第十二章 机械能和内能 复习教案 2023-2024学年苏科版物理九年级上册

期末复习: 第十二章复习研学案
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【课题】 第十二章 机械能和内能复习（期末复习）
【教学目标】
知识与技能：
复习动能、势能和机械能及动能和势能的相互转化．
复习功的概念．知道做功的过程就是能量转化的过程．
复习内能和热量，从能量转化的角度认识燃料的热值．
复习比热容，尝试用比热容说明简单的自然现象．
复习热机的工作原理，知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义．
通过复习和整理，形成整章完整的知识结构图．
过程与方法：
（1） 通过复习与探究，更好地理解机械能、内能及相互间的转化．
（2） 培养学生的分析概括能力及应用知识解决实际问题的能力．
情感态度价值观：
应用举例，感悟生活中处处有物理，激发和培养学生学习物理知识的兴趣．
研究物理规律，培养科学探究精神．
【教学重难点】
重点：复习机械能、内能及相互间的转化．
难点：复习内能和机械能的相互转化、热机工作原理．
【教学方法】启发法、归纳总结法、科学探究法
【教学器材】多媒体等．
(
机械能
能
势能
____势能
____势能
弹性大小
)【教学过程】
知识复习
1.机械能
⑴
⑵动能和势能之间是可以互相 的．机械能的转化和守恒：动能和势能的相互转化过程中，如果没有摩擦等阻力，那么机械能的总量 ．
2.内能
⑴内能：物体内部所有分子做无规则运动的 和 的总和叫内能．
⑵同一物体的温度越高，分子的 越快，内能就 ．
⑶改变物体的内能两种方式 （实质是 ）
（实质是 ）
⑷热量（Q）：在热传递过程中，转移 的多少叫热量．热传递发生的条件是物体或物体的不同部分之间有 ．
3.物质的比热容
⑴水的比热容是：C水= J/(kg·0C)，它表示的物理意义是： ．
⑵物体吸热升温、放热降温的计算公式（总式）：Q = ．
4.热值
⑴q酒精=3×107 表示 ．
⑵燃料燃烧放热公式： ；
5.热机
⑴热机是利用燃料燃烧获得的 能转化为 能的．在压缩冲程中 能转化成 能．在做功冲程中 能转化为 能．
⑵汽油机的一个工作循环由 、 、 、 四个冲程组成，每个工作循环活塞上下往复运动 次，曲轴转动 ，对外做功 次．
二、例题分析
(
图1
)例1.如图1是皮球落地后弹跳过程中，每隔相等时间曝光一次所拍摄的照片．A、B是同一高度的两点，则A点的重力势能 B点的重力势能；A点的动能 B点的动能（前两空均选填“大于”“小于”或“等于”）；此过程中皮球的机械能 （选填“增大”“减小”或“不变”）．
例2.如图2所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是(忽略空气阻力)( )
A.他只受重力和支持力的作用
B.他只受重力和摩擦力的作用
C.他的重力势能减小，动能不变，机械能减少
(
图2
) D.他的势能转化为动能，机械能不变
分析：动能和势能的相互转化及转化过程中机械能的变化．
反馈1.如图一根细绳上端固定，下端系一金属小球，制成一个单摆.现将小球拉到离地面50 cm高的位置A后静止释放，小球摆到右侧最高点C，C点离地面高度为40 cm，随后小球由C点再次摆到左侧最高点D(D点未标出)，则D点离地面的高度可能是 ( )
A. 40 cm B. 35 cm C. 30 cm D. 25 cm
答案：B
反馈2.如图3所示，铅球从出手到将要落地的过程中(不计空气阻力)，下列说法中正确的是( )
(
图3
) A.铅球由a→b时，动能逐渐增大
B.铅球在b点的机械能大于a点的机械能
C.铅球由b→c时，机械能逐渐减小
D.铅球在c点时动能最大
例3.关于温度、内能和热量，下列说法中正确的是( )
A.温度为0℃的冰没有内能
B.热量可以从内能少的物体传向内能多的物体
C.温度高的物体含有的热量多
D.物体内能增加，一定吸收热量
例4.冰在熔化成水的过程中，下列判断正确的是( )
A.比热容改变，内能增加，温度不变
B.比热容改变，内能和温度不变
C.比热容、内能和温度都不变
D.比热容、内能和温度都增加
分析：影响内能的因素，热传递改变物体内能的实质．物质的比热容．
反馈1.关于温度、内能和热量，下列说法中正确的是( )
A.物体内能增大，不一定从外界吸收热量
B.水凝固成冰的过程中，温度不变，内能也不变
C.物体的温度越高，所含的热量越多
D.锯条锯木板时，锯条的内能增加，木板的内能减少
反馈2.由Q=cm(t－t0)得，关于同一种物质的比热容，下
列说法中正确的是( )
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
反馈3.两个相同的容器分别装满了质量相同的甲、乙两种液体.用同一热源分别加热，液体温度与加热时间关系如图4所示( )
A.甲液体的比热容大于乙液体的比热容
B.如果升高相同的温度，两液体吸收的热量相同
(
图4
) C.加热相同的时间，甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量
D.加热相同的时间，甲液体升高的温度比乙液体升高的温度高
例5.冬天手冷时，我们可以用搓手的方式使手变暖和，这是采用 的方式来增加手的内能.我们也可以对手哈几口气，这是采用 的方式来增加手的内能.
