第15章热和能.docx
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第15章热和能
人教版新课标九年级物理同步辅导与训练
第15章热和能
15．1分子热运动
肉眼看不到又小又轻的分子，那么怎样才能知道分子在运动呢？
分子间存在着引力和斥力
智能提要
人们把不同物质相互接触时，彼此进入对方的现象叫做扩散现象。
问：
分子极其微小，直接用眼睛根本看不见，我们是通过什么方法来知道它的运动情况的?
答：
科学家可以用高科技手段对分子进行观察，而我们可以从一些日常生活中的现象，或用一些简单的实验方法来分析得出分子的运动情况。
如扩散现象，人们通过气体、液体、固体的扩散现象，就能说明微小的分子在永不停息地运动着。
如：
在房间里接通电蚊香片的电源，则整个房间都能闻到蚊香片的气味；把盐撒在菜上，过一段时间后菜就有了咸味；把卫生球（用萘制成）放入箱子里，几天后打开箱子，则整个箱子里都会发出卫生球的气味；在一碗汤里倒入点酱油，则整碗汤都会有酱油的味道和颜色.
问：
哪些现象能说明分子间存在着吸引力和排斥力呢？
水和酒精充分混合后总体积会变小，说明分子间有空隙，间接说明分子间有排斥力.
答：
我们只要细心观察、思考，日常生活中很多现象都能说明分子间有吸引力和排斥力。
例如，一支粉笔有一定的形状和体积，而不是“一盘散沙”；用粉笔写字，黑板上留下字迹；把两滴水靠近后会溶在一起合成一滴水，等等。
充分说明了分子间存在着吸引力。
再如，固体、液体很难被压缩，分子间有空隙，说明分子间存在着排斥力。
科学家研究得出：
当分子间距离大于0.1nm时，吸引力起主要作用；当分子间距离小于0.1nm时，排斥力起主要作用；当分子间距离大于分子直径10倍以上时，分子间的作用力极小，可忽略不计。
中考撷要
本节内容较容易，在中考时，主要的考查内容是：
理解分子动理论的基本内容并会用分子热运动的知识解释生活中的一些现象．主要的考题有填空题、选择题、问答题等．
智能拓展
布朗运动
由于分子在做永不停息的无规则运动，它对悬浮在液体或气体中的颗粒的撞击也是不平衡的，因此悬浮在液体或气体中的颗粒将做永不停息的无规则运动，该现象由布朗最先观测到，因此我们把这种运动称之为布朗运动．
布朗运动的剧烈程度与温度和颗粒大小有关，温度越高布朗运动越剧烈，颗粒越小，布朗运动也越显著．
在显微镜下可以观察悬浮在液体中的花粉的布朗运动．不论是白天还是黑夜，冬天还是夏天，我们总可以在显微镜下看到布朗运动。
这表明分子在不停地着。
智能归例
题型一知道扩散现象说明分子在不停地运动着
例1下列现象中，说明分子不停地做无规则运动的是（ ）
A．糖块放入水中，水变甜了
B．洒水车将水喷洒在地面上
C．扫地时，在阳光下看到灰尘在空中飞舞
D．沙粒放入水中，水变浑浊了
知识点通过实例感受分子的运动
闯关点拨注意区分宏观物质的一些细小微粒与微观粒子的一些区别
解 分子很小，一般分子的直径只有10-10m，因此选项中的水滴，灰尘和沙粒都是我们肉眼就能观察到的，它们应该属于宏观物体的运动，而不是分子的无规则运动，选项A中，糖块放入水中，水变甜了，是属于扩散现象，是分子无规则运动的结果。
答选A
例2通常把青菜腌成咸菜需要几天时间，而把青菜炒熟，使之具有咸味，仅需几分钟。
造成这种差别的主要原因是（）
A．盐分子太小，很容易进入青菜中
B．盐分子间有相互作用的排斥力
C．青菜分子间有空隙，易扩散
D．炒菜时温度高，分子运动加快
知识点分子运动的快慢跟温度的关系
闯关点拨分子运动的快慢跟温度有关，物体的温度越高，分子的运动越快
解炒菜时温度高，分子运动的速度快。
而腌菜是在常温下进行，分子运动缓慢
答选D
题型二懂得分子间存在着吸引力和排斥力，并能解释有关现象
例1压缩固体和液体很困难说明分子间（ ）
A.分子之间存在着斥力
B.分子之间存在着引力
C.分子不停滴在做无规则的运动
D.固体、液体分子之间没有空隙
知识点通过实例认识分子间存在着引力和斥力
闯关点拨固体、液体都很难被压缩，原因是分子间存在着斥力
解固体、液体难压缩的原因，是受压后分子间的距离就要小于0.1nm，这时分子间斥力大于引力，斥力起主要作用，并且斥力会随着分子间距离的进一步减小而迅速增大，所以很难被压缩。
固体、液体分子间的距离本来就很小.
