一、动能 势能 机械能名师教学设计1

§12.1.1 动能

势能

机械能

班级 姓名

【学习目标】

1、

知道能量的概念

2、

了解动能，通过实验理解动能大小的影响因素

3、

了解势能，通过实验理解势能大小的影响因素

【学习过程】

问题一：如何判断一个物体是否具有能量？

一个物体如果能够对另一个物体___________，我们就说，这个物体具有了能量。

问题二：运动的子弹为什么可以射穿鸡蛋？

（1）_______的物体，能够对其他物体_______而具有的能称为_______能。

（2）实验：探究动能大小与那些因素有关

我们猜想，小车动能大小可能与________和_________有关，实验时可以通过比较___________________________判断小车动能大小。

a.动能与速度的关系

选择质量________（选填“相同”或者“不同”）的小车，让小车分别从_________（选填“相同”或者“不同”）的高度由静止开始下滑，小车运动到水平面时的速度大小________（选填“相同”或者“不同”）。

我们能够明显看出________________的小车，使木块移动的距离较______________，小车的动能较__________。

b.动能与质量的关系

改变小车的_______，让它们从________（选填“相同”或者“不同”）高度由静止开始下滑，这样做的目的，可以使小车___________________________________。

我们能够明显看出________________的小车，使木块移动的距离较______________，小车的动能较__________。

总结：运动物体的动能大小与物体的________和________有关，物体的______越大，_________越大，它具有的动能就越大。

练习1：

hA=hc=2hB=2hc mA= mB=1/2 mC= 1/2mD 从图可以看出．四个小球刚到达水平面时，____________球的动能最大。

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通过对(a)(b)两幅图的比较和进一步分析，可以探究得出：物体的动能与物体

的_________有关，___________越大，动能越大。

通过对(a)(c)两幅图的比较和进一步分析，可以探究得出：物体的动能与物体

的_________有关，___________越大，动能越大。

通过(a)(d)两图的比较，可以看出，对物体动能大小影响较大的因素是__________。

你这样判断的依据是___________________________________________________。

问题三：拉长的橡皮弹弓为什么能把子弹弹出？

实验：卡片为什么会跳起来

将卡片反过来，用手把它压平在桌上，使橡皮筋伸长，迅速松开手，可以看到___________，如果不将卡片压平就送开手，放手后会看到__________________。

上述现象说明：发生________形变的物体，能对其他物体_______，它就具有__________。

结论：在一定限度内，形变越大，形变物体的_____________能就越________。

练习2：卷紧的发条具有____________能，发条卷的越紧，弹性形变越_________，

________越大，钟表走的时间就越长。

问题四：重力势能与那些因素有关？

在模拟打桩实验中，将“重锤”举高，让其自由下落，将“桩”打入沙中，观察“桩”____________________________来判断重力势能的大小，“桩”被打的越_____，说明“重锤”的____________越大。

实验表明，物体重力势能的大小与__________和__________有关，__________越大，_________越大，物体具有的重力势能越大。

练习3：在研究物体的重力势能与哪些因素有关的实验中，三个相同的木桩被从空中静止释放的铁块撞击，陷人沙坑中的情况如图所示．

(1)若A、B两铁块的质量相等，则两铁块下落高度的关系是HA________HB

(选填“大于”或“小于”)．

(2)若A、C两铁块下落的高度相等，则两铁块的质量关系是mA________mB (选填“大于”

或“小于”)。

总结：（1）我们把___________和____________能统称为势能。

（2）在物理学中我们将____________和_____________统称为机械能。

【巩固练习】

1、西瓜皮在下落过程中具有__________能，在下落过程中西瓜皮的重力势能 (选填“增大”“不变”

或“减小”)，动能____________(选填“增大”“不变”

或“减小”) 被抛下的西瓜皮在下落过程中，由于速度逐渐增大，所以西瓜皮的________能在逐渐增大。

2、跳伞运动员在空中匀速下落的过程中 （ ）

A．动能一定增大 B．机械能一定不变

C．重力势能一定减小 D．机械能一定增加

3、今年入春以来, 我市黄陂区部分松林发生虫灾。为了灭虫，市政府多次调动直升飞机在重灾区上空喷洒生物农药。当飞机在某一高度水平匀速飞行，喷洒农药的过程中，飞机的

A.动能减小，重力势能减小

B.动能不变，重力势能不变

C.动能减小，重力势能增大

D.动能增大，重力势能减小

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§12.1.2

动能

势能

机械能

班级 姓名

【学习目标】

1、了解动能和势能可以相互转化

2、会应用相互转化的知识，解释动能，重力势能，弹性势能之间相互转化的现象

【学习过程】

问题一：动能和重力势能可以相互转化吗？

实验一

O 1、摆球从A点向下摆动时，它的速度越来越_______，动能逐渐______，重力势能逐渐______当摆球到达O’点时，它的动能最______，重力势能最________，在此过程中摆球的_______能转化为_______能。