例6.如图5所示是内燃机某冲程工作示意图.下列过程中的能量转化情况与此冲程相同的是（ ）
A．搓手取暖 B．锤打铁丝
C．燃放鞭炮 D．钻木取火
(
图5
)例7.一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，该汽油机每秒钟完成 个冲程，每分钟对外做功 次.
分析：改变内能的两种方式及能量的转化，热机的工作原理和过程．
反馈1.在下列实例中，用热传递的方式来改变物体内能的是
A.用热水袋暖手，手的温度升高
B.用锯条锯木板，锯条的温度升高
(
图6
) C.两手相互摩擦，手的温度升高
D.用手反复弯折铁丝，弯折处铁丝的温度升高
反馈2.如图6所示，工作中的四冲程汽油机正处于 冲程，该冲程将 转化为机械能.若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功 次、飞轮转过 圈．
(
图7
)反馈3.如图7所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，快速压下活塞，可观察到棉花着火燃烧．此过程中活塞对筒内气体做功，气体的内能　 　，这与四冲程汽油机的　 　冲程的能量转化相同．某台汽油机飞轮的转速为2400r/min，在1s内，汽油机完成　 　个工作循环．
例8.完全燃烧42 g焦炭所放出的热量，若有50%被2 kg、30℃的水吸收[c水=4. 2×103 J/(kg·℃)、q焦炭=3.0×107J/kg、此时外界为1标准大气压]，则水温可升高( )
A. 70℃ B. 75℃ C. 100℃ D. 105℃
例9. 2016年10月17日7时30分在我国酒泉卫星发射中心成功发射了“神舟十一号”载人飞船，如图所示.发射“神舟十一号”载人飞船的火箭用液态氢作燃料主要是因为它具有( )
A.较大的热值 B.较大的比热容 C.较高的凝固点 D.较大的密度
分析：燃料的热值，燃料燃烧放热．
反馈1.秸秆野外焚烧，既不安全又不环保，且浪费能源，若回收再利用，既可产生沼气，又可产生肥料.100kg秸秆可产生沼气1m3，若完全燃烧这部分沼气可产生热量
J，不计热量损失，这些热量可以使 kg的水温度升高50℃.已知沼气热值为4.2×107 J/m3、水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)
三、知识应用
(
图8
)1.如图8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，它能自动滚回来的原因是 能转化为 能.
2.内燃机一个工作循环有吸气、压缩、做功、排气四个冲程，实现将内能转化为机械能的是 冲程，选择水作为发动机的冷却液，是利用水有较大的 特点.
3.以下说法正确的是( )
A.用火炉烧水，是通过做功的方法增加水的内能
B.中午海滩上沙子比水热，是因为水的比热容较小
C.白天冷的空气沿陆地吹向海面，形成海风
D.汽油机在做功冲程中，是内能转化为机械能
4.为了节约能源，需要提高热机的效率.下列措施不能提高热机效率的是(　　)
A.让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.尽量增加热机的工作时间
5.“钻木”能“取火”，说明 可以改变物体的内能;“烤火”能“取暖”，说明 可以改变物体的内能.这两种方式在改变物体的内能上是 .
6.在探究水的沸腾实验中，用酒精灯对水进行加热，实验中完全燃烧了5.6g酒精，则放出了 J的热量;若这些热量的30%被150 g，25℃的水吸收，则水升高的温度是 ℃.[已知水的比热容为4. 2 × 103 J/ ( kg·℃)，酒精的热值为3. 0 ×10７J/kg，环境为标准大气压]
7.如图9所示，瓶内有一些水，用带孔的橡皮塞把瓶口塞住，向瓶内打气一会儿后，瓶塞跳起，在瓶塞跳起的过程中，下列关于瓶内气体说法正确的是（ ） ）
A．气体对瓶塞做功，气体的内能减少
(
图9
)B．瓶塞对气体做功，气体的内能减少
C．气体对瓶塞做功，气体的内能增加
D．瓶塞对气体做功，气体的内能增加
8.在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，让质量不同的铁球从斜面的同一高度由静止释放，撞击同一木块，能将木块撞出一段距离，如图甲所示.请回答下列问题.