答选A
例2分子间有引力，为什么不能将打碎的玻璃吸引在一起?
知识点利用分子动理论解释日常现象
闯关点拨分子间的作用力和分子间的距离有关，当分子间的距离大于分子直径的10倍时，分子间的作用力就变得十分微弱，可以忽略了
解答两块玻璃碎片拼合在一起，不可能相距很近，它们之间的距离很难达到如此小的距离范围，分子间的引力十分微弱，所以不能吸引在—起．
中考典题精析
考题下列事例中，不能说明分子做无规则运动的是（）（江苏省镇江市2003年中考题）
A．炒菜时，我们闻到香味
B．在阴凉的地方晾衣服，衣服变干了
C．腌咸蛋时，时间久了，蛋变咸了
D．扫地时，灰尘在空中飞舞
闯关点拨本题实例是人们感受到的事实，能否说明分子的运动，除了分析题目中的主题是否是运动的分子外，还应掌握分子的运动是不受任何外力影响而进行的，这是判断的关键．
解炒菜时闻到香味，是扩散现象，说明分子在运动．湿衣服晾干是蒸发，而蒸发的实质是在液体表面总有一些速度较大的分子能克服周围分子的引力而跑到液体外面去，成为气体分子．腌咸蛋时，盐水中的盐分子运动进入到蛋中使蛋变咸，说明分子在运动，而灰尘飞扬是细小尘粒的运动，不是分子运动．
答选D
智能训练
基础知识训练
1．在量筒的下半部分盛有蓝色的浓硫酸铜溶液，再在硫酸铜溶液上方缓缓地注入一些清水，几天后，整个量筒内的液体都变成蓝色，这一现象表明_______________．（题型一）
2．一根铁棒很难压缩是因为分子间存在__________，又很难被拉长是因为分子间存在着__________。
（题型二）
图15-1
3．如图15-1所示，下面的瓶子里装有红棕色的二氧化氮气体，它的密度大于空气密度．当抽去玻璃片后，过一段时间，看到上面的瓶子里也出现了红棕色的二氧化氮，这种现象主要表明（）（题型一）
Ａ．分子有一定的质量Ｂ．分子间有相同作用力
Ｃ．分子有一定大小Ｄ．分子在做无规则运动
4．下列诗词、歌词或俗语中不含有分子无规则运动这一物理知识的是（）（题型一）
A．稻花香里说丰年 B．美酒飘香歌声飞
C．墙里开花墙外香 D．亲戚远来香
5．下列实例中，不能用来说明“分子在不停地运动”的是（）（题型一）
A.湿衣服在太阳下被晒干B.炒菜时加点盐，菜就有咸味
C.扫地时灰尘飞扬D.香水瓶盖打开后能闻到香味
6．长期堆放煤的墙角，墙壁的内部也会变黑．说明其原因．（题型一）
7.把1升酒精倒入容器中，再把2升水也倒入这个容器中并进行充分混合，发现混合后的总体积小于3升，请解释这个现象。
综合提高训练
1．固体、液体、气体分子间的距离，从小到大排列的顺序一般是__________，分子间的作用力从小到大排列的顺序一般是_____________________
图15-2
2．“花气袭人知昼暖，鹊声穿树喜新晴”，这是南宋诗人陆游《村居书喜》中的两句诗，对于第一句，以物理学角度可以理解为：
花朵分泌的芳香油分子的_______________加快，说明当时周边的气温突然____________（题型一）
3．如图15-2所示，将一表面干净的玻璃板挂在弹簧秤下面，手持弹簧秤的上端将玻璃板放至刚与水面接触后，慢慢提起弹簧秤，观察到玻璃板未离开水面时弹簧秤的示数比离开水面后的示数_________，其原因是_________．
（题型二）
4．物质处于哪种状态决定于（）．
A．物质的温度B．物体内分子无规则运动的剧烈程度
C．物质的分子结构D．物质内部分子作用力的大小
5．“破镜”不能“重圆”的原因是（）（题型二）
A．分子间的作用力因玻璃被打碎而消失
B．玻璃表面太光滑
C．玻璃的分子间只有斥力没有引力
D．玻璃碎片间的距离太大，大于分子间发生相互吸引的距离
6．下列现象中，不能用分子间存在引力作用来解释的是（题型二）