2、摆球从O’摆动到B点时，它的速度越来越_______，动能逐渐______，重力势能逐渐______当摆球到达B点时，它的动能最______，重力势能最________，在此过程中摆B A 球的_______能转化为_______能。

O’

实验二

1、如图所示，滚摆从高处下落时，高度逐渐_____，速度逐渐______，动能逐渐______，重力势能逐渐_______，当滚摆到达最低处时，速度最______，动能最________，重力势能最__________，此过程中滚摆的_______能转化为________能。

2、滚摆从最低处向上滚动时，高度逐渐_____，速度逐渐______，动能逐渐______，重力势能逐渐_______，当滚摆到达最高处时，速度最______，动能最________，重力势能最__________，此过程中滚摆的_______能转化为________能。

3、滚摆经多次上下滚动后，滚摆上升的高度逐渐______，滚摆最终会______。

练习1：汽车在匀速爬坡的过程中，动能 ，重力势能 ，机械能 。（填“增大”、“不变”或“减小”）

练习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

练习3：为了使快速降落的“神舟”五号返回舱安全着陆，返回舱在距离地面几米处，向下迅速喷出高温高压气体。从开始喷气到安全着陆，返回舱的 [ ]

A．动能增大，重力势能减少，机械能不变

B．动能不变，重力势能减少，机械能减少

C．动能减小，重力势能增加，机械能不变

D．动能减小，重力势能减少，机械能减少

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问题二：动能和弹性势能可以相互转化吗？

皮球从高处落下又弹起的过程中，你知道他经历了那些能量转化的过程吗？

1、

皮球从高处由静止落下到刚接触地面时，皮球的速度逐渐______，高度逐渐______，皮球的动能逐渐_______，重力势能逐渐_______，刚接触地面时速度最_______，动能最_____，此过程中皮球的__________能转化为_________能。

2、皮球从刚接触地面到继续向下压扁时，皮球的速度逐渐______，弹性形变程度逐渐______，直到弹性形变程度最_______，弹性势能最______。因此皮球的动能逐渐_______，弹性势能逐渐_______，此过程中皮球的___________能转化为__________能。

3、皮球从被压扁到逐渐恢复形变时，皮球的速度逐渐______，弹性形变程度逐渐______，直到皮球的速度最_______，动能最______。因此皮球的弹性势能逐渐_______，动能逐渐_______，此过程中皮球的___________能转化为__________能。

4、皮球从地面到弹起到高处的过程中，皮球的速度逐渐______，高度逐渐______，皮球的动能逐渐_______，重力势能逐渐_______，此过程中皮球的__________能转化为_________能。

练***地面上铺一张纸，将皮球表面涂

黑，使其分别从不同高度自由下落，在白纸

A 上留下黑色圆斑A、B，球从较高处落下形成的

圆斑是_________，为什么？B ________________________________________。

练习5：如图所示，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，小明的高度逐渐_______，重力势能__________，弹簧的弹性形变程度逐渐________，小明的_________能转化为______的_________能。

【巩固练习】

1、跳伞运动员在空中匀速下落的过程中 [ ]

A．动能一定增大 B．机械能一定不变

C．重力势能一定减小 D．机械能一定增加

2、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

3、中国跳水队被人们誉为“梦之队”，如图12—4所示，是跳水运动员跳水时的情景，运动员从离开跳板到落入水面的过程中(不计空气阻力) [ ]

A．运动员的动能一直增大，机械能不变

B．运动员的重力势能一直减小，机械能减小

C．运动员的动能先减小后增大。机械能不变

D．运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大

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§12.2

内能

热传递

班级 姓名

【学习目标】

1、

了解内能的概念及与内能有关的相关因素

2、

知道热传递是改变内能的一种方式

【学习过程】

问题一：静止在水平地面上的小球有没有能量？

1、

小球由于静止因此动能为________，由于在水平面所以重力势能为________。

2、

但小球具有内能，我们把物体内_______分子做无规则运动的________能和______势能的_______叫做物体的内能。

3、由于物质是由_________组成，分子在做_______________的无规则运动，所以______物体都具有内能。0℃物体是否具有内能？（选择“是”或者“否”）________。运动的物体是否具有内能？（选择“是”或者“否”）________。静止的物体是否具有内能？（选择“是”或者“否”）________。

