苏教版初三物理机械能与内能.docx
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苏教版初三物理机械能与内能
苏教版初三物理机械能与内能
1、教学目标
1、掌握动能、势能、内能的定义及影响因素，并能区分机械能与内能
2、熟悉改变内能的两种方式，并能够准确区分二者
3、熟悉比热容的定义与意义，会进行物体吸热放热的简单计算
4、会进行燃料燃烧放热的简单计算，能从能量转化的角度认识燃料的热值
2、教学重点
1、通过探究，认识到动能、弹性势能和重力势能的概念和决定因素，并能解释简单现象
2、了解热量的概念，会进行物体吸热放热的简单计算
3、建立比热容的概念并会利用相关公式进行物体吸热放热的简单计算
4、还能从能量转化的角度认识燃料的热值，会进行燃料燃烧放热的简单计算
3、教学难点
1、学会“控制变量法”这一常用的实验探究方法
2、会描述温度和内能的关系
3、会利用比热容公式进行物体吸热放热的简单计算
4、知道热机的工作原理
4、教学过程教学程序及时间主要教学内容总结引入
一、通过带学生回顾本章每一节的重点，引导学生回忆起之前所学的知识重点讲解的知识点
1、动能势能机械能
1、动能定义：
物体由于运动而具有的能量叫做动能影响因素：
物体的速度和质量例：
如图所示，是用来探究“动能大小跟哪些因素有关”的实验装置图。
（小球在光滑斜面上由静止开始下滑，到达底端的速度只与起点高度有关，起点越高，到达底端的速度就越大，运动小球撞击停在平面上的木块后，木块运动距离越长，说明小球具有动能越大）
（1）分析比较实验甲与实验乙，可得出结论：
_____。
实验中被控制的物理量是________。
（2）分析比较实验乙与实验丙，可得出结论：
______。
实验中被控制的物理量是________________。
（3）实验结果表明，物体动能与物体的___________和___________有关，____________越大，____________越大，动能就越大。
2、势能定义：
物体由于被举高而具有的能量叫做重力势能，物体由于发生弹性形变而具有的能量叫做弹性势能，二者统称为势能重力势能的影响因素：
物体的质量和物体距离参考平面的高度弹性势能的影响因素：
物体发生弹性形变的程度例：
如图所示的是“探究影响重力势能大小因素”的实验过程、（容器中装有沙子，A和B为实心铁块，A的质量比B小）、
（1）由两图可探究重力势能的大小与质量的关系，结论是：
当一定时，越大，重力势能越大、
（2）由甲丙两图（填“能”或“不能”）探究重力势能的大小与高度的关系：
理由是、（3）本实验是通过观察来判断重力势能大小的
3、机械能定义：
动能与势能统称为机械能重点：
1、动能与势能可以相互转化
2、机械能守恒例：
如图所示是自动回转的魔罐，橡皮筋两头分别固定在罐子的顶部和底部，中间系一个钩码，当你将魔罐在水平地面上滚出后，他能自动滚回来的原因是能转化为能
2、内能热传递
1、内能定义：
所有分子动能和分子势能的综合叫做物体的内能单位：
焦耳（J）
能量的单位都是焦耳注意：
任何物体在任何条件下都有内能，内能不可能为零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的动能和势能统称机械能可以为零宏观物体质量、速度、高度、弹性形变等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可能为零微观粒子质量、状态、温度、体积等例：
下列关于内能的说法正确的是（）
A、0℃的物体没有内能
B、物体具有内能，也可以同时具有机械能
C、具有机械能的物体不一定具有内能
D、物体内能大小与温度无关
2、热传递改变物体内能实质：
能量从高温物体传到低温物体或者从同一物体的高温部分传到低温部分发生热传递的条件：
不同物体之间或者同一物体不同部分存在温度差方向：
高温传到低温例：
