教学设计专题八 机械能和内能基础班.docx
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教学设计专题八机械能和内能基础班
姓名
学生姓名
班级
基础班
学科
物理
年级
初三
教材版本
粤教版
课题名称
中考专题复习八
上课时间
同步教学知识内容
机械能和内能
考查知识的重点及难点
重点：
机械能的概念、动能和势能的相互转化能用比热容解释某些自然现象、做功的过程就是能量转化或转移的过程
难点：
功和能的联系、能用比热容解释某些自然现象
教学过程
一、基础知识回顾
1、一个物体能够做功，就说这个物体具有。
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、势能分为和
（1）重力势能：
物体由于而具有的能。
物体质量越大，被举得，重力势能就越大。
（2）弹性势能：
物体由于而具的能。
物体的越大，它的弹性势能就越大。
4、机械能：
和的统称。
5、分子动理论的内容是：
（1）物质由组成；
（2）一切物体的分子都。
（3）分子间存在相互作用的和。
6、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。
物体的内能与有关：
对同一个物体而言，越高，分子越快，它的内能就越。
7、改变物体的内能两种方法：
和，这两种方法对改变物体的内能是的。
8、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。
比热容的单位是，读作；水的比热容为，它表示：
。
热量的计算：
Q=，（其中c是，单位是；m是，单位是；△t是，单位是；Q是，单位是。
）
10、热值（q）：
某种燃料燃烧放出的热量，叫热值。
单位是：
。
燃料燃烧放出热量计算：
Q放=；（q代表，单位是：
；m代表，单位是：
；Q放代表，单位是：
。
）
11、热机是利用内能来的机器。
热机的一个工作循环分为个冲程即：
冲程、
冲程、冲程和冲程。
在冲程中内能转化为机械能，在冲程中机械能转化为内能。
二、重点内容分析
（一）机械能
1、动能和势能
（1）能量：
一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能
理解：
①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。
②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：
山上静止的石头具有能量，但它没有做功。
也不一定要做功。
（2）知识结构：
（3）机械能：
动能和势能统称为机械能。
2、动能和势能的转化
（1）知识结构：
（2）动能和重力势能间的转化规律：
①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；
②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；
（3）动能与弹性势能间的转化规律：
①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；
②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。
【例1】用绳子把一个铁锁悬挂起来．把铁锁拉到刚好贴着自己的鼻子，稳定后松手，头不动（如图16），铁锁由开始位置a沿弧线ac向另一侧的最高点c运动，然后再从c往回运动．
（l）从a点到最低点b点的过程中，铁锁的动能、重力势能如何变化？
（2）从能的转化和守恒角度分析铁锁摆回时能否碰到鼻子。
【例2】超市的自动扶梯把小明从一楼匀速送到二楼的过程中，小明的（）
A．动能减小，势能增大，机械能不变
B．动能增大，势能增大，机械能增大
C．动能不变，势能增大，机械能增大
D．动能不变，势能不变，机械能不变
△同步练习：
1、跳伞运动员在“中华第一高楼”----上海金茂大厦进行跳伞。
运动员从345m的高度跳下，在下落过程中运动员的重力势能（选填“增大”“不变”或“减小”），若以________为参照物，运动员是静止的。
2、初三
（1）班《八荣八耻》宣传栏中记述着：
“某高楼大厦发生高空抛物不文明行为，一位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
3、下图表示撑杆跳高运动的儿个阶段：
助跑、撑杆起跳、越横杆。
在这几个阶段中能量的转化情况是：
⑴.助跑阶段，运动员消耗体内的化学能______（选填“大于”、“小于”或“等于”）运动员和撑杆获得的动能。
⑵.撑杆起跳阶段，运动员的______________能增加。
⑶.运动员越过横杆后，运动员将_______________能转化_________________能。