A．要橡皮绳拉长，必须施加拉力的作用
B．擦黑板时，粉笔灰纷纷落下
C．用胶水很容易将两张纸粘合在一起
D．折断一根铁丝需很大的力
7．下列关于分子间的作用力的说法中正确的是（）（题型二）
A．一根铁棒很难被拉断，这说明铁棒的分子间只存在引力
B．液体非常容易流动，这说明液体分子间主要是斥力
C．气体很容易被压缩的原因是因为气体分子间没有作用力
D．分子间的距离减小，分子间的引力和斥力都增大
8.一张纸从边缘稍一用力就可将它撕开，可是若用两只手向相反方向拉纸，却要用较大的力气，你知道这是什么道理吗？
（题型二）
9．日常生活中用乳胶粘木制家具时，要让乳胶变干后，才能粘的牢，试用分子运动的知识加以解释。
（题型二）
10．把一块铅切成两段，然后在原处合上，加以一定的压力，两段铅又能合在一起，而打碎的玻璃也在原处合上，也加以一定的压力，为什么不能合在一起呢？
（题型二）
15．2内能
什么叫内能？
什么叫热量？
它们之间有什么关系呢？
我们怎么来改变物体的内能呢？
智能提要
做功
问：
内能和机械能有什么区别？
答：
内能是物体内部所以分子具有的动能和势能的总和，这种无规则的运动是分子在物体内部自身不停地运动，跟物体整体运动无关．而机械能与整个物体运动情况有关：
运动的快慢、高度、位置等．例如，抛到空中的球，离开地面，具有重力势能；它在空中飞行，具有动能，球的动能和重力势能构成球的机械能．球在空中飞行速度、高度变化，它的机械能可能发生变化，而它的内能不一定变化（假如温度未变）．当然，球的内部的分子也在做无规则的热运动，而且分子间有相互作用，因此球也具有内能．
问：
温度越高的物体其内能越大“这句话对吗？
这里应注意区分各种现象中什么是被研究的物体，什么是外界．
答：
从内能的定义及扩散现象可知，决定内能大小的一个主要因素是温度，但不仅仅只取决这个因素．既然内能是物质内部所有的分子动能和分子势能的总和，应该还与物质的分子数目、分子之间的相互作用力大小、分子间距等多个因素有关．因而在不同物体之间不易比较内能的大小．因此“温度越高的物体其内能越大”这种说法显然是不正确的．但对于同一物体而言，温度升高时，内能增大，温度降低时，内能减小．
问：
你知道改变内能的两种方式吗？
答：
改变内能的方式有做功和热传递两种．做功改变物体的内能可分为外界对物体做功和物体对外界做功两种情况，前者能使物体的内能增大，后者能使物体的内能减小．
热传递改变物体的内能也要分吸收热量和放出热量两种情况，前者会使物体的内能增加，后者会使物体的内能减小．
问：
怎样正确理解温度、内能、热量、做功之间的关系？
答：
温度百年时物体的冷热程度．从分子动理论观点看，温度越高，分子无规则运动速度越大，分子热运动就越激烈，因此可以说温度是分子热运动激烈程度的标志．
内能是能的一种形式，它是物体内所以分子无规则运动所具有的动能和分子势能的总和．它与温度是两个不同的概念．但可以从下面这句话找到它们的联系：
物体温度升高，它的内能增大；温度降低，它的内能减少．
例如，“物体的热量”这种说法是不正确的．
热量指热传递过程中内能的改变量．因此热量是一个过程量，与内能是一个状态量不同，在热传递过程中物体内能的变化不能用功来量度，只能用热量来量度．
做功也是一个过程量，也可以改变内能，因此也能量度内能的变化．做功和热传递堆于改变物体的内能是等效的，但两者是有区别的：
做功改变内能是物体的机械能转化为内能，热传递是内能在物体间的转移．
中考撷要
三年以来，内能是中考考查的重点内容之一．主要的考点有：
内能的概念、内能的性质及内能改变的途径．主要题型有选择题与填空题．
智能拓展
热传递