今年夏天印度某些地区狂热，气温达到50℃，太阳暴晒后的路面材料温度急升，材料内能（增大、减小或不变），这是通过方式（热传递或做功）改变了材料的内能。
3、热量定义：
物体在热传递过程中转移的能量叫做热量单位：
焦耳认识：
（1）物体本身没有热量
（2）热量是在热传递过程中内能转移的数量，是一个过程量例：
下列说法正确的是：
A、温度从高温物体传到低温物体
B、物体温度越高，含有的热量越多
C、物体温度为0℃时，内能为0
D、晶体熔化吸热，温度保持不变
3、物体的比热容
1、比热容定义：
物体温度升高时吸收的热量与他的质量和升高温度的乘机之比叫做比热容（c）。
数值上等于单位质量的某种物质温度升高1℃所吸收（或放出）的热量。
规律：
质量相同的不同物质升高相同的温度时，c大的吸收的热量多；吸收相同的热量时，c大的升高的温度小单位：
J/（kg、℃）定义式：
c=Q/（m∆t）例：
炎热的夏天，小明打着赤脚在烈日当空的小河边游玩时发现，安上的势头热的烫脚，而河水却比较凉，其主要原因是
A、水吸收的热量少，因此河水比岸上石头的温度低
B、水的比热容比石头的大，同样太阳照射下，水升高的温度少
C、石头的吸热能力强，因此石头升温快
D、这是小明的错觉造成，实际上岸上石头与水的温度相同
2、热量的计算吸热公式：
Q=cm（t-t0）放热公式：
Q=cm（t0-t）例：
某太阳能热水器水箱里有50kg，20℃下的水，若水吸收了
1、89107J的热量，水温将升高℃
【一标准大气压下水的比热容是
4、2103J/kg’℃】
4、机械能与内能的相互转化
1、改变物体的内能的两种方法及其实质做功能量的转化热传递能量的转移例：
下列事例中，用做功的方式改变物体内能的是
A、用热水袋暖手，手的温度升高
B、将冰块放入饮料中，饮料的温度降低
C、在炉子上烧水，水的温度升高
D、用手反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高
2、汽油机的工作原理吸气冲程-压缩冲程-做功冲程-排气冲程注：
活塞往复运动两次，曲轴转动两圈，飞轮转动两圈
3、燃烧的热值定义：
燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比叫做这种燃料的热值（J/kg）定义式：
q=Q/m例：
现探明中国南海海底有大量的可燃冰，一直可燃冰的热值比煤气的热值大得多，则完全燃烧相同质量的可燃冰和煤气，燃烧放出的热量多，1kg可燃冰燃烧一半后，剩余可燃冰的热值例：
一直某轿车每行驶100km消耗汽油5L，汽油的密度是0、71103kg/m3,热值为
4、6107J/kg，则该轿车形式100km消耗汽油、kg5kg汽油完全燃烧时产生的热量为J例：
如图所示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序是
A、甲乙丙丁
B、丁丙乙甲
C、甲丁乙丙
D、甲丙乙丁练习
【例1】
关于燃料的热值，下面的说法正确的是（）
A、相同质量的不同燃料完全燃烧时，燃料热值较大的放出热量较多
B、相同质量的不同燃料完全燃烧时，燃料热值较小的放出热量较多
C、1kg某种燃料完全燃烧时内能转化为化学能的量，叫做这种燃料的热值
D、1kg某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量，叫做这种燃料的热值
【例2】
双能源（汽油和天然气）汽车以其经济、污染小等优点倍受人们青睐、（已知汽油的热值为
3、2107J/L
3、天然气的热值为
7、2107J/m3）
（1）内燃机是汽车的“心脏”，它是把内能转化为 的机器、
（2）完全燃烧9L汽油放出的热量与完全燃烧 m3的天然气放出的热量相等、
【例3】
用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是能量的___________过程；用做功的方法来改变物体的内能，实质上是能量的_________过程。
