(共19张PPT)
12.4 机械能与内能的相互转化
苏科物理补充习题
热传递和做功改变物体的内能是等效的.
热传递
实质——内能的转移
做 功
实质——内能与其它能的转化
改变内能的
两种方式
热机
热机原理：是将燃料燃烧产生的高温高压的燃气
的内能 转化为机械能的装置。
吸气冲程：
压缩冲程：机械能——内能
做功冲程：内能——机械能
排气冲程：
汽油机的一
个工作循环
机
械
能
与
内
能
的
相
互
转
化
★知识回顾
一个工作循环，曲轴转2圈，活塞往复2次，完成1次做功。
①热值：燃料完全燃烧时放出的热量与燃料质量之比。
是燃料的一种特性。
热值
③燃料完全燃烧放热：
②单位：焦/千克（J/kg）、焦/米3（J/ m3 ）
★知识回顾
q
q（气体）
比值定义法
例1 某实验小组利用如图所示装置粗测蜡烛的热值q。图中A是一个装有水的容器，一根小木棍从其上部沿直径方向穿过；B是一个下部开了许多通气孔的罩子。
★典例分析
例1 某实验小组利用如图所示装置粗测蜡烛的热值q。图中A是一个装有水的容器，一根小木棍从其上部沿直径方向穿过；B是一个下部开了许多通气孔的罩子。
★典例分析
【分析】：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，叫作这种燃料的热值。要测量燃料的热值必须测量质量为m的燃料完全燃烧放出的热量Q，再利用q=Q/m计算得出。本实验是通过测量水升高的温度来反映蜡烛燃烧放出的热量。水吸收的热量可以用Q吸=C水m(t-t0)计算，其中C水=4.2×103J/(kg·℃),蜡烛质量的变化测可以用天平测量获得。由于该实验中存在热量损失，所以测出的热值比真实值小。
例1 某实验小组利用如图所示装置粗测蜡烛的热值q。图中A是一个装有水的容器，一根小木棍从其上部沿直径方向穿过；B是一个下部开了许多通气孔的罩子。
★典例分析
（1）观察实验装置可知，该实验小组是通过测量 间接测量蜡烛燃烧放出的热量。
水吸收的热量
（2）要完成本实验，除了图中的实验器材外，还需要的测量工具是 和 。
温度计
天平
例1 某实验小组利用如图所示装置粗测蜡烛的热值q。图中A是一个装有水的容器，一根小木棍从其上部沿直径方向穿过；B是一个下部开了许多通气孔的罩子。
★典例分析
(1)某次实验的数据如表所示，则测得这支蜡烛的热值q= J/kg。
1.575×107
(2)本实验测出的热值会比真实值 ，造成这一偏差的原因是什么？（写出一条即可）
蜡烛燃烧放出的热量没有全部被水吸收。
偏小
1. 关于如图所示的实验或实验装置的作用，下列说法中错误的是（ ）
A. 图（a）的实验能演示做功可以增加物体的内能
B. 图（b）的装置能演示机械能可以转化为内能
C. 图（c）的装置能演示做功可以改变空气的内能
D. 图（d）的实验能演示内能可以转化为机械能
B
2. 关于如图所示的男孩和女孩暖手的方式，下列说法中正确的是（ ）
A. 他们都是通过热传递来暖手的
B. 他们都是通过做功来暖手的
C. 女孩是通过热传递来暖手的，男孩是通过做功来暖手的
D. 女孩是通过做功来暖手的，男孩是通过热传递来暖手的
C
3. 如图所示是内燃机的四个冲程，其中压缩冲程是（ ）
B
★典例分析
4.现探明中国南海海底有大量的可燃冰。已知可燃冰的热值比煤气的热值大得多，由此可知，相等质量的可燃冰和煤气完全燃烧时， 放出的热量多。1kg可燃冰燃烧一半后，剩余可燃冰的值 （变大/减小一半/不变）
可燃冰
不变
5.小华将4kg水由20℃加热到70℃，消耗了0.07m3天然气。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值是4.2×103J/m3。
（1）水吸收的热量是多少焦？
（2）0.07m3天然气完全燃烧放出的热量是多少焦？
（3）为什么水吸收的热量少于天然气完全燃烧放出的热量？
5.小华将4kg水由20℃加热到70℃，消耗了0.07m3天然气。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值是4.2×103J/m3。
（1）水吸收的热量是多少焦？
解：Q吸=c水m水△t
=4.2×103J/(kg·℃)×4kg×(70℃-20℃)
=8.4×105J