练习1：下列说法中正确的是

[ ]

A、静止在地面上的冰块无内能

B、空中飞行的飞机比地面上静止的火车的内能多

C、动能大的物体内能一定大

D、自然界中的一切物体都具有内能

练习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、具有内能的物体机械能可以为0

问题二：内能大小与那些因素有关？

1、一大杯水和一小杯水，温度相同，谁的内能大？_________ 2、相同质量的水，一杯60℃，一杯20℃，谁的内能大？__________ 实验：看一看，哪杯水中的墨水扩散得快？

_________水中（选填“热水”或者“冷水”）墨水分子扩散的快，说明，温度越高，分子的无规则运动越_______，物体内所有分子的动能总和就越_______，物体的内能就越________。

3、相同质量的0℃水和0℃冰谁的内能大？_________，因为0℃的冰熔化为0℃的水，冰会_________（吸收/放出）。

练习3：槐花盛开，香飘四野，我们能闻到花香，说明花朵中的芳香油分子在___________，气温越高香气越浓，说明_________________。

练习4：下列现象中不能表明分子无规则运动的是：

[ ]

A、“SARS”病毒可以通过“飞沫”传播

B、向一杯水中滴一滴红墨水，过一会儿整杯水都红了

C、把磨得很光的铅板和金板长久紧压在一起，金板中渗有铅，铅板中渗有金

D、配置过氧乙酸消毒液时，能闻到刺鼻的气味

练习5：仔细观察下图中甲、乙、丙三杯

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水，判断下列说法中正确的是：（

）

A．甲杯中水的内能最大 B．乙杯中水的内能最大 C．丙杯中水的内能最大 D．乙、丙杯中水的内能一样大

问题三：1、金属汤勺放在热汤里，温度_______，内能________。

2、食品放入电冰箱，温度_______，内能________。

3、在太阳照射下，太阳能热水器中水的温度_______，内能________。

结论：___________是改变内能的一种方式。

热传递的条件是_______________ ４、物体在__________过程中转移能量的多少叫_________。

练习6：在热传递过程中，高温物体_________热量，温度________，内能_______；低温物体________热量，温度________，内能_________。因此热传递的实质是_________的转移。

【巩固练习】

1、关于温度、热量和内能，下列说法正确的是 [ ]

A、物体的温度越高，所含热量越多 B、温度高的物体，内能一定大

C、0℃的冰块，内能一定为零 D、温度相同的两物体间不会发生热传递

２、关于热量、温度和内能．下列说法中正确的是[ ]

A.一定质量的水吸收热量越多，它的内能增加越多

B.一定质量的水吸收热量越多，温度一定升高越多

C．一定质量的水的温度升高．一定只吸收了热量

D．一定质量的水吸收多少热量．就具有多少内能

3、甲乙两个物体放在一起，甲物体吸收热量，乙物体放出热量，则：［

］

A、甲物体的比热大

B、乙物体的比热大

C、甲物体的温度低

D.乙物体的热量多

4、下列说法正确的是

［

］

A.低温物体含的热量少

B.1J就是1克的水温度在1℃时所具有的能量

C.烧红的铁钉投入冷水中，铁钉比冷水温度高，所以铁钉把温度传给了水

D.高温物体和低温物体相接触，高温物体放出热量，低温物体吸收热量

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§12.3.1

物质的比热容

班级 姓名

【学习目标】

1、

通过实验理解比热容的物理意义

2、

知道比热容是物质的一种物理属性

3、

尝试用比热容解释简单自然现象

【学习过程】

问题一：为什么海水和沙子在同一时刻的温度不一样？

1、由于沙子和海水在相同的光照条件下，因此吸收的热量________（选填“相同”或者“不同”），但是它们各自升高的温度_________（选填“相同”或者“不同”），_______温度升高的多。

说明：质量相同的不同物质，吸收相同热量，升高的温度________（选填

“相同”或者“不同”）。

推理：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量________（选填

“相同”或者“不同”）。

2、实验：比较水和煤油（沙子）升高相同的温度，吸收热量的多少？

（1）、实验条件：水和煤油（沙子）的_________相同，__________相同

根据____________________来判断吸收热量的多少比较，因此选择________的加热水和煤油（沙子）（选填

“相同”或者“不同”）。

（2）、表格记录：

质量/kg 温度升高10℃所需要的时间/s 温度升高20℃所需要的时间/s 沙子/煤油

水

（3）、分析数据：质量相等的水和煤油（沙子）升高相同温度时，沙比水需要的时间_____（长/短），升高相同温度时沙比水吸收的热量____（多/少），这说明：质量相等的不同物质，在升高相同温度时，吸收的热量_______（相同/不同）。