(1)从同一高度由静止释放的目的是 ，该实验的目的是研究铁球的动能大小与 (选填“质量”或“速度”)的关系.
(2)该实验是通过观察 的大小，来说明铁球对木块做功的多少.
(3)有同学将实验装置改进成图乙所示，利用质量相同的铁球将同一弹簧压缩不同程度后静止释放，撞击同一木块，将木块撞出一段距离进行比较.可以研究铁球的动能大小与 (选填“质量”或“速度”)的关系.
(4)该同学还想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系，这个设计方案是 (选填“正确”或“错误”)的，原因是 .
答案：1.弹性势能 动能 2.做功 比热容 3.D 4.D 5.做功 热传递 等效的
6. 1.68 × 105 75 7.A
8.(1)控制到达水平面的速度相同 质量 (2)木块移动的距离
(3)速度 (4)错误
压缩程度相同，小球的动能相同，对木块做的功相同，木块移动的距离相同
【课后作业】
第十二章 机械能与内能（期末复习）
1.下面的四幅图中属于动能转化为重力势能的是（ ）
2.如图1所示为滚摆运动的现象，下列解释中错误的是（ ）
A.动能与势能可以相互转化
(
图1
) B.下降时重力势能减小，动能增大
C.有部分机械能转化为内能
D.上升的最大高度逐次降低，是由于受到重力作用
3.下列事例中，属于热传递改变内能的是 （ ）
A．夏天，柏油马路在烈日下会被晒热 B．冬天，两手相互搓一搓就会暖和
C．流星在大气层中穿行会发光发热 D．用打气筒给轮胎打气，筒壁会发热
4.关于内能、热量和温度，下列说法中正确的是 （ ）
A．物体放热，内能减少，温度一定降低
B．内能大的物体温度一定高
C．热量总是从内能多的物体传递给内能少的物体
D．温度不同的两物体相互接触时，一定会发生热量的传递
5.下列与内能有关的说法中，正确的是( )
A.内能的改变必须通过做功才能实现
B一个物体的机械能增加，其内能也增加
C.热传递一定是从内能多的物体传到内能少的物体
D.内能可以通过做功转化为机械能
6.下列有关温度、热量、内能的说法中，正确的是( )
A.物体吸收热量，内能一定增加，同时温度一定升高
B.物体温度升高，不一定吸收热量，但内能一定增加
C.物体温度升高，内能不一定增加，但一定吸收热量
D.水凝固成冰的过程中，内能不变
7.四冲程汽油机的飞轮转速为600 r/min，则每秒钟内，汽油机对外做功的次数为
A.300次 B. 600次 C.10次 D. 5次 ( )
8.如图2，同一小球从同一高度以大小相同的速度向三个不同的方向抛出(不计空气阻力和摩擦)，设小球刚落地时的速度分别为:v1、v2、v3，则( )
A. v1>v2>v3 B. v1(
图2
)9.掷实心球是我市的中考体育考试项目之一.掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处(不计空气阻力).则实心球( )
A.在a处重力势能最小 B.在b处动能不为零
C.在a ,b ,c ,d ,e五处机械能相等 D.在d处动能为零
(
图3
)10.水的比热容比煤油的大．如图4，用规格相同的两试管分别装上质量相同的煤油和水，隔着石棉网同时对两试管加热．哪一图线能反映该实验情况（　　）
(
图4
)A． B． C． D．
11.有一款以压缩空气为动力的环保汽车，汽车使用前需要压缩存储气体，这一过程通过 的方式使气体内能增加.开动时，释放的气体推动发动机，将气体的内能转化为 能，此车紧急刹车时，刹车片和轮胎都变热，汽车的机械能转化为 能.
12. 40 g热值为3.0×107J/kg的酒精，完全燃烧放出热量，若全部被水吸收，可使一标准大气压下初温为20℃、质量为2.5 kg的水温度升高到 ℃.
(
图4
)13.如图4所示，一根不可伸长的细绳一端固定在O点，另一端系一小球，O点的正下方固定有一根钉子P.位置1在O点的正下方，位置3与A点等高，位置5是A与1之间的某点，位置2是1与3之间的某点，位置4是高于3的某点.不考虑空气阻力，小球从A点静止释放，则小球第一次过位置1后最高能到达位置 ，此时小球动能 (填“<”“=”或“>”)零，所受力为 (填“平衡力”或“非平衡力”).小球从A点运动到位置1的过程中，绳子的拉力对小球做的功 (填“<”“=”或“>”)零.