4、在学习势能知识时，小明同学猜想物体的重力势能的大小可能与以下三个因素有关：
①物体高度，②物体质量大小，③物体所处地理位置。
为了证明自己的猜想，首先决定对因素①进行验证．他把橡皮泥平铺在水平面上，让1个小球从不同高度自由下落，记录结果如表所示。
（1）该同学依据判断重力势能的大小；
（2）本实验的结论是；
（3）若想对因素②进行验证，你认为实验中应控制相等的变量是。
（二）内能
1、分子热运动：
（1）物质是由分子组成的。
（2）一切物体的分子都在不停地做无规则的运动
（3）分子间有相互作用的引力和斥力。
2、内能：
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，叫做物体的内能。
（1）物体在任何情况下都有内能。
（无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块）
（2）影响物体内能大小的因素：
①温度：
在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。
②质量：
在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。
③材料：
在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。
④存在状态：
在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。
（3）内能与机械能的区别：
定义
存在情况
研究对象
相关因素
机械能
物体动能和势能的总和
可以为零
宏观物体
质量、速度、高度、弹性形变
内能
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
不能为零，自然界中一切物体都有内能
宏观物体
微观粒子
质量、状态、温度等
（4）内能的改变：
改变内能的方法：
做功和热传递。
A、做功
①做功可以改变内能：
对物体做功物体内能会增加。
物体对外做功物体内能会减少。
②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化
B、热传递
①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
②热传递的条件是有温度差
C、做功和热传递改变内能的区别：
做功和热传递改变物体内能上是等效的
D、温度、热量、内能区别：
△温度：
表示物体的冷热程度。
温度升高——→内能增加
不一定吸热。
如：
钻木取火，摩擦生热。
△热量：
是一个过程。
吸收热量不一定升温。
如：
晶体熔化，水沸腾。
内能不一定增加。
如：
吸收的热量全都对外做功，内能可能不变。
△内能：
是一个状态量
内能增加不一定升温。
如：
晶体熔化，水沸腾。
不一定吸热。
如：
钻木取火，摩擦生热
【例1】下列各图中，属于内能转化为机械能的是（）
A.两手相互B.水沸腾时蒸汽C.锯木头锯子发烫D.压缩空气引火
【例2】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
【例3】各种形式的能之间可以在一定的条件下相互转化，请按表中示例完成表格。
能量转化
实例
化学能转化为电能
干电池对外供电
用电熨斗熨衣服
机械能转化为内能
△同步练习：
1、下列现象中，利用内能做功的是（）
A、冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和
B、刀在砂轮的高速摩擦之下溅出火花
C、在烈日之下柏油路面被晒熔化了
D、火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起
2、下列事列中，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、改变物体内能的方式有两种，饮料放进冰箱后温度降低，是用______的方式减少饮料的内能；汽油机的压缩冲程中，是通过______的方式增加燃料混合物的内能．
4、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
5、下列现象中，属于用热传递的方式改变物体内能的是
A．菜刀在砂轮上磨得发烫B．用打气筒打气时筒壁发热
C．两手互相摩擦时手发热D．在炉子上烧开水
3、比热容
⑴定义：
单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。
⑵物理意义：
表示物体吸热或放热的本领的物理量。
⑶比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。
（4）单位：
J/（kg·℃），焦耳每千克摄氏度