3、总结：通常，我们把单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃所吸收（放出）的热量叫做这种物质的比热容，简称比热，符号_________。比热容是用来反映物质的吸热升温的热学属性，在国际单位制中它的单位是_________，读作：__________________________。由实验可知，同种物质比热容是 的，不同物质比热容一般 （选填

“相同”或者“不同”）。比热是物质的物理属性。

一些物质的比热容

单位J/(kg · ℃)

关注：水的比热容是______________________，读作____________________ 它的物理意义是______________________________________________ 如果把这杯水倒去一半，所剩部分的水的比热容是________________ 问题二：水稻是喜温作物，在每年三四月份育秧时，为了防止霜冻，傍晚常常在秧田里灌一些水过夜，是因为水的比热容______，所以______热（吸/放）降温较_____（快/慢），与第

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不在秧田里灌水相比，秧田里的______较高，不至于引发冻害。而第二天太阳升起后，再把秧田里的水放掉，是因为与不放水相比，秧田的比热容______，______热（吸/放）升温较_____（快/慢），使得秧苗有较好的生长条件。

练习1：汽车发动机应用循环流动水进行冷却，水的比热容______，当其循环通过汽车发动机时，能从温度较______（高/低）的发动机吸收更多的热量，从而达到较好的冷却效果。

【巩固练习】

1、用两个完全相同的电加热器给水和煤油加热，发现它们温度升高得一样快，可见（

）

A、水的质量小于煤油的质量

B、水的体积大于煤油的体积

C、水的质量大于煤油的质量

D、水的质量等于煤油的质量

2、根据表1和表2的资料，可以判断下列说法中正确的是

（

表1 几种晶体的熔点

表2几种物质的比热容

晶体

熔点（℃）

物质

比热容（J/Kg℃）

固态酒精

-117 水

4.2×103

固态水银

-39

冰

2.1×103

冰

0 砂石

0.92×103

A、

沿海地区昼夜气温相差较大，而沙漠地区昼夜气温差异不大；

B、

南极的最低气温达-89.2℃,要测量南极的气温应选用水银温度计；

C、

汽车发动机里常用水做冷却液来帮助散热；

D、

水达到0℃时就会结成冰。

3、下列说法中正确的是

（A、

质量相等的物体吸收相等的热量后，升高的温度一定相等；

B、

一桶水的比热容比一杯的比热容大；

C、

单位质量的某种物质，温度升高1℃吸收的热量大于它温度降低1℃时放出的热量；D、

沿海地区每天的温度差小于内陆地区，是因为水的比热容较大的原因。

4、砂石的比热容是0.92×103

J/(kg · ℃)，它表示的意思是 （ A、砂石每升高1℃，必须吸收0.92×103 J的热量

B、0.92×103 J热量可使1Kg的砂石温度升高1℃

C、质量是1Kg的砂石，温度每升高1℃吸收的热量是0.92×103 J D、温度是1℃的砂石，每1Kg吸收的热量是0.92×103 J

5、由同种材料构成的物体，下列各种情况中放出热量一定相等的是

（

A、两个物体初温相等

B、两个物体降低了相同的温度，但末温不等

C、两个物体质量相等，降低的温度相等但初温不一定相等

D、两个物体初温相等，末温相等

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）

）

）

）

§12.3.2

物质的比热容

班级 姓名

【学习目标】

1、

了解热量的计算公式

2、

会用热量计算公式求解热交换过程中的各物理量

【学习过程】

问题一：你知道物体吸收（放出）热量的多少和什么因素有关么？

1、1千克的水要温度升高10℃,要吸收多少热量?_______________________ 2、5千克的水要温度升高1℃,要吸收多少热量?________________________ 3、5千克的水要温度升高10℃,要吸收多少热量?_______________________ 4、如果我们用Q表示物体所吸收的热量，用c表示物质的比热容，用m表示物质的质量，用Δt表示温度的变化，你能总结出物体在温度变化时所吸收或放出热量的计算公式吗？Q=______________。

