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第十二章机械能和内能改

第十二章机械能和内能

一、动能势能机械能

第一课时动能

学习目标:

1.通过实例分析,认识到运动的物体能做功,具有动能;

2.通过探究,知道影响动能大小的因素。

重难点:

决定动能的因素及探究过程

实验准备:

锤子、钉子、木板、斜面小车、木块(11组)

学习过程:

一.自学提纲:

1.阅读30页1—2段,思考以下问题:

⑴如何判断物体具有能量?

 

⑵什么叫动能?

举例说明哪些物体具有动能;

 

⑶判断以下说法是否正确:

A.具有能量的物体一定在做功()

B.正在做功的物体一定具有能量()

C.做功多的物体一定比做功少的物体具有能量多()

⑷猜想动能大小可能与什么有关?

 

2.阅读31页活动12.1,思考以下问题:

⑸步骤1中让小车从不同高度滑下的目的是什么?

 

⑹通过观察什么现象比较动能的大小?

如何比较的?

 

⑺步骤2控制什么物理量不变?

改变什么物理量?

 

结论:

_______物体的动能与物体的______和_____有关,物体的______越大,_________越大,它具有的动能就越大。

⑻列举生活中事例说明上述结论:

二.展示提升:

1.一个物体如果具有了对别的物体    的本领,我们就说这个物体具有能量;一个物体具有的能越多,那么这个物体可以对别的物体做的功就    。

2.如下图1,让小车分别从不同高度由静止开始滑下,

⑴小车运动到水平表面时,___图中的小车速度大;

⑵___图中的木块被撞后移动的距离长;

⑶___图中的小车对木块做的功多,它具有的动能____。

 图1              图2

3.如图2,它是用来研究动能大小与物体_____的关系的。

实验表明:

丁图中的小车到达水平表面时,能使木块运动的距离____些(选填“大”或“小”)。

4.综合第2、3两题的结论,可以发现:

运动物体的动能大小与物体的

___和_______都有关系,物体的_____越大,_____越大,它具有的动能就越大。

5.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。

他猜想小球从同一光滑斜面上自由滚到底端时的速度

猜想一:

可能与小球在光滑斜面上的高度无关;

猜想二:

可能与小球的质量有关;

他选择了一些实验器材,进行了如下实验(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

 

⑴实验一是为了验证猜想(选填“一”或“二”),通过该实验他得到的结论是:

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_______(选填“有关”或“无关”)

⑵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v2、v3,请判断v2v3(选填“>”、“=”或“<”)。

⑶在完成了以上探究后,小明继续进行“探究动能的大小与速度的关系”的实验三,根据实验的结果:

他得出了“速度越大,动能越大”的结论,你认为他的结论是否可靠?

(选填“可靠”或“不可靠”)。

原因是。

 

三、错题小档案:

 

点拨/反馈

第二课时势能机械能

学习目标:

1.通过探究,知道影响势能大小的因素;

2.从生活实例中认识动能和势能的相互转化。

重难点:

决定弹性势能、重力势能的因素

实验准备:

卡片(约9cm×5.5cm)、橡皮筋、弹弓、弹簧、沙子、不同木块(边长5cm、10cm、20cm)、小球、滚摆

学习过程:

一、自学提纲:

1.阅读32页活动12.2,思考以下问题:

⑴把卡片压平的目的是什么?

 

⑵写出迅速松开手,会出现的现象?

 

⑶比较压平卡片与不压平卡片放手后情况的异同点;

 

⑷比较压平卡片与半压卡片放手后情况的异同点.

 

结论:

发生___________的物体具有的___叫弹性势能;在一定限度内,形变越大,形变物体的_______能就越________.

2.阅读33页图12-8、图12-9、图12-10,思考以下问题:

⑸举5例说明哪些物体具有弹性势能;蹦蹦床上的小冬要想蹦的更高,你能帮他吗?

 

⑹弹簧、橡皮筋具有弹性势能吗?

为什么?

 

⑺什么叫重力势能?

 

⑻看图12-9,猜想重力势能与哪些因素有关?

 

⑼图12-10中通过比较什么来比较重力势能的大小?

 

⑽完成34页方法1和2,填写课本空格。

⑾什么是机械能?

举例说明。

 

结论:

 

3.阅读图12-11、图12-12和“生活·物理·社会”,思考以下问题:

⑿填写34页空并分析图12-12(a)---(d);

 

⒀举出生活中动能和势能相互转化事例;

 

⒁列举大海中蕴藏的机械能的形式;

 

⒂海水退潮时能量是如何转化的?