（5）水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）表示：
1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J
（6）水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大
（7）计算公式：
Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Ｃm（t0－t）
【例1】下列说法中正确的是（）
A、一杯煤油用去一半，它的比热减为原来的二分之一
B、吸收热量多的物体比热一定大
C、高温物体放出的热量一定多
D、质量相同的水和煤油吸收了相同的热量，煤油升高的温度大于水升长高的温度
【例2】把质量为500克，温度为40°C的铝块加热到100°C，铝块吸收了多少热量？
如果这些热量用来给水加热，能使多少20°C的水升高到40°C？
△同步练习：
1、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
2、甲、乙两种物体质量相同比热不同，当它们升高相同温度时，一定是（）
A、比热小的吸收热量多B、比热大的吸收热量多
C、甲、乙吸收的热量一样多D、因初温不知道无法判定
3、初温相同，质量也相同的水和铜块，吸收相等的热量后，再将铜块投入水中，则会出现（）
A、铜块放热，水吸热B、铜块吸热，水放热
C、铜块与水之间不发生热传递D、水的内能传递到铜块上
4、把500克的水加热到100°C，吸收了1.68×105焦的热量，则它的初温是多少？
5、铝的比热是0.88×103焦/（千克·℃），水的比热是4.2×103焦/（千克·℃）．质量为0.3千克的铝锅中放有2千克的水，把它们从20℃加热到80℃时，
（1）铝锅需要吸收多少热量
（2）水需要吸收多少热量
（3）一共需要吸收多少热量
4、热值
（1）定义：
1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。
（2）单位：
J/kg
（3）热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。
（4）公式：
Q＝mq（q为热值）。
（实际中，常利用Q吸＝Q放即cm（t-t0）=ηqm′联合解题。
）
（5）炉子的效率：
① 定义：
炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。
② 公式：
η=Q有效/Q总=cm（t-t0）/qm′
5、内能的利用-热机
（1）定义：
利用燃料的燃烧来做功的装置。
（2）工作过程：
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。
另外压缩冲程将机械能转化为内能。
（3）热机的效率：
热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。
公式：
η=W有用/Q总=W有用/qm
（4）热机工作的四个冲程区别：
次序
冲程名称
进气门启闭情况
排气门启闭情况
活塞运动方向
冲程的作用
能的转化
1
吸气冲程
打开
关闭
向下
吸入汽油和空气
2
压缩冲程
关闭
关闭
向上
压缩汽油和空气的混合气做功，使其压强增大、温度升高。
在压缩冲程末，火花塞放电，点燃燃料
压缩汽油和空气的混合物，机械能转化为内能。
燃料燃烧，化学能转化为燃气的内能
3
做功冲程
关闭
关闭
向下
高温高压燃气推动活塞做功。
通过连杆曲轴带动飞轮转动
内能转化为机械能
4
排气冲程
关闭
打开
向上
排出废气
【例1】用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃，已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），煤气的热值为4.2×107J/kg，求：
（1）0.5kg煤气完全燃烧放出的热量；
（2）水吸收的热量；
（3）燃气灶烧水的效率。
【例2】汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，图2中表示内能转化为机械能的冲程是（）
△同步练习：
1、用铝壶烧开水，壶中的水蒸气将壶盖顶起来，这是消耗水蒸气的能对外做功，将水蒸气的能转化成壶盖的能。
2、内燃机的一个工作循环的四个冲程，图中表示的是其中的________冲程；它将______能转化成_______能．
3、1克汽油完全燃烧放出5.6×104焦的热量，则汽油的热值是（ ）。
若使汽油的的质量增加一倍，它的热值是（ ）。
4、2008年北京奥运会祥云火炬使用的燃料为丙烷，常温下呈现气态的丙烷是通过加压液化后储存在较小的罐内。
若丙烷的热值为8.0×107J/kg，罐内装有450g丙烷，完全燃烧可以放出多少热量？