5、如果物体吸收热量，则温度_______（升高/降低），初温t0_______末温t（大于/小于），

吸热计算公式为________________________。

如果物体吸收热量，则温度_______（升高/降低），初温t0_______末温t（大于/小于），

放热计算公式为________________________。

练习1：在标准气压下，将500g，20℃的水烧开，需要吸收多少热量？水的内能增加多少？（实际上烧开这壶水所提供的热量大于计算出的结果，想一想为什么？）

问题二：你能解决下列与热量计算有关的题目吗？

练习2：质量和温度相等的铁块和水，它们放出相等的热量之后，把铁块放入水中，则（ ）

A.它们之间没有热传递

B.热从铁传向水

C.热从水传向铁

D.无法判断

练习3：两个质量相同的物体，其中甲物体升高的温度是乙物体升高温度的二分之一，甲吸收的热量是乙吸收热量的二倍，则甲的比热是乙的比热的 （ ）

A、2倍 C、4倍 B、1／2倍 D、1／4倍 34练习4、铝的比热容是0.88×10，铝块的质量是1kg，当它吸收了4.4×10J的能量后，温度可以从-30℃升高到多少℃？

问题三：如果在热传递过程中，你能利用热传递中吸收和放出热量的关系解决下列的计算第

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题吗？

1、质量为0.5kg的水，温度从

60℃降至40℃，会放出多少J的热量？若将这些热量全部被初温为10℃、质量为0.7kg的酒精吸收，则酒精吸收多少热量？那么酒精的温度将上升到多少度？[酒精的比热容为2.4×103J／（kg·℃），水的比热容为

4.2 ×103J／（kg·℃）]

2、吃早饭的时候，妈妈用热水给小雪加热如图所示的袋装牛奶，为了使这袋牛奶的温度由12℃升高到42℃，妈妈至少要用60℃的热水多少千克?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，设该牛奶的比热容为2.5×103J／(kg·℃)，不计热量损失]

【巩固练习】

1、初温相同的铜和铅，他们的比热之比是3：1，质量之比是2：3，若他们吸收相同的热量，铜升高的温度与铅升高的温度之比是 （ ）

A．1：2

B．2：1

C．2：9

D．9:2 2、有A、B两种物体，它们的质量之比为1：3，吸收的热量之比为4：3，A物体升高的温度是乙物体升高温度的2倍，则A、B两种物质的比热之比是：_______________ 3、小婷在保温瓶中装入大半瓶刚烧开的水，盖上软木塞后，观察到木塞很容易跳起，探究其原因：一是瓶内温度高的水___________成水蒸气，二是瓶内气体受热膨胀，使瓶内气体压强___________（填“大于”“小于”或“等于”）外界大气压，但第二天会出现较难拔出木塞的现象，这是因为瓶内温度降低，水蒸汽___________成水，瓶内气体压强低于外界大气压。若瓶中水的质量为1kg，当水温由98℃降低到78℃，共放出___________J的热量。水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）

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§12.4.1

机械能与内能的相互转化

班级 姓名

【学习目标】

1、知道做功是改变物体内能的另一种方式，

2、知道做功和热传递在改变物体内能上是等效的

【学习过程】

问题一：你有那些方法可以使物体的内能增加？

手多次弯折铁丝，你的手会感觉到铁丝被弯折处温度__________。

说明：铁丝的内能________，这是通过__________的方式改变物体的内能。

实验一：空气压缩引火仪

当迅速下压活塞，可以看到____________________，

由于活塞对___________做功，使__________内能_________（填“增加”或者“减小”），温度_________，从而使棉花达到着火点而冒火花。

总结：外界对物体做功，可以使物体的内能________（填“增加”或者“减小”）。____________能转化为____________能。

练习1：冬天搓手，手的温度_________，这是通过_________方式使手的内能___________。

问题二：你有那些方法可以使物体的内能减小？

实验二：对瓶子打气实验

当打气时，可以看到瓶塞__________，并且在瓶口附近有大量的______________。这是由于瓶内空气对外_________，使瓶内气体的内能________，因此温度_______，使空气中的水蒸气_______成____________。

总结：物体对外界做功时物体的内能__________（填“增加”或者“减小”）。___________能转化为___________能。

练习2：、如图所示，用酒精灯对带有木塞的试管内的水加热．当

试

管

内的水沸腾时，水的温度_______(选填“高于”、“低于”或“等于”)100℃(管外大气压为标准大气压)。过一会，管内的水蒸气将木塞冲开，水蒸气的________能转化为木塞的_______能。

总结：通过以上实验，我们可以知道，___________是改变物体内能的另一种方式

做功和热传递在改变物体内能上是_____________的。

练习3：冬天双手对搓一会儿感到暖和，这是利用________的方法增加物体的内能。在炉旁烤火身体感到暖和，这是利用____________的方法使人体温度升高。他们在改变物体内能上是__________的。