物体在任何时候都有一定的温度，在自然状态下，温暖度高的物体总会把热量传递给温度低的物体，直到它们之间的温度相同为止，这就是热传递．那么，热传递怎么进行的呢？
一般来说，有传导、对流和辐射三种传热方式．拿一根铁丝，把一端放在火上烧，另一端拿在手中，过一会儿你会觉得手拿是这一端也烫起来；把一杯热茶放在桌面上，过一会儿，你会发觉桌面也变热了．上面的现象告诉我们：
物体的热既可以在物体自身不同的部位间传递，也可以在不同物体之间传递，这种热量自动地从温度高的物体（或部分）传到温度低的物体（或部分）的传热方式叫热传导．
热的另一种传递方式叫热对流．取一个盛水的烧杯，里面放进几条小鱼．把烧杯倾斜放在架子上，杯口下面放一盏燃烧着的酒精灯．烧了一会，杯口的水开始沸腾，小鱼却仍然在里面悠然自得地游着．用手摸一摸烧杯的底部，原来杯子的底部还是凉的．这表明，水是不善于传导热的．那么，为什么在水壶里的水，一会儿就会被烧开了呢？
原来，用水壶加热水的过程中下部的水首先受热，体积膨胀变轻，向上浮起，而上部的水没有受热，比下部受热的水重，就向下沉．这样不断地上下交替运动，壶里的水就逐渐热起来，直到沸腾．这种传递热的方式就叫做热对流．除了水以外，空气也能通过热对流来传递热．冬季把炉子放在屋里，上升的热空气占据了上部的空间，上部比较重的冷空气便下降，形成了冷热空气的不断对流，经过一段时间整个屋子就变暖了．
热还有一种传递方式叫热辐射．站在火炉或火堆旁，身体向着火的一面会感到热，这种热是从哪里来的？
空气不善于传导热，所以这不是传导来的．是空气对流吗？
也不是，因为人的感觉只是向着火的一面热，而不是全身都热．这种热由温度高的物体沿直线直接向四周投射的传递方式叫热辐射．太阳就是通过热辐射的方式将热量传给地球的．
热辐射还跟物体的颜色有关，颜色越深，吸收或散发辐射热的能力就越强；颜色越浅，吸收或散发辐射热的能力就越弱．另外，障碍物如木板，能挡住辐射热．
回答问题：
（1）我们中国的饮食文化中常有蒸、烤、煮、炸等多种技法．请你对照文章中关于热的传递方式分别指出：
蒸、煮、烤各属于哪种方式？
你有体验吗？
（2）根据文章的内容，比较说明固体、液体、气体传热方式的异同．
（3）根据你的生活经验，各举一例说明三种不同的传热方式在日常生活中的应用．
智能归例
题型一知道内能的概念及决定内能大小的因素
例下列关于物体内能的说法中正确的是（）
A．物体运动速度越大，内能越大
B．静止的物体没有动能，但有内能
C．内能和温度有关，所以0℃的水没有内能
D．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
知识点考查对内能概念的理解
闯关点拨本题考查内能与机械能的本质区别，解答问题的关键是明确内能与哪些因素有关及内能与机械能的区别．
分析和解物体的内能与三个因素有关，即物体的质量、温度、状态，与物体的运动速度和举起的高度无关，物体的速度和举起的高度影响的是机械能，而机械能与内能是两种不同形式的能．对于同一物体，温度越高，内能越大．
答选D
题型二明确热量、温度、内能之间的关系，加深对内能概念的理解
例关于温度、内能、热量三者的关系，下列说法正确的是（）
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．物体温度不变，就没有吸热或放热
D．物体温度升高，内能增加
知识点正确理解热量、内能和温度的概念
闯关点拨解答本题时，要正确理解热量、内能和温度的概念，并明确它们之间的关系．
解物体吸收热量使物体的内能增加，可以是分子的动能增加，也可以是分子势能增加．在物态变化过程中的晶体的熔化和液体的沸腾过程中，物体要吸收热量，但物体的温度不变，这时物体的内能增加主要表现在内部分子势能的增加．所以A不正确．改变物体内能有两种方式：