 

二、展示提升:

1.如图1所示,将一张卡片对折,在开口的一边剪两刀,然后将橡皮筋套在开口边,就做成了一个会跳的卡片,使这张卡片跳起来的做法是___________;卡片能跳起来的原因是_______。

2.发生______的物体能对其他物体做功,这种由于发生____而具有的能量叫弹性势能。

物体由于被举高而具有的能量是_____。

一个物体的____越大,被举起得越高,它的_____能就越多。

3.“某高楼大厦发生高空抛物不文明行为,一老太太被抛下的西瓜皮砸伤……”.被抛下的西瓜皮在下落过程中逐渐增大的物理量是()

A.重力势能B.动能C.重力D.密度

4.运动员从起跳到落地过程中,下列说法正确的是(不计空气阻力)

A.上升过程中,动能减小,机械能减小

B.上升过程中,重力势能增大,机械能增大

C.下落过程中,重力势能减小,机械能不变

D.下落过程中,重力势能减小,机械能减小()

5.在研究物体的“重力势能和高度因素”有关时,三个相同的木桩被从空中静止的三个的铁块从不同的高度落下撞击,陷入沙坑的情况如图所示,在此实验中:

⑴我们是通过观察___________来比较各铁块重力势能的大小的?

⑵在准备实验器材的时候,需要三个质量______(相同/不同)的铁球,这样作的目的是:

_________________。

⑶从实验的结果来看:

可以得出的结论是:

       。

三、错题小档案:

 

反馈/反思

第三课时机械能习题课

学习目标:

1.识别机械能的各种形式;

2.从生活实例中认识动能和势能的相互转化。

考点:

决定动能、势能的因素及动能和势能的相互转化

一、知识回顾:

1.一个物体能够做功,这个物体就具有。

2.动能:

物体由于而具有的能叫动能。

运动物体的越大,越大,动能就越大。

3.重力势能:

物体由于而具有的能。

物体越大,被举得越,重力势能就越大。

4.弹性势能:

物体由于发生而具的能。

物体的越大,它的弹性势能就越大。

5.以相同速度行驶的卡车和小轿车,卡车的动能比较大是因为卡车的____大;两个质量相同的铁球高度越高,_______能越大。

6.机械能:

和的统称(机械能=动能+势能)能量的单位是:

______

7.人造卫星饶地球转动时,从近地点转到远地点的过程中人造卫星的重力势能将,动能,速度。

(填“变大”、“变小”、“不变”)。

8.在高空中飞行的运输机,具有 能和 能,统称为能。

运动员拉弓把箭射出时,弓的能转化为箭的能。

二.典型例题:

例1用一根不可伸长的细线,一端拴住一个小球,另一端固定在O点(如

图1)。

现将小球拉至一点A,然后释放,小球将沿

来回摆动。

若不计任何阻力,试分析小球在摆动过程中的能量转化。

 

 

图1

例2观看杂技里的绷床表演时,发现演员从高处落下接触绷床时都下蹲,而上跳时又要用力蹬绷床,说明其中包含的物理道理。

三.对应训练:

1.投向空中的篮球具有____能和_____能,落下时,它的___能减小。

从落地到被弹离地面时它具有_____能。

2.如图2所示,使单摆偏离原来静止位置到A1。

当摆球从A1向下摆动时,它的速度越来越快,动能逐渐_____,势能逐渐_____;当摆球到最低点O1时,它的动能最___、势能最___。

在此过程中,摆球的势能逐渐转变成___能。

此后,摆球又向B1的位置运动,随着摆球的上升,它的速度越来越___,动能逐渐转变成__能;当摆球到最高处B1点时,它的动能为___,势能最____。

小球摆动起来后,它在O1处的机械能比在O2处的机械能___(选填“大”、“小”)。

          

 

3.如图3所示,在用滚摆做探究“机械能的相互转化”的活动时,把滚摆悬挂在框架上,用手捻动滚摆使悬线缠在轴上,滚摆升到最高点后,放开手,可以看到滚摆下降过程中,越转越 ,到最低点时滚摆转而,直到差不多回到的位置。

滚摆在  位置处重力势能最大,在处动能最大。

可见,  和    可以相互转化。

4.如图4,小明从滑梯上下滑的过程中,下列说法中正确的是( )

A.重力势能减少,动能增加

B.重力势能增加,动能减少

C.重力势能增加,动能不变

D.重力势能减少,动能不变

5.将一只皮球向上抛出,它在上升过程中是_______能转化成________能,在下降过程中,是________能转化成    能。

6.下面四选项中正确的是:

()