【例4】
（多项选择题）如图，改变内能的方法相同的是（）
【例4】
（多项选择题）下列现象中不属于能量转移的是（）A古人钻木取火B热水瓶中的水蒸气把瓶塞顶开C钢铁在火炉中熔化D人造地球卫星的太阳能光电池充电
【例5】
（多项选择题）下列过程中的能量转化的认识正确的是（）
A、水力发电是机械能转化为电能；
B、电炉发热是电能转化为内能；
C、摩擦生热是内能转化为机械能；
D、燃料燃烧是化学能转化为内能；
五、课后作业
一、单项选择题（本题包括12小题，每小题2分，共24分。
每小题只有一个正确答案，把正确答案的序号填写入题后的括号内）
1、我国的民谚、俗语和诗词中往往蕴含着丰富的物理知识。
在下列的几条民谚、俗语和诗词中，能够用分子动理论来解释的是（）
A、潭清疑水浅
B、坐井观天，所见甚少
C、墙内开花墙外香
D、余音绕粱，三日不绝
2、在“比较不同液体的比热容大小”的实验中，用相同的酒精灯对四种液体加热，得到如表所示的数据：
次数液体质量/g升高的温度/℃加热时间/min1水2001072甲200xx3乙400xx4丙4001514如果四次实验中，在相同时间内，水、甲、乙、丙吸收的热量相等，已知水的比热容为C水=
4、2103J/（kg•℃），则由上述条件可得（）
A、第1次实验中，水吸收的热量等于酒精燃烧放出的热量
B、第1、2次实验中，甲液体吸收的热量比水吸收的热量少
C、乙液体的比热容为
2、1103J/（kg•℃）
D、丙液体的比热容小于乙液体的比热容
3、全文结束》》年4月18日，《人民日报》头版报道，岳阳是一座可以“深呼吸”的城市，水是岳阳的最大的生态优势，水能有效地改善气候是因为水具有（）
A、较大的比热容
B、较低的沸点
C、较低的凝固点
D、较小的密度
4、下列关于热现象的四幅图中说法错误的是（）
A、二氧化氮密度大于空气密度，抽掉玻璃板后由于分子热运动两瓶气体依然会混合在一起
B、火箭发射升空过程中，火箭外壳与大气摩擦后温度升高、内能增大
C、我国近年汽车保有量大幅增加，汽车尾气的大量排放加剧了城市的热岛效应
D、利用温度传感器得到的实验结果表明水和色拉油的吸热没有差异
5、我国北方的冬季气温很低，到处都是冰天雪地，人们有时会将冰雪融化取水，把冰雪放在水壶里热取水的过程中，下列说法正确的是（）
A、冰在0℃时，内能为0
B、这是通过做功的方式改变物体的内能
C、在加热过程中，壶内的温度一直在上升
D、水的温度越高，水分子运动越剧烈
6、关于比热容，下列说法正确的是（）
A、500ml水比200ml水的比热容大
B、相同质量的酒精与汽油完全燃烧放出的热量不同，是因为它们的比热容不同
C、质量相同的铁和铝，吸收相同的热量后，铝的温度升高较少，说明铝的比热容比铁大
D、热水变凉后其比热容变小
7、某热水器内装有lOOkg的水，将这些水从20℃加热到70℃，水吸收的热量为（）
A、2、1106J
B、2、1107J
C、8、4106J
D、8、4107J
8、质量为1kg的水[c水=
4、2103J/（kg•℃）]，温度从20℃升高到30℃吸收的热量是（）
A、4、2103J
B、4、2104J
C、8、4103J
D、1、26103J
9、下列现象与分子热运动有关的是（）
A、春天，百花争艳
B、夏天，波光粼粼
C、秋天，丹桂飘香
D、冬天，大雪纷飞
10、云中冰粒下落，温度升高变成雨滴。
下列说法正确的是（）
A、冰粒液化为雨滴
B、雨滴内分子间不存在分子引力
C、雨滴的内能大于同质量冰粒的内能
D、雨滴内能转化为动能，所以下落越来越快
11、下列实例中，通过做功的方式改变物体内能的是（）
A、用锯锯木头，锯条温度升高
B、向饮料中加冰块，饮料温度降低
C、寒冬，用热水袋暖手，手感到温暖
D、盛夏，阳光曝晒路面，路面温度升高
12、下列有关温度或内能的说法中，正确的是（）
A、物体的温度越高，所含的热量越多
