初中物理 苏科版 九年级全册 第十二章 机械能与内能复习 课件(第2课时 共22张PPT)

(共22张PPT)
第十二章 机械能和内能（2）
【学习目标】
1.知道动能、势能、机械能及其转化；
2.知道内能和热量的概念，知道改变内能的两种方式，能描述内能与机械能的转化现象。
3.掌握比热容、热值和热机相关知识。
4.能进行有关效率的计算。
基本知识梳理
1.比热容：物体温度升高时吸收的热量与它的质量和升高温度乘积之比。水的比热容为 ，它表示： 。热量公式Q = 。
2.燃料 放出的热量与燃料的 之比叫做这种燃料的热值。其大小只与燃料 有关，与物体的质量 关。
3.热机是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的 能转化为 能的装置。汽油机完成一个工作循环活塞经历四个冲程，分别为 、 、 、 ，一个工作循环中，曲轴转动 圈，活塞往复 次，对外做功 次。
4.汽油机工作时，压缩冲程将 能转化为 能，做功冲程将 能转化为 能。
4.2×103 J/(kg·℃)
1kg的水温度升高或降低1℃，吸收或放出的热量为4.2×103 J
cmΔt
完全燃烧
质量
种类
无
内
机械能
吸气冲程
2
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
2
1
机械能
内
内
机械
【典型例题】
考点一：比热容的实验探究及理解应用
例1.如图甲所示是“探究不同物质吸热升温现象”的实验。将质量相等的沙子和水分别装在易拉罐中，并测出沙子和水的初温，然后用酒精灯加热并不断搅拌，每隔1 min记录一次温度。实验记录如下表：
(1) 实验中，加热时间实质上反映了_________________________。
(2) 根据实验数据，在图乙中画出沙子和水的温度随时间变化的图像。
(3) 分析图像可知，对于质量相等的沙子和水：吸收相等热量，升温较快的是_______；若使两者升高相同的温度，则_____吸收的热量较多。该实验中，利用易拉罐的好处是 。
物体吸收热量的多少
略
沙子
水
导热性能好，缩短加热时间
例2.(2019·苏州模拟)分别用两个完全相同的电加热器，同时给质量和初温相同的A、B两种液体加热，它们的温度随时间变化的图像如图所示，由图可以看出，________液体的温度升高得较慢，A和B的比热容之比为________，如果要你从A、B两液体中选择汽车的冷却液，应选择________液体。
B
B
1:2
例3.在“比较豆浆和牛奶的吸热能力”实验中，实验过程如下：
（1）如图甲所示，在两个相同的玻璃瓶中分别装入初温相同、___________相等的豆浆和牛奶，两瓶中各装有一支相同的温度计，然后将两个玻璃瓶同时浸入热水中。
（2）实验中通过比较 （选填“升高的温度”或“加热时间”）来反映豆浆和牛奶吸收的热量，这种方法通常称为___________ 法。
（3）利用实验数据大致描绘出豆浆和牛奶的温度随时间变化的图线，如图乙所示。观察现象发现：加热相同的时间，豆浆的温度升高得较多，则图线___________代表的是豆浆。要使牛奶和豆浆升高相同的温度，应对___________加热的时间长一些。
（4）通过实验可以得到牛奶的吸热能力___________（选填“大于”“等于”或“小于”）豆浆的吸热能力，物质的这种特性可以用___________这个物理量来描述。
质量
转换
A
牛奶
加热时间
比热容
大于
1
2
例4.由Q=cm（t﹣t0）得 ，关于同一种物质的比热容，下列说法正确的是（ ）
A．若质量增大一倍，则比热容减小一半
B．若质量增大一倍，则比热容增大一倍
C．比热容与物体质量多少、温度变化大小、吸热或放热的多少都无关
D．若吸收的热量增大一倍，比热容增大一倍
例5.下表是一些物质的比热容［单位为J/（kg·℃）］，以下判断正确的是（ ）
A．物质的比热容与物质的状态无关
B．100g水的比热容是50g水的比热容的两倍
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
C
C
例6.由于水的比热容比沙石或干泥土的比热容大，所以在沿海地区陆地表面的气温比海面的气温昼夜变化________(大/小)，白天海边的风多是________________(从海面吹向陆地/从陆地吹向海面)。
大
从海面吹向陆地
比热容大
一个人质量大
上楼梯慢（升温慢），下楼梯也慢（降温慢）
例7.初春培育水稻秧苗时，为了不使秧苗受冻，下列做法中正确的是（ ）
A．早晨多灌水，傍晚多排水 B．早晨多排水，傍晚多灌水
C．早晨和傍晚都要多灌水 D．早晨和傍晚都不要灌水
例8.将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放到表面平整石蜡上。经过足够长时间后，观察到的现象如图所示．则三块金属的比热容（　 　）
A．甲最大 B．乙最大 C．丙最大 D．一样大
B
水的比热容大，晚上放热，温度不至于下降的太快。
C
例9.北方的汽车司机常用水和酒精的混合液来冷却发动机，这样的好处是可以防止夜晚水凝固。若测得水和酒精混合液体的密度为0.96×103 kg/m3，求此液体的比热容。[已知：ρ酒精= 0.8×103 kg/m3，c酒精=2.4×103 J/ ( kg ·℃ )，ρ水= 1×103 kg/m3，c水=4.2×103 J/ ( kg ·℃ )，水与酒精混合的总体积等于它们的体积之和]
考点二：热机与燃料的热值
例10.点火爆炸实验中，电子式火花发生器点燃盒中酒精蒸气，产生的燃气将塑料盒盖喷出很远。此过程的能量转化方式类似于汽油机的（ ）
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
C