做功和热传递．在没有明确说明是通过哪种方式改变物体内能的情况下，不能不能不假思索地做出判断．所以B不正确．物体的温度不变，只能说明物体内部分子的动能没有发生变化，并不能说明物体的内能没有发生变化，因为分子间的势能可能发生变化．C也不正确．
答选D
题型三懂得做功和热传递都能改变物体的内能
例1下列事例中，属于做功改变物体内能的是（）
A．在火上点燃火柴头，使火柴头温度升高
B．冬天人们围着火炉烤火身体感觉暖和
C．两手互相摩擦，手感觉暖和
D．在阳光照射下，水盆里的水温度升高
知识点区分改变内能的两种方式
闯关点拨A、B、D都是通过热传递使物体的内能增加，C是由于双手克服摩擦做功，将机械能转化为内能使手的内能增加的．
答选C
例2以下现象中，由内能转化为其他形式能的现象是（）
A．古代人“钻木取火”
B．电炉通电后，电炉丝发红了
C．晒太阳时感到暖和
D．水壶中水沸腾时，水蒸气把壶盖顶起来
知识点考查做功改变内能的过程中能量的转化
闯关点拨做功改变物体的内能实质上是物体的内能与其他形式能的相互转化过程，分两种情况：
一是外界对物体做功，将其他形式能转化为内能；二是物体对外界做功，将内能转化为其他形式能．
解“钻木取火”是机械能转化为内能，A错；电流做功，也属于做功改变物体的内能，它是电能转化为内能，B错；C是通过热传递方式改变了内能，只是内能发生了转移，C也错；水壶中水沸腾时，生成大量高温高压的水蒸气，顶起壶盖，对壶盖做了功，使水蒸气的内能减少，是内能转化为机械能，故D正确．
答选D
中考典题精析
考题1关于物体的内能，下列说法正确的是（）（内蒙古呼和浩特市2003年中考题）
A．物体运动得越快，内能越大
B．物体举得越高，内能越大
C．物体运动得越快，举得越高，内能越大
D．物体温度越高，内能越大
闯关点拨本题考查内能与机械能的本质区别，解答问题的关键是明确内能与哪些因素有关及内能与机械能的区别．
解在分析物体内能大小时，应注意物体的内能与三个因素有关，即物体的质量、温度、状态，与物体的运动速度和举起的高度无关，物体的速度和举起的高度影响的是机械能，而机械能与内能是两种不同形式的能．对于同一物体，温度越高，内能越大．
答选D
考题2关于内能、温度和热量的下列说法中，正确的是（）（云南省昆明市2004年中考题）
A．高温物体具有的一定比低温物体具有的内能多
B．物体的温度越高，含有的热量越多
C．在内能转移的过程中，越多有热传递发生
D．物体的内能增加，一定是对物体做了功
闯关点拨内能是物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，可见物体的内能大小，不仅与分子的热运动有关，还与分子数目的多少和分子势能有关，而物体的温度越高时，分子无规则运动越剧烈，只说明分子动能较大．故选项A不正确；热量是物体在热传递过程中吸收或放出热的多少，离开热传递，说一个物体含热量的多少是错误的．故选项B不正确；做功、热传递在改变物体内能的效果上是相同的，宏观上表现为物体温度的变化或物态的变化，但做功和热传递的实质是不同的，做功是内能和其他形式能的相互转化，而热传递是物体间内能的转移．选项C正确．
答选C
智能训练
基础知识训练
1．冬天，双手反复摩擦，手会感到暖和；用嘴对着双手“呵气”，手也会感到暖和。
前者是利用方式增加了手的内能，后者是利用方式增加了手的内能。
（题型三）
2．下列现象中，利用做功改变物体内能的是．（填序号）（题型三）
（1）冬天，人们用两只手掌相互摩擦取暖
（2）在古代，人类钻木取火
（3）冬天，人们往手心中呵气取暖
（4）把烧红的铁块放到冷水中，冷水变热
（5）晒太阳时感到很热
（6）用锤子反复打击一些铁片，它的温度升高