【巩固练习】

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1、炮弹里火药燃烧产生的高温高压气体炸开弹壳后温度降低，是用_______的方法减少了气体的内能。食物放进冰箱后温度降低，是用________的方法减少了食物的内能。

2、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

3、下列4幅图中不是利用做功方式来改变物体内能的是

[ ]

4、下列有关温度、做功、热传递、内能等的关系的说法中正确的是：

A．

物体温度升高，内能一定增大，且一定从外界吸收了热量

B．物体放出了热量，内能一定减少，温度一定会降低

C．物体内能大了，一定吸收了热量，且温度一定升高了

D．一个物体温度没变，可能内能增大了，也可能内能减少了

5、如图，小刚对子弹击穿木板靶心前后，子弹能量变化的问题进行思考。有如下四点看法：[ ]

⑴、动能减少，是因为有部分机械能转化成内能

⑵、动能减少，是因为子弹的机械能增加了

⑶、动能减少，是因为子弹克服摩擦做了功

⑷、子弹的机械能不变

你认为他的看法中，正确的有几点： [ ]

A．1点 B．2点 C．3点 D．4点

6、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

7、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

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§12.4.2

机械能与内能的相互转化

班级 姓名 【学习目标】

1、知道热机的工作原理。

2、了解热机的结构和工作过程

【学习过程】

问题一：你知道燃料是怎样使汽车发动机工作的那？

1、

演示点火爆炸

我们可以看到塑料盒盖被__________，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。这就是热机的工作原理：将燃料燃烧产生的高温高压的___________能转化为__________能。

2、根据这个原理，可以制造出一种将内能转化为机械能的装置——__________。

以汽油机为例，了解热机的一个工作循环

吸气冲程：进气门________，排气门________，燃料和空气的混合气体被吸入汽缸。

压缩冲程：进气门和排气门都________，活塞向_______运动，燃料混合气体被压缩，温度________，_________能转化为________能。

做功冲程：当活塞快到汽缸顶端时，火花塞打火，使混合气体猛然燃烧，产生高温、高压的燃气，推动活塞向________运动，_________能转化为_________能。

排气冲程：进气门_______，排气门________，活塞向_______运动，将废气排出汽缸。

因此汽油机完成一个工作循环，活塞经历四个冲程，分别为_____________、____________、____________、_____________，其中，__________冲程是燃气对外做功的过程。曲轴旋转___________圈，活塞往复____________次。

练习1：如图是内燃机的剖面图，它表示的

是______冲程。从能量的转化角度来说，它

是将_____能转化为____能。

练习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 （ ）

图2

A．

B．

C．

D．

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练习3：一台四冲程汽油机曲轴转速是1800 r／min，此汽油机每秒钟完成_____个工作循环，_____个冲程，对外做_____次功。

【巩固练习】

1、下列各种说法错误的是 ( )．

A．各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化

B．做功改变物体的内能是不同形式的能的相互转化

C．热传递改变物体的内能是不同形式能的转化

D．能量在转化和转移的过程会有能量的损失，但自然界的能量的总量是守恒的

2、据新华社报道：“2002年12月30日零时40分，长征二号F捆绑式大推力运载火箭托举着神舟四号飞船腾空而起，疾速飞向太空……”，飞船在发射过程中，火箭发动机内燃料燃烧产生的气体________________将内能转化为___________能。