A.一个物体没有做功,这个物体具有的机械能一定为零

B.速度大的物体比速度小的物体具有的动能大

C.一块石头举得越高,它的重力势能越大

D.以上答案都不正确

7.体积相同,速度相同的铁球和铜球在同一水平桌面上滚动的过程中()

A.两球的动能相等,势能相等

B.两球的动能相等,铜球的势能大于铁球的势能

C.铜球的机械能始终大于铁球的机械能

D.两球的机械能始终相等

8.一辆匀速行驶的撒水车正在给路面洒水,下列说法中正确的是()

A.动能不变,重力势能保持不变

B.动能不变,重力势能减小

C.动能减小,重力势能保持不变

D.动能减小,重力势能减小

9.乒乓球由高处静止下落的过程中,它的机械能的转化情况是 (  )

A.弹性势能转化为动能     B.重力势能转化为动能

C.动能转化为重力势能     D.重力势能转化为弹性势能

10.跳伞运动员在空中匀速下落时,以下说法中正确的有    (  )

A.重力势能减少,动能增加,机械能不变

B.重力势能增加,动能减少,机械能不变

C.重力势能减少,动能不变,机械能减少

D.重力势能增加,动能不变,机械能增加

11.骑自行车上坡前,一般要加紧蹬几下,这是为了       (  )

A.增大惯性    B.增大动能 

C.增大势能    D.增大冲力

12.物体在平衡力的作用下,下列说法中正确的是        (  )

A.具有的机械能一定不变

B.具有的动能一定不变

C.具有的重力势能一定不变

D.无法判断

13.下列现象中,物体动能转化为势能的是           (  )

A.秋千由最高处向最低处荡去

B.张开的弓把箭水平射出去

C.骑自行车匀速上坡

D.腾空上升的礼花弹

14.体积相同的实心钢球和铝球,钢球静止在水平桌面上,铝球则在同一水平桌面上匀速运动,由此可知           (  )

A.两球的势能相等        B.两球的动能相等

C.两球的机械能一定不等    D.两球的机械能可能相等

15.下面哪种情况动能、重力势能都是增加的         (  )

A.跳伞员张开伞后,匀速下降

B.汽车沿斜坡匀速向下行驶

C.电梯从楼下加速上升

D.列车在平直轨道上匀速行驶

16.汽车沿斜坡匀速上坡的过程中,它具有的()

A.重力势能增加,动能增加

B.动能不变,重力势能增加

C.动能不变,机械能减少

D.重力势能增加,动能减少

四、错题小档案:

 

反馈/反思

编:

何彦春审:

赵成喜

二内能热量

第一课时内能

学习目标:

1.通过实例认识物体的内能;

2.用类比的方法了解内能的概念;

3.能简单描述温度和内能的关系;

4.知道热传递是改变物体内能的一种方式,是内能的转移。

重难点:

认识内能的概念

实验准备:

冷水热水红墨水

学习过程:

一、自学提纲:

(一)内能概念

1.阅读课本38页全部内容,思考以下问题:

⑴运动的汽车的动能从何而来?

 

⑵什么叫热运动?

 

⑶课本是怎样通过类比得出分子具有动能和势能的?

 

结论:

我们把物体内分子的动能和分子

能的总和叫做物体的内能

2.讨论并理解以下问题

⑴下列物体具有内能的是    ()

A.0℃的冰B.静止在操场上的足球C.乒乓球内的气体

D.湖里的水E.机械能为零的体

⑵找到内能为零的物体吗?

⑶能和机械能有哪些不同?

举例说明。

对应练习:

完成课本41页www第1题

 

(二)内能与温度的关系

活动:

操作课本39页“试一试”并观察

结果:

温度越高,分子运动越

这说明:

物体的温度,内能越大。

试分析为什么?

 

对应练习:

⑴课本41页www第2题

⑵炽热的铁水具有内能,当温度降低,内能随着________。

冰冷的冰块具有内能,当温度升高,内能随着_________。

将该冰块从一楼移动到四楼,它的内能将__________。

⑶关于内能,下列说法中正确的是            (  )

A.0℃的冰块的内能为零

B.温度高的物体比温度低的物体的内能多

C.物体的温度降低,则物体的内能减少

D.体积大的物体的内能一定比体积小的物体内能多

⑷关于热运动,下列说法正确的是()

A.0℃时,分子的热运动停止了 

B.物体温度越高,热运动越剧烈

C.气体分子的热运动最剧烈,固体分子没有热运动

D.运动物体比静止物体的分子热运动剧烈

(三)热传递——改变内能的一种方式

看39页图及40页“信息快递”思考以下问题

⑴图中物体的内能是否发生了变化,为什么?