课后作业
（一）选择题
1、.关于物体的内能和温度，下列说法中正确的是（ ）
A.一般说来，对同一物体，温度越高，物体内分子热运动越激烈，内能也就越大；
B.内能多的物体，其温度一定高；
C.烧红了的铁钉的内能一定比一桶沸水的内能要大；
D.D、0℃的物体不具有内能。
2、关于比热，下列说法正确的是（ ）
A.热传递中温度升高少的物体比热大；
B.比热是物质的特性之一，它与质量、吸收或放出的热量及温度的变化等因素无关；
C.热传递中质量小的物体比热大；
D.两个物体，如吸收相等的热量能升高相同的温度，则它们的比热相同。
3、焦耳是哪些物理量的单位（ ）
A、热量、功率、功的国际单位； B、热量、功、能量的国际单位；
C、功率、效率、功的国际单位； D、热能、效率、功的常用单位。
4、对于燃料的热值,下列说法中,属于正确理解的是（ ）
A、燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比；
B、燃料的热值跟燃料的质量成正比；
C、就某种确定的燃料而言,它的热值是一个确定的值,跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关；
D、容易燃烧的燃料热值一定大。
5、“神舟”六号载人飞船的返回舱下落到地面附近时，由于受到空气阻力而做减速运动，在减速下降的过程中，返回舱的（）
A.动能增大，势能减少B.动能减小，势能减小
C.动能不变，势能减小D.动能减小，势能增大
6、把一瓶酒精倒去一半，则剩下的酒精（）
A.比热容和热值均变为原来的一半
B.比热容变为原来的一半，热值不变
C.热值变为原来的一半，比热容不变
D.比热容和热值均不变
7、四冲程内燃机工作是，做功冲程的前一个和后一个冲程分别是（）
A.吸气冲程、排气冲程B.吸气冲程、压缩冲程
C.压缩冲程、排气冲程D.排气冲程、压缩冲程
（二）填空题
1、说明下列物体具有什么形式的机械能。
（1）空中飞行的子弹具有（ ）能。
（2）、在斜坡上行驶的自行车具有（ ）能。
（3）被拉长的橡皮筋具有（ ）能。
（4）、被葛州坝挡住的江水具有（ ）能。
2、托在手上的乒乓球具有（ ）能,当它离开手落向地板时（ ）能转化为（ ）能, 当它撞击地板时,乒乓球发生弹性形变,这时它的（ ）能转化为（ ）能,在它恢复原状的过程中,（ ）能又转化为（ ）能,使它离开地面弹起。
3、汽车上坡前一般都要加速行驶,当上坡时,汽车是把（ ）能转化（ ）能。
4、日常生活中谈到的“热”，具有不同的含义，它可以表示温度、热量、内能。
物体吸“热”升温是指（ ）；夏天天气很“热”是指（ ）；摩擦生“热”是指（ ）。
5、因为水的比热较泥土（ ）,所以在受太阳照射的条件相同时,内陆地区的气温比沿海地区的气温,一天之内温差变化（ ）。
6、某金属的比热是880焦耳/千克·℃,若把它的质量增加二倍，加热时间增加一倍,这时该金属的比热是（ ）。
7、各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化,指出下列情况下能量的转化。
（1）、水轮机带动发电机发电:
（ ）。
（2）、电动机机带动水泵把水从低处抽到高外:
（ ）。
（3）、摩擦生热:
（ ）。
（4）、爆竹腾空起:
（ ）。
8、内燃机的一个工作循环中在（ ）冲程,把内能转化成机械能；在（ ）冲程,把机械能转化为内能。
9、灭火器放在烈日下温度会，这是通过方式使其内能增加。
（三）计算题
1.质量是300克,温度是20℃的铜块,当温度升高40℃时,吸收多少热量?
（铜的比热为0.39×103焦耳/千克·℃）
2.把温度为30℃的铝块加热到100℃时,铝块吸收30870焦耳的热量,求铝块的质量是多少?
（铝的比热是0.88×103焦耳/千克·℃）
3、太阳能热水器内盛有40kg的水，在阳光照射下，水的温度升高了25℃，求，
（1）水吸收的热量；
（2）这些热量相当于完全燃烧多少千克的焦炭放出的热量。
[q焦炭=3×107J/kg，c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（四）实验题
1、赵悦同学为了探究物体温度升高与吸收热量的关系，进行了如下实验，得到如下实验数据。
项目
质量
m/kg
初温
to/℃
末温
t/℃
升高温度
t-t0/℃
吸收热量
Q/J
水
0.05
10
15
5
1050
0.05
10
20
10
2100
0.10
10
20
10
4200
煤油
0.05
12
17
5
525
0.05
12
22
10
1050
0.10
12
22
10
2100
分析实验数据你能得到哪些结论？
（写出两条即可）
（1）
（2）
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