（7）多次弯折一根铁丝，弯折处会发烫
3．关于物体的内能，下列说法不正确的是（）（题型一）
A．烧开的水有内能B．在草地上滚动的足球有内能
C．物体的温度升高时，内能会增大D．水结冰时温度不变，所以内能不变
4．下列事例中，属于用做功的方法改变物体内能的是（）（题型三）
A．秧田中的水被晒热B．将牛奶放进冰箱冷冻制棒
C．磨刀时刀刃发热D．热开水变凉
5．下列四幅图中，属于利用热传递改变物体内能的是（）（题型三）
B．烧水时水温升高
A．双手摩擦能发热
D．钻木取火
C．锯木材锯子发烫
P
6．关于物体的内能，下列说法错误的是（）（题型一）
A．0℃的物体没有内能B．内能和其他形式的能之间可以互相转化
C．物体间的内能可以转移D．一切物体都具有内能
7．关于温度、热量、内能的关系，下列说法中正确的是（）（题型二）
A．温度高的物体一定比温度低的物体内能大
B．温度高的物体一定比温度低的物体热量多
C．物体的温度升高，它的分子热运动一定加剧
D．物体的温度升高，一定是从外界吸收了热量
8．以下的日常生活事例，通过做功来增加物体内能的是
A．给自行车车胎打气，气筒发烫 B．放进太阳能热水器中的水,温度升高
C．点燃的爆竹腾空而起D．用水壶烧水，水蒸气将壶盖顶起
图15-3
综合提高训练
1．如图15-3所示，一个配有活塞的厚玻璃筒里放有一小团蘸了乙醚的棉花，把活塞迅速压下去，棉花燃烧起来了，在这个过程中，是通过_______方式使空气内能，温度升高，达到棉花的燃点使棉花燃烧。
2．2003年10月15日，是中国人最自豪的日子之一，标志着中国的航天工业进入了世界先进行列。
“神舟”五号是10月15日由洒泉卫星发射中心用“长征”二号F型运动火箭发射升入太空的，它绕地球飞行了14圈后安全返回，降落在预定的着陆场——内幕古四子王旗北的阿木古郎牧场上，“神舟”五号飞船在减速降落的过程中，其减小的机械能转化为____能，能量的转化是通过_____方式进行的。
3．一把勺子的温度升高了（）（题型一）
A．它一定吸收了热量B．一定和其他物体发生了热传递
C．它的热量一定增加D．它的内能一定增加
4．关于温度，热传递和热量，下列说法中正确的是（）（题型二）
A．温度高的物体具有的热量多
B．温度低的物体含有的热量少
C．热量总是从温度高的物体传递给温度低的物体
D．热总是从热量多的物体传递到热量少的物体
5．下列事例中物体内能减少的是（）（题型三）
A．金属汤勺放进热汤中后会变得烫手
B．放入电冰箱中的食物温度降低
C．一块0℃的冰全部熔化成0℃的水
D．“神舟”五号飞船返回舱进入大气层后表面升温
6．下列关于温度、内能、热量和做功的说法中正确的是（）（题型二）
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
7．下列事例中，做功改变物体内能的是（）（题型三）
A．用酒精灯加热烧杯中的水，B．冬天室内使用暖气取暖
C．用锯锯木板，锯条发热D．盆中的热水温度逐渐降低
8．下列说法中正确的是（）（题型二）
A．物体的温度降低，它的热量就减少
B．物体吸收热量，温度一定升高
C．物体的温度升高，其内能一定增加
D．两个物体的温度相等，它们的内能一定相等
9．2003年10月15日，“神舟”5号载人飞船在震天的轰鸣声中腾空而起，飞向太空。
完成任务后于次日凌晨准确降落在内蒙古中部预定地区。
返回舱进入大气层一段时间后，由于受空气阻力做匀速运动。
返回舱匀速下降过程中（）（题型三）
A．重力势能减少，动能增加，内能增加B．机械能减少，
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