3、下列过程中，将内能转化为机械能的是（ ）

A. 流星在大气层中穿行的过程 B.水蒸气顶起水壶盖的过程

C.小孩沿滑梯下滑的过程 D. 汽车紧急刹车

4、在四冲程内燃机工作的一个工作循环中，存在着机械能转化为内能的过程，也存在着内能转化成机械能的过程，这两个能量转化的过程存在于

（

）

A．

吸气冲程和压缩冲程

B．压缩冲程和做功冲程

C．做功冲程和排气冲程

D．吸气冲程和排气冲程

5、汽油机甲的效率高于汽油机乙的效率，这表明：

A．

甲做功多 B．甲做功快

C．甲消耗汽油少 D．甲将热能转化为机械能的比例大

6、一台柴油机的转速为2400R/min，则在1s内柴油机对外做功的次数是

（

）

A. 2400次

B. 1200次

C. 40次

D. 20次

※7、四冲程的内燃机只有做功冲程燃气对外做功，其余三个冲程的运转要依靠（

）

A.活塞的惯性

B.飞轮的惯性

C.曲轴的惯性

D.连杆的惯性

※8、在热机工作过程中的各类能量损失中

（

）

A.散热损失的热量最多

B.燃料不完全燃烧带走的热量最多

C.克服摩擦损失的能量最多

D.废气带走的能量最多

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§12.4.3

机械能与内能的相互转化

班级 姓名 【学习目标】

1、

通过比较质量相同的不同燃料完全燃烧时放出的热量，得出热值的物理意义

2、

了解热值的计算

【学习过程】

问题一：酒精和碎纸完全燃时放出的热量相同吗？

（1）热机的内能如何获得？通过将燃料燃烧获得，在此过程中_________能转化为________能。

（2）实验：比较质量相同的不同燃料完全燃烧时放出的热量

1、相同质量的酒精和碎纸片完全燃烧后，烧杯中水温的变化情况一样么？________（相同/不同），说明两杯水各自吸收的热量_________（相同/不同）。

结论：相同质量的酒精与碎纸片完全燃烧时，放出的热量不相同，酒精比碎纸片放出的热量__________（相同/不同）。

2、单位质量的某种燃料____________放出的热量叫做这种燃料的__________。热值的表示7符号是________，热值的单位是___________。柴油的热值是3.3×10J/ kg，它表示1Kg柴油完全燃烧放出的热量是__________。

质量为m的燃料完全燃烧放出的热量为___________。

练习1：随着人们生活水平的提高，轿车已逐步进入我国普通百姓家中。

已知某国产骄车-33337每行驶100km消耗8L汽油(1L＝10m)，汽油的密度为0.71×10kg/m、热值为4.6×l0J／kg。则：(1)10kg汽油完全燃烧时所产生的热量是_________J。(2)该汽车行驶100km消耗的汽油的质量是________kg，这么多汽油完全燃烧所产生的热量是__________J。

练习2：柴油机将质量为m，热值为q，的柴油完全燃烧，能放出的热量Q＝__________，如果柴油机在工作时的效率为40%，这些热量通过该柴油机的转化对外所做的功W=_______，此过程中柴油机将_________能转化为_________能。

问题二：你能解决下面有关热值计算的问题吗？

1、某中学锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃。问：

（1）这些水要吸收热量为多少？

(2)“西气东输”实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的75%373被水吸收，学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少m？（天然气的热值q=8.4×10J/m。气体完全燃烧放出热量的公式是Q=qV，式中V表示气体燃烧的体积）

2、某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从20℃加热到100℃，燃烧了6kg的无烟第

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煤（水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），无烟煤的热值是3.4×107J/kg）。试求：

（1）

锅炉内200kg的水吸收的热量是多少焦耳？

（2）6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦耳？

（3）此锅炉的效率是多少？

【巩固练习】

1、有一款太阳能热水器，铭牌上的部分参数如表所示。将它安装在阳光充足的水平台面上，并送满水。 6（1）扬州地区（晴天）平均每平方米的面积上，每小时接收的太阳能约为2.8×10J。该2热水器接受太阳能的有效面积为1.5m，每天日照时间按8h计算，则它一天中接收的太阳能（E）约为多少？若这些太阳能有60%被热水器中的水吸收，则可使水温升高多少？

3[c水=4.2×10J/(kg·℃)] 7（2）若该热水器一天中接收的太阳能，由燃烧煤气(热值q=4.2×10J/kg)来获得，则需要完全燃烧多少千克煤气？

（3）请你：①从能源和可持续发展的角度,说出提倡开发利用太阳能的两点主要理由；②说出当前在利用太阳能方面所面临的某一主要困难（可从自然因素或技术因素等方面思考）。