⑵图中是通过什么方式改变内能的?

 

这种方式的实质是能量的(转化/转移)

⑶总结热传递的条件、方向、结果。

 

⑷生活中还有哪些通过热传递来改变物体内能的实例?

点拨/反馈

第二课时热量

学习目标:

1.了解热量的概念,知道热量的单位;

2.能正确使用“热量”这一术语,会进行关于吸热、放热的计算;

3.了解用热传递改变物体内能的方法在生产、生活中的应用会用相关知识解释一些现象;

重难点:

热量的理解计算

学习过程:

一.自学提纲:

1.阅读课本40页4、5、6段,思考以下问题:

⑴什么叫热量?

能否说物体含有多少热量?

 

⑵热量的符号,单位单位符号

⑶公式中的c表示m表示(t-t0)表

示(t0-t)表示。

 

2.学习课本40页例题,回答并完成计算

⑴为什么烧开一壶水所需提供的热量大于水内能的增加?

 

⑵集热箱中盛有1t水,在阳光照射下,水温度升高了30℃,在这个过程中,水的内能增加了多少?

 

二.展示与提升

⑴质量为500g的铁锅中放有3kg的水,把它们从15℃加热到90℃,需要多少热量?

 

⑵完成课本41页www第3、4题

 

三.阅读课本41页生活·物理·社会回答问题

⑴汽车发动机工作时,发动机的内能为什么增加?

 

⑵汽车发动机是怎样降温的?

 

四.错题小档案:

反馈/点拨

三机械能的相互转化

第一课时做功——改变内能的另一种方式

学习目标:

1.通过活动认识到做功是改变物体内能的方式;

2.认识做功是通过能的转化来改变物体内能的。

重难点:

做功过程中能的转化方向

实验准备:

铁丝、棉线、图钉

学习过程:

一.自学提纲:

1.看课本图12—21、12—22回答

图中能量是怎样转化的?

谁的内能发生了改变?

通过什么方式?

 

2.学习活动12.5并操作图12—23、12—24实验

⑴铁丝、被压缩空气的内能是否发生了改变?

你是怎样判断的?

⑵你还有其他方法改变你桌上的铁丝、棉线、图钉的内能吗?

“试一试”,并说出你的做法

 

⑶思考讨论课本43页“议一议”中的问题,并把答案写在书本上。

 

结论:

是改变内能的另一种方式。

3.学习43页活动12.6并观察分析回答

⑴在此过程中:

酒精燃烧后的燃气对外做功,燃气的能减少,转化为能。

⑵生活中有哪些通过气体对外做功将内能转化成其他形式的能的实例?

(二)展示与提升:

⑴以下现象中,由内能转化为其他形式能的是     ( )

A.刀在磨刀石上被磨得发烫     

B.用电熨斗熨衣服

C.雨滴从高空下落时温度会升高

D.被加热的试管中的水蒸气膨胀做功,把管塞推出管口

⑵我国发射的宇宙飞船在完成任务后,返回地面指定地点,宇宙飞船在下落到地面附近时,由于空气阻力作用做匀速直线运动,则宇宙飞船在匀速下降的过程中,它的( )

A.动能不变,势能减小,内能增大

B.动能不变,势能增大,内能减小

C.动能减小,势能不变,内能增大

D.动能增大,势能减小,内能不变

⑶下列现象中,利用做功使物体内能改变的是     ()

A.铁块放在炉火中烧红了   B.烧开水时,壶盖被水蒸气顶起来

C.木工用锯锯木条时,锯条发烫  D.冬天,人们在太阳光下取暖

⑷下面的例子中有物体的内能转化为机械的过程是   ( )

A.冬天里人在阳光下晒太阳   B.用酒精灯加热杯中的水

C.热水里加进冷水       D.热水瓶的塞子自动弹起

⑸下列事例中,属于机械能转化成内能的是      (  )

A.火药气体把子弹从枪膛中射出B.电流通过白炽灯发光

C.古人用钻木的方法取火D.用酒精灯加热烧杯里的水

⑹下面关于能量转化的说法中错误的是     (  )

A.用砂轮磨刀时,刀的温度升高了,内能转化为机械能

B.陨石进入大气层成为流星时,机械能转化为内能

C.壶中的水沸腾时,壶盖不停地跳动,水蒸气的内能转化为壶盖的机械能

D.用打气筒给车胎打气时,筒内空气的内能转移到筒上,使筒壁温度升高

⑺完成课本49页www第1、2、3、题

 

点拨/反馈

第二课时内能习题课

学习目标:

1.熟悉内能的概念,能辨别改变内能的方式

2.分析生活中用不同的方式改变内能的实例

重难点:

改变内能的方式

学习过程:

一.知识回顾:

1.叫内能。

2.内能的大小与有关,且越高,内能越。

3.改变内能的方式有和两种,前者是内能的后者是内能的(转化/转移),这两种方式改变内能的效果(相同/不相同)

4.物体对外做功,物体的内能;外界对物体做功,物体的内能。

5.上课时,老师从室外带进教室一根烫手的钢锯条。

对这根锯条烫手的原因,同学们猜测有两种可能的情况:

一是刚刚在火炉上烧过――用__的方法使它的温度升高;另一种情况则是刚刚用它锯过木头――用_____的方法使它的内能增加。

在老师不说明锯条烫手的原因的情况下,我们____(选填“能”或“不能”)肯定是通过哪种方法使它的温度升高的。

这表明:

在改变物体的内能时,___和___两种方法可以产生同样的效果,即这两种方法对改变物体的内能是____的。

二.典型例题

1.飞机在万米高空飞行时,舱外大气压比舱内气压低。

要使舱内获得新鲜空气,必须使用压缩机把空气从舱外压进舱内。

在这个过程中,压缩机对空气做功,空气的()

A.温度升高 内能增加  B.温度降低 内能减少 

C.温度升高 内能减少  D.温度降低 内能增加

2.下列事件中,用做功的方法使物体内能增加的是()

A.热水淋浴后全身感到暖和

B.冬天,对手“哈气”,手感到暖和

C.冬天,两手互相摩擦,手感到暖和

D.冬天,在房间内用暖气取暖,全身感到暖和

3.关于物体的内能,下列说法中正确的是()

A.物体运动的越快,物体的内能越大

B.物体举得越高,物体的内能越大

C.温度为-40℃的冰块没有内能

D.火箭点火升空过程中将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能

 

三.对应练习

1.如图1所示,下列是利用热传递方式来改变物体内能的是()

 

2.如图2,在一个广口厚玻璃瓶内装有少量的水,用塞子塞住,通过塞上的孔向瓶内打气,当塞子跳起时,可以看到瓶中上方出现_________,这是因为瓶内空气对塞子________,将_________能转化为塞子的_________能,所以瓶内空气温度降低,使水蒸气________而成的。

3.下列关于内能的说法正确的是()

A.0℃的冰一定和0℃的水内能一样大

图2

B.0℃的水一定比5℃的水内能小

C.0℃的水可能比5℃的水内能大

D.以上说法都不正确

4.下列说法正确的是  (  )

A.任何状态下处于任何位置的物体都具有内能

B.机械能大的物体内能一定大

C.静止在地面上的物体无内能

D.空中飞行的子弹比地面上静止的子弹内能多

5.关于内能,下列说法中正确的是         (  )

A.0℃的冰块的内能为零

B.温度高的物体比温度低的物体的内能多

C.物体的温度降低,则物体的内能减少

D.体积大的物体的内能一定比体积小的物体内能多

6.关于热运动,下列说法正确的是()

A.0℃时,分子的热运动停止了 

B.物体温度越高,热运动越剧烈

C.气体分子的热运动最剧烈,固体分子没有热运动

D.运动物体比静止物体的分子热运动剧烈

7.下列各种说法中错误的是()

A.热传递改变物体的内能是不同形式能的相互转化

B.做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化

C.各种形式的能量在一定条件下都可以转化为内能

D.能量在转化和转移的过程会有能量的损失,但自然界中能量的总量是守恒的

8.如图3所示,在薄壁金属圆筒内注入少量乙醚,塞上塞子,用一根绳子在金属圆筒外壁缠绕1-2圈。

然后按图中箭头所指的方向来回拉动绳子。

⑴猜测可能会发生的现象;

⑵解释发生上述现象的原因。

                          

图3

9.用锯锯木头,每分钟拉锯15次,每次移动0.6m,人拉锯的作用力是150N,如果拉锯时所做的功有70%转化为内能,那么2min木头增加的内能是多少?

 

10.如图4所示,老爷爷站在雪地里手冻的很冷,请你给老爷爷想一想办法,怎样做可以使手暖和些?

说出两种办法来,并说明这样做的道理。

图4

11.用锉刀锉铁块时,过一会儿锉刀和铁块的温度都会升高,这是为什么?

 

四.错题小档案

 

反馈/点拨

第三课时热机

学习目标:

1.通过分析知道热机的工作原理;

2.借助模型挂图等媒体了解四冲程汽油机的基本结构、工作原理及其工作过程;

3.通过阅读“热机的发展历程”了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。

重难点:

热机的工作过

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