B、物体内能增大，一定是从外界吸收热量
C、汽油机在做功冲程中把机械能转化为内能
D、电热水器工作时把电能转化为内能
二、多项选择题（本题包括3小题，每小题3分，共9分。
每小题有多个正确答案，把正确答案的序号填写入题后的括号内，都选对给分）
13、下表是一些物质的比热容[J／（kg℃）]水4、2103铝0、88103煤油、冰
2、1103干泥土0、84103沙石0、92103铜0、39103根据表中数据，下列判断正确的是（）
A、物质的比热容与物质的状态无关
B、100g水的比热容和50g水的比热容的大小一样
C、质量相等的铝块和铜块吸收相同的热量，铜块温度变化较大
D、寒冬季节，放在室外盛有水的水缸会破裂，主要是因为水的比热容较大
14、对热问题有如下说法，其中正确的是（）
A、液体吸收热量，温度一定升高
B、液体的沸点随液面上方的气压增大而降低
C、组成物质的分子之间的引力和斥力是同时存在的
D、组成物质的大量分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
15、南极是世界上最冷的地方，常年平均气温是-25C。
一天，南极上的小企鹅豆豆和丁丁（见图）之间发生了一次有趣的对话，他们的部分说法如下，其中正确的是（）
A、豆豆：
呵呵，我们这里太冷了，冰山肯定没有内能了
B、丁丁：
再冷，组成冰山的分子也在做热运动呀，所以冰山也有内能
C、丁丁：
呵呵，我们嘴里呼出了好多“白汽”，这“白汽”就是传说中的水蒸气吧
D、豆豆：
我听人说啊，嘴里呼出的“白汽”是由水蒸气遇冷液化形成的小水珠组成的
三、填空题（每空1分共20分）
16、“闻见鸡汤的香味”是现象;“汤钵烫手”是汤钵和手之间发生了,使手的内能增加,温度升高。
17、我国北方用“暖气”取暖，为了提高取暖效果，“暖气”通常安装在窗户的
（填“上方”或“下方”）；“暖气”通常用水作为介质，是因为水的
较大。
18、春天到了，路边的丁香花盛开了，人们在很远的地方就能闻到花香，这是现象，这说明了分子在
。
19、如图所示是一个简“易冰箱”，水通过毛巾从从铁片上面的水盆渗透到下面的水盆中，毛巾上的水会（填物态变化的名称）吸热使箱内的温度降低，这是通过（选填“做功”或“热传递”）来改变物体的内能的。
19题图20题图21题图
20、用两个相同的“热得快”，分别给质量、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关系的图象如图、根据图象可知，甲液体的比热容
乙液体的比热容（选填“大于”、“小于”或“等于”）、如果乙液体是水，那么质量为500g，初温为20℃的乙液体吸收
1、89105J的热量，乙液体的温度升高了 ℃（气压为一标准大气压）、2
1、如图（甲）所示，炒菜时，燃料燃烧，将化学能转化为能。
如图（乙）所示，在海边沙滩，我们经常发现，沙子滚烫，而海水依旧凉爽，这主要是因为海水的比沙子大。
22、炎炎夏季，都市气温往往比郊外要高3℃～5℃，这就是热岛效应。
人们修建人工湖、喷水池，主要利用水的大来调节气温。
园丁小区喷水池内有5t水,水温升高2℃吸收的热量是J。
23、净含量为350mL（lmL=110-6m）的瓶装饮用纯净水的质量为____kg。
若将其放入冰箱冷藏，温度降低了20℃，则水放出的热量为___J。
（已知水的密度为
1、0103kg/m3，水的比热容为
4、2103J/（kg℃）
24、冬天，同学们喜欢用热水袋取暖，这是通过 的方式使手的内能增加；若热水袋中装有1kg的水，当袋内的水温从60℃降低到40℃时，其中水放出的热量是 J（已知水的比热容C水=
4、2103J（kg•℃））、
25、央视一套播出的“舌尖上的中国”节目深受观众喜爱，味道鲜美的微山湖炖鱼是济宁人民“舌尖上的美食”。
炖鱼满屋飘香是由于___________造成的，烹饪过程中其内能是通过____________的方式改变的2
四、分析简答题（26题6分、27题4分，共10分）