例11.如图所示，甲、乙、丙装置完全相同，燃料的质量、液体的质量和初温都相等，当燃料燃尽时（烧杯内的液体均未沸腾），温度计示数为T甲>T乙>T丙。下列说法正确的是（　 　）
A．选择甲、乙，可以用燃烧相同时间比较液体升高温度来反映燃料热值的大小
B．选择甲、丙，可以用加热时间的长短来反映液体吸收热量的多少
C．液体a的比热容ca与液体b的比热容cb 相比，有ca>cb
D．燃料1的热值q1与燃料2的热值q2相比，有 q1B
燃烧相同质量
比较甲和丙
比较甲和乙
例12.（2021 枣庄）如图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于　 　　冲程，该冲程将机械能转化为 　 　能，若该汽油机飞轮的转速是60r/s，则汽油机每秒钟对外做功 　 　次。
例13.木炭的热值是3.4×107J/kg ，完全然烧500g木炭，能放出 J的热量。柴油机是工农业生产中常用的热机。已知某型号柴油机的效率为η，柴油的热值为q。将质量为m的柴油完全燃烧，能放出的热量Q＝ ，这些热量通过该柴油机的转化对外所做的有用功W= 。
压缩
内
30
1个工作循环 曲轴转2周 4个冲程 1次对外做功
60
30
1.7×107
mq
ηmq
例14.(2019·广州)(1)完全燃烧1.4 g酒精释放的热量是完全燃烧0.7 g酒精释放热量的________倍。0.7 g酒精完全燃烧释放的热量是2.1×104 J。这些热量全部被100 g的液体A吸收，液体A的温度升高了50 ℃；完全燃烧1.4 g酒精释放的热量全部被200 g的液体A吸收，液体A的温度升高了Δt＝________℃(不考虑散热)。
2
50
例15.（2021 遂宁）如图是新农村建设中广泛使用的一种小型农用柴油机，铭牌部分信息如下表所示，其中活塞行程是指一个冲程活塞移动的距离。该柴油机为单缸四冲程内燃机，压缩冲程中气缸内气体内能增加是通过 方式实现的；正常工作1min，柴油机输出的有用功 　 　J，消耗柴油 　 　kg，做功冲程中燃气对活塞的平均压力为 N。（q柴油＝4.0×107J/kg）
做功
1min做功1200次
4.8×105
0.03
4000
例16.某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2，一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105 Pa，飞轮1 min转动1800周，当汽油机满负荷工作时(不计摩擦)，求：(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力；(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功；(3)汽油机的功率。
考点三：关于热量的综合计算
例17.(2019·泰州模拟)2017年5月18日，中国科学家首次在南海试采可燃冰取得圆满成功，实现了我国天然气水合物开发的历史性突破。可燃冰清洁无污染，储量巨大，是一种非常理想的新型能源。可燃冰的热值很大，是天然气热值的10倍以上，若按15倍计算。求：[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，天然气的热值q＝7.0×107 J/m3]
(1) 体积为0.01 m3的可燃冰完全燃烧放出的热量为多少？
(2) 若这些热量的90%被质量为100 kg的水吸收，则水升高的温度是多少？
(3) 若这些热量的60%用来对小轿车做功，以1 000 N的动力进行牵引，可使小轿车行驶多远？
例18.如图所示的装置中，两个钩码重力不等，释放后重钩码下降，轻钩码上升，然后反复对调左右两个钩码，通过传动装置可实现：在钩码升降过程中，能使放在隔热容器水中的叶轮不停的转动。
（1）叶轮在不停地转到过程中，可以知道容器中水的温度＿＿＿＿，原因是：叶轮通过＿＿＿＿方式实现了能量的转化。
（2）实验中钩码升降做功与水温变化的数据如下表所示在钩码升降1次的过程中，容器中的水吸收的热量为＿＿＿＿J。对比发现，水吸收的热量＿＿＿＿于对应的钩码升降所做的功。(容器中水的质量为500g，c水=4.2×103J/（kg ℃）)
（3）综合分析实验装置及表格中的数据，你认为该实验中能量损失主要来源于 。（只写出其中一条即可）
升高
做功
420
小
传动装置各部件之间的摩擦或搅拌器吸热
例19.（2021 南京）小明一家驾车旅行。
（1）加油时，闻到汽油味，说明分子在 ；
（2）图示为车发动机的一个冲程，其能量转化情况是 　 　；
（3）若车的总质量为1.5t，匀速直线行驶9km，所受阻力为车重的0.1倍，完全燃烧汽油1L，则1L汽油完全燃烧放出的热量是 　 　J，车所受牵引力是 　 　N，车的工作效率是 　 　%。（ρ汽油＝0.8×103kg/m3，q汽油＝4.5×107J/kg，g取10N/kg）
永不停息做无规则运动
机械能转化为内能
3.6×107
1.5×103
37.5
例20.我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求：
（1）飞机发动机完全燃烧10t燃油获得的能量是多少焦？
（2）当飞机以400m/s的速度巡航时，飞机发动机的输出功率是多少千瓦？
例20.我国自主研制的某型新一代战斗机，它具备超音速巡航、电磁隐身、超机动性、超视距攻击等优异性能，该飞机最大起飞质量为37t，最大飞行高度达20000m，最大航行速度达2.5倍声速（合3060km/h），最大载油量为10t，飞机航行时所受阻力的大小与速度的关系见下表：
已知飞机发动机燃油完全燃烧的能量转化为机械能的效率是40%，飞机使用的航空燃油的热值为5×107J/kg。求：
（3）若在飞机油箱中加满燃油，并且以500m/s的速度巡航时，飞机的最大航程约是多少千米？
感谢聆听！