14.用两个相同的加热器给装在甲、乙两相同烧杯中的液体加热，它们的温度随时间变化的图像如图所示.
(1)若甲、乙烧杯中为同种液体，则m甲 m乙(填“>”“<”或“=”);
(
图5
)(2)若甲、乙烧杯中是质量相同的不同液体，则c甲 c乙(填“>”“<”或“=”);
(3)在第(2)问的基础上，若乙烧杯中是质量为1 kg的水，则加热8 min后水吸收的热量为 J.[ c水=4.2×103J/(kg·℃)]
15.某同学在做“比较不同液体吸热能力”的实验时，如图6使用相同的电加热器给液体甲和乙加热.
(
图6
)
液体 甲 乙
序号 1 2 3 4 5 6
质量m/kg 0.1 0.1 0.2 0.1 0.1 0.2
升高的温度△t/℃ 5 10 10 10 20 20
加热时间t/min 1 2 4 1 2 4
(1)分析第1、4次，第2、5次或第3、6次实验数据，某同学认为:加热相同的时间时，乙升高的温度高一些，这说明乙吸收的热量多一些.这位同学的判断是否正确 请说明理由.
.
(2)分析第2、3次或第5、6次实验数据，可以得出的初步结论是同种物质升高相同温度时，物质的 越大，吸收的热量就越 (填“多”或“少”).
(3)通过比较第2、4次实验数据可知，液体吸收的热量多少与液体的 有关，
__________(填“甲”或“乙”)的吸热能力更强.
16.小红猜想动能的大小可能与物体质量和运动速度有关，于是设计了如图7甲、乙所示的实验，探究动能的大小与哪些因素有关．
(
图7
)
（1）让质量相同的两个小球沿同一光滑斜面分别从A处和B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图甲所示．
（2）让不同质量的两个小球沿同一光滑斜面分别从B处开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，纸盒在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示．
上述甲、乙两组实验中：
①乙图中让不同质量的两个小球从同一高度滚下的目的是两球到达水平面时，具有相同的 ．
②选用图甲探究的是动能与 的关系，理由是：两球 相等；得出的结论是： ．
③选用图乙探究的是动能与 的关系，得出的结论是： ．
④物理研究方法有许多，如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法；本实验中运用了两种研究方法，一是 法；二是转换法，就是用 来表示小球动能的大小．
17.每到夏收季节，大量农作物秸秆在田间被随意焚烧，这不仅造成资源浪费、环境污染，而且极易引发火灾等.为解决这一问题，现已研制出利用秸秆生产的节能环保型燃料—秆浆煤.若燃烧秆浆煤(热值为2. 4×107 J/kg)，使50 kg、20℃的水温度升高到80℃，则:
(1)水的内能增加了多少 [水的比热容为4. 2×103 J/(kg·℃)]
(2)如果秆浆煤燃烧释放的热量有30%被水吸收，需要完全燃烧多少千克秆浆煤
18．小华同学利用图8甲所示装置对100g冰加热，他每隔相同时间记录一次温度计的示数，并观察物质的状态．图乙是他根据记录的数据绘制的温度﹣时间图象，根据图象可知：
(
图8
)
（1）冰属于晶体，由B→C的过程，冰水混合物　 　（需要/不需要）吸收热量，内能　 　（不变/增大/减小）；
（2）设相同时间内物质吸收的热量相同，则BC阶段物质共吸收了　 　J的热量．
（c冰=2.1×103J/kg ℃，c水=4.2×103J/kg ℃）；
（3）图丙是另一位同学在完成同一实验时绘制的温度﹣时间图象，老师认为他的CD段数据有问题，老师做出这样的判断的依据是　 　．
参考答案
1.C 2.D 3.A 4.D 5.D 6.B 7.D 8.C 9.B 10.C
11.做功 机械 内 12.100 13. 3 = 非平衡力 = 14.(1)< (2)< (3)8.4 x 104
15.(1)不正确，因为加热器和加热时间均相同，则放出的热量相同，甲、乙两种液体吸收的热量相同 (2)质量 多 (3)种类 甲
16.（1） 速度
（2） 速度 、质量 、当质量一定时，速度越大，物体的动能越大
（3）质量 、当速度一定时，物体的质量越大，动能越大
（4）控制变量法 、 纸盒在水平面被推动的距离
17.(1) 1.26×107 J (2) 1.75kg
18.需要 增大 4.2×103　
因水的比热容较大，质量相等的冰和水吸收相同热量，水升温应该比冰慢．