26、现有如下三个演示实验：
（1）图甲所示的实验现象说明；
（2）图乙所示的实验现象说明；（3）图丙所示的实验现象说明。
27、请你利用学过的物理知识解释两位同学的取暖方式（如图）有何不同、
五、作图、探究与实验题（28题8分、29题5分、30题4分，共17分）
28、、在探究物质的吸热本领实验中，小明将质量相同的
A、B两种液体分别用两个完全相同的电加热器同时加热，液体温度随时间变化关系如图所示。
（1）实验中，所用的液体温度计制作原理是：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿
（2）实验中，记录加热时间的意义是：
＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿（3）分析图像可知，＿＿＿＿＿液体的吸热本领强；（4）若
A、B两种液体中，一种液体是水，另一种液体的比热容是＿＿J/（kg℃）（己知c水=
4、2103J/（kg℃））
29、小明为比较“不同物质的吸热能力”设计了如下的实验方案：
将质量相同的水和煤油分别装入烧杯中，固定在铁架台上，用两个相同的酒精灯同时加热水和煤油，实验装置如图所示，实验时每隔一段时间同时测量水和煤油的温度。
（1）在安装、调整实验器材时，科学合理的顺序是（图甲中）：
先调整固定＿＿位置，再调整固定＿＿的位置（两空均选填“A”或“B”）。
（2）下表是小明记录的数据，由表格可知，小明是通过观察比较＿＿＿＿的多少，来比较水和煤油的吸热能力的，小明得出的结论是＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。
物质次数质量m/kg升高的温度△t/℃加热的时间t/min水
10、1102
20、2104煤油
30、1101
40、2102（3）若水的比热容为
4、2103J/（kg•℃），请你计算出第一次实验中，水吸收的热量是＿＿＿＿J。
30、为了比较水和食用油的吸热能力，小明用两个相同的装置做了如图所示的实验。
用温度计测量液体吸收热量后升高的温度值，并用钟表记录加热时间。
实验数据记录如下表。
（1）在实验过程中控制加热时间相同，通过比较＿＿＿来研究水和食用油吸热能力的差异。
（2）在此实验中，如果要使水和食用油的最后温度相同，就要给＿＿＿加热更长的时间，此时水吸收的热量＿＿＿（选填“大于”或“小于”或“等于”）食用油吸收的热量。
（3）通过实验可得到不同的物质吸热能力不同，物质的这种特性用＿＿这个物理量来描述。
六、综合应用题（31题4分、32题6分、33题6分、34题4分，共20分）
31、质量相等、初温相同的水和某种液体，在相同的时间内，相同的条件下同时给它们加热。
每隔1min记录一次温度，得到温度随时间变化的图像如图所示，求：
（1）这种液体的比热容
（2）要使20kg这种液体液体温度升高60℃，需要吸收多少热量？
32、“YK-15B”型电热水壶内装有3kg水，插在220V的家用电源上。
水从20℃加热至98℃，已知水的比热容c=
4、2103J/（kg℃）。
求：
（1）水在这个过程中是吸热还是放热；
（2）在这个过程中由什么能向什么能转化；（3）这个过程中水吸收的热量。
33、吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热袋装牛奶，已知袋上标有250ml，为了使这袋牛奶的温度由15OC升高到35OC，妈妈至少要用100OC的热水多少千克？
[设该牛奶的比热容为
2、5103J/（kg、OC）;牛奶密度为1g/cm3，不计热量损失
34、质量为５kg的某种金属块，温度从20OC升高到50OC时吸收了
1、95104J热量，这种金属块的比热容是多少？
它可能是哪种金属？
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