型 号

JL—88

水

容

量/L 80

自身质量/kg 40 第

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第十二章

机械能和内能（习题）

班级 姓名

1、下列事例中，能表明分子在不停地运动的是：

（

）

A、烟雾缭绕

B、花香宜人

C、雪花飘飘

D、尘土飞扬

2、关于温度、内能、热量三者之间的关系，下列说法正确的是：

（

）

A、温度高的物体，内能一定大

B、温度升高，一定吸收了热量

C、物体吸收了热量，温度一定升高

D、物体温度升高，内能一定增加

3、日常生活中，人们都知道液体很难被压缩，这是因为：

（

）

A、

分子间存在引力

B、分子间是有空隙的

C、分子在不停地运动

D、分子间存在斥力

4、某同学从下表提供的信息中，得出以下几个结论，其中错误的是：

（

）

－几种物质的比热容表c/J（kg·℃）1

水

酒精

冰

煤油

水银

4.2×103 2.4×103

2.1×103

2.1×103 0.14×103

干泥土

铜

铝

铅

砂石

0.84×103 0.39×103

0.88×103

0.23×103

0.92×103

A、汽车发动机用水来冷却效果比较好

B、液体的比热容比固体大

C、同种物质在不同状态下比热容值不同

D、质量相同的铜和铅，升高相同的温度，铜吸收的热量多

5、有质量相同的两块金属铜和铝，已知铜的比热容小于铝的比热容，则：

（

）

A．它们降低相同的温度，铝放出的热量一定大于铜放出的热量

B．它们升高相同的温度，铜吸收的热量一定大于铝吸收的热量

C．它们放出相同的热量后，铝降低的温度一定大于铜降低的温度

D．它们吸收相同的热量后，铜的末温一定高于铝的末温

6、下列事例中，对物体做功，物体内能增大的是：

（

）

A．钻木取火

B．用太阳能热水器加热水

C．利用热水袋取暖

D．内燃机做功冲程中，燃气做功

7、沙漠地区在日光照射下，要比湖泊湿地处温度升高的快的原因是：

（

）

A．沙的比热容小

B．沙吸收热量多

C．沙的密度大

D．沙漠地区日照时间长

8、金属制成的气缸中装有柴油与空气的混合物，有可能使气缸中柴油达到燃点的过程是（

）

A．迅速向里推活塞 B．迅速向外拉活塞 C．缓慢向里推活塞 D．缓慢向外拉活塞

9、已知烟煤的热值是2.9×107J/kg，那么：

（

）

A、

2kg烟煤燃烧时一定放出5.8×107J热量

B、1kg的烟煤完全燃烧时一定放出2.9×107J的热量

C、1kg烟煤温度降低1℃释放出2.9×107J的热量

D、10kg烟煤的热值为2.9×108J/kg

10、以下是提高热机效率的方法，错误的是：

（

）

A、尽量减少热机功率

B、尽量使燃料充分燃烧

C、保证传动部分良好的润滑

D、尽量减少各种热散失

11、槐花盛开，香飘四野，我们能闻到花香，说明花朵中的芳香油分子在___________，气温越高香气越浓，说明_________________。

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12、滑梯上滑下，他的重力势能___________（填“增加”“不变”或“减小”），下滑过程中，小新的臀部有灼热的感觉，这是通过___________的方法改变了臀部的内能

13、据新华社报道：“2002年12月30日零时40分，长征二号F捆绑式大推力运载火箭托举着神舟四号飞船腾空而起，疾速飞向太空……”，飞船在发射过程中，火箭发动机内燃料燃烧产生的气体________________将内能转化为___________能。

14、如图所示，此图是汽油机的________冲程。在此冲程中，气缸中气体体积__________，压强__________（填“变大”、“变小”或“不变”）。

15、内能有不同的用途，下面两个图中所示的共同之处都是通过燃烧酒精获得内能，不同之处在于甲图烧杯中的水获得的内能用来对试管___________，乙图中试管中的水获得了内能变为水蒸气用来对活塞__________。

16、汽油机的工作过程是由吸气、________、做功、排气四个冲程组成，其中将内能转化为机械能的是______冲程。

17、小婷在保温瓶中装入大半瓶刚烧开的水，盖上软木塞后，观察到木塞很容易跳起，探究其原因：一是瓶内温度高的水___________成水蒸气，二是瓶内气体受热膨胀，使瓶内气体压强___________（填“大于”“小于”或“等于”）外界大气压，但第二天会出现较难拔出木塞的现象，这是因为瓶内温度降低，水蒸汽___________成水，瓶内气体压强低于外界大气压。若瓶中水的质量为1kg，当水温由98℃降低到78℃，共放出___________J的热量。水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）

18、完全燃烧210g木炭放出的热量由40%被质量为8.5kg、原来温度为25℃的水吸收，问水的温度可升高多少？（木炭的热值为3.4×107J/kg）

19、育才中学初三（1）班的物理课外探究小组对“吸收太阳能与表面颜色之间的关系”进行了实验研究：在黑色塑料袋和白色塑料袋内装入同样质量的水，插入温度计后系好，放在阳光下暴晒，每隔相同的时间，读出温度计的示数。数据记录如下：

塑料袋

黑色

白色

水的质量（kg）

1.5 1.5 初温（℃）

温度（℃）

温度（℃）

温度（℃）

…

14.0 14.0 23.3 17.5 28.0 18.6 33.5 21.0 …

…

（1）分析上表的实验数据可知，太阳能热水器的集热管内表颜色以______________色为宜。

（2）若一太阳能热水器装水80kg，集热管每小时接收太阳能约为4.2×106J，则该热水器每小时水温能升高多少℃？（C水=4.2×103 J/kg·℃，不考虑热量损失）

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