（3）冲程（4）冲程，其中对外做功的是冲程。
（8）热值q：
1kg某种燃料放出的热量。
每种燃料的热值只与有关。
烟煤的热值q=2.9×107J/kg表示。
燃料完全燃烧放出的热量：
Q放=。
2、
典型例题
【例题1】1.图8-4是探究动能大小与哪些因素有关的实验
（1）实验中你通过观察________知道动能的大小；
（2）实验中采用________________方法，使得铜球和钢球到水平面的速度相同；
（3）图甲和丙，探究的问题是___________.
【例题2】在物理学中常提到“热”字，请将下列“热”的含义填入空格内。
（1）这盆水很热，这里的“热”是指。
（2）物体吸热升温，这里的“热”是指。
（3）摩擦生热，这里的“热”是指。
【例题3】小明在烈日当空的海边玩耍，发现沙子烫脚，而海水却很凉。
同样，太阳光照射，为什么会出现不同的结果呢？
小明想：
是不是沙子和海水吸热升温快慢不同呢？
于是他从海边取一些沙子和海水带回家进行探究。
小明在两个相同的玻璃杯中分别装上了相同质量的海水和沙子，同样用100W的白炽灯同时照射它们，并用温度计测出它们不同时刻的温度值。
记录的数据如下表所示。
照射时间/min
0
2
4
6
8
10
12
温度/℃
海水
31．0
31．6
32．1
32．5
32．8
33．0
33．1
沙子
31．0
32．5
33．8
34．8
35．8
36
36．3
（1）小明探究的物理问题是什么？
_________________________
（2）分析小明探究中收集到的数据，你可以得出什么探究结论？
___________________________________________
（3）小明发现“夏天炎热的白天，海边的沙子烫脚而海水却凉”，请你用简单的语言从日常生活中或自然中列举出一个类似的现象。
3、课堂训练：
1.如图1-1所示，让钢球从斜面上由静止滚下，打到一个小木块上，能将木块撞出一段距离．放在同一水平画上相同位置的木块，被撞得越远，表示钢球的动能越大．现用同一钢球从不同高度滚下，看哪次木块被推得远．回答以下问题：
（1）设计本实验的目的是研究_________________________________________．
（2）让钢球从不同高度滚下是为了_______________________________．
（3）此实验得出的结论是_____________________________．
2.关于物体的内能，下列说法中正确的是（）
A、运动的物体有内能，静止的物体没有内能
B、物体温度在0°C以下时没有内能
C、高温物体的内能一定比低温物体的内能大
D.物体运动时，内能增大
3.人们在生活中用热水取暖，生产上常用水作为冷却剂，这因为水的（）
A、比热大B、吸收的热量多C、放出的热量多D、密度较大
4.下面哪种情况下比热会发生变化（）
A、一杯水倒掉一半B、水凝固成冰
C、0°C的水变成4°C的水D、铁块加工成铁板
5、下面说法中正确的是（）
A、物体吸收了热量，它的温度一定升高
B、物体放出了热量，它的温度一定降低
C、物体温度不变，它一定没有吸热，也没有放热
D、物体放出了热量，它的温度可能不变
6.水的比热容是_____________________,它的物理含义是：
_____________________________.
7.遨游太空绕地球运行后，“神舟”号载人飞船返回舱返回地面时，为使快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高压气体，那么从开始喷气到安全着陆的过程中，返回舱的………（）
A.动能不变，势能减小B.动能减小，势能减小
C.动能减小，势能不变D．动能不变，势能增大
8..如图8-8所示，小明在玩蹦蹦杆，在小明将蹦蹦杆中的弹簧向下压缩的过程中，小明的重力势能、弹簧的弹性势能的变化是……（）
A.重力势能减小，弹性势能增大
B.重力势能增大，弹性势能增大
C.重力势能减小，弹性势能减小
D.重力势能增大，弹性势能减小
9..图8-9所示，小球由静止从轨道最高处的A点滚下到最低处B点时，下列说法中正确的是（）A.小球在A点时只有动能，没有重力势能
B.小球在A点时只有重力势能，没有动能
C.小球从A点到B点的过程中，动能转化为重力势能
D.小球从A点到B点的过程中，机械能增加
10．提高能源利用率是人类面临的一项重要任务．图8-10为某城市轻轨车站设计方案的示意图，该图表明与站台前后连接的轨道都有一个小坡度．请从机械能角度说明这样设计站台的目的:
_____________________________________________________________
11.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8-11所示，请你写出演员在表演时涉及到2个物理知识.
（1）_______________________________
（2）______________________________
12.请阅读下表，根据表中数据，谈一谈你可以发现哪些结论（不要复述量值），或者列举生活、生产中用关的应用（写出两条）
几种物质的比热容c/（J·（㎏·℃）-1）
水
4.2×103
干泥土
0.84×103
冰
2.1×103
铜
0.39×103
煤油
2.1×103
铅
0.13×103
水银
0.14×103
砂石
0.92×103
（1）
（2）
13.太阳能是人类最基本的能源．淮安某月当太阳光照射地面时，1m2地面上在1s内平均得到的太阳辐射能约为1.0×103J．太阳能热水器就是直接利用太阳能的装置，目前已经逐渐地出现在我们的生活中。
小明同学家买一台太阳能热水器，铭牌如下表所示，小明家每天大约需要100kg热水，用这种热水器将这些水从25℃加热到45℃需要多长时间？
型号
BJ—xx
水容量/L
100
自身质量/kg
40
集热管面积/m2
3
效率
90％
四、布置作业：
补充习题P28本章练习
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