5.小华将4kg水由20℃加热到70℃，消耗了0.07m3天然气。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值是4×107J/m3。
（2）0.07m3天然气完全燃烧放出的热量是多少焦？
解：Q放=Vq
=0.07m3×4×107J/m3
=2.8×106J
5.小华将4kg水由20℃加热到70℃，消耗了0.07m3天然气。已知水的比热容是4.2×103J/(kg·℃)，天然气的热值是4×107J/m3。
（3）为什么水吸收的热量少于天然气完全燃烧放出的热量？
因为在加热的过程中，有热量的损失，所以水吸收的热量少于天然气完全燃烧放出的热量。
1. 将皮球从离地某一高度O点处水平抛出，球落地后又弹起。它的部分运动轨迹如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
B．皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
C．皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D．若将皮球表面涂黑，则会在地面M、N两点留下
两个大小相等的黑色圆斑
C
2.汽油机是热机的一种，汽油在汽缸内燃烧时的能量转化情况是 ，在设计制造时，汽缸外有一个水套，让汽缸被水包围着，这是通过 的方式减少汽缸的内能。一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是1200r/min,该汽油机每分钟内完成 个工作循环、 个冲程、活塞往返 次、对外做功 次。
化学能转化为内能
热传递
600
2400
1200
600
3. 小帆在老师指导下,用如图a 所示的同一个实验装置分别加热100g的甲、乙两种液体(其中一种是水),用测得的数据绘制了温度随时间变化的图像(如图b),乙从20℃加热至沸腾刚好消耗了4g酒精(q酒精=3×107J/kg).若单位时间内甲吸收的热量与乙吸收的热量相等,c水=4.2×103J/(kg·℃),则下列说法中正确的是 ( )
A.c乙=2.4×103J/(kg·℃)
B.乙的吸热能力大于甲的吸热能力
C.0-8 min乙吸收的热量为3.36×104 J
D.该酒精灯的加热效率为28%
C(共16张PPT)
12.3 物质的比热容
苏科物理补充习题
①物质吸放热能力：与物质质量、变化的温度、物质种类有关。
物质的比热容
比热容
②物理意义：描述物质的吸放热能力。
比热容是物质的一种物理属性。
③定义：物理学中，将物体温度升高（或降低）时吸收（或放出）的热量与它的质量和升高温度的乘积之比，叫做比热容。
④公式： c=
热量的计算
①吸热公式：
②放热公式：
Q吸=cm (t-t0) ＝cmΔt
Q放=cm (t0-t) ＝cmΔt
★知识回顾
比值定义法
水的比热容在生活中的应用：①用水作冷剂或取暖；②调节气候
感悟新知
1. 热量相关公式
物理量 计算公式 注释说明
热量 Q = cmΔt c 为物质的比热容
c 的单位是J/（kg·℃）
m 为物体的质量
m 的单位是kg
Δt 为升高或降低的温度
Δt 的单位是℃
Q 为物体吸收或放出的热量
Q 的单位是J
比热容 c =
质量 =
升高（或降低）的温度 =
★知识回顾
例1 为了探究不同物质吸热升温的现象，小明做了如图所示的实验。他在两个相同的易拉罐中分别装入质量、初温都相同的水和沙子，用相同的酒精灯对其加热。
★典例分析
【解析】：该探究是通过加热水和沙子来比较它们的升温情况，认识到质量相等的不同物质升高相同温度时吸收的热量不同，从而建立比热容的概念。实验准备时要控制物质的质量、初温相同；实验时要保证热源相同、受热均匀，同时注意控制散热，准确测出升高的温度和加热时间。
例1 为了探究不同物质吸热升温的现象，小明做了如图所示的实验。他在两个相同的易拉罐中分别装入质量、初温都相同的水和沙子，用相同的酒精灯对其加热。
（1）为了完成实验，除了如图所示的器材，
还需要的测量仪器有 、 。
★典例分析
天平
秒表
例1 为了探究不同物质吸热升温的现象，小明做了如图所示的实验。他在两个相同的易拉罐中分别装入质量、初温都相同的水和沙子，用相同的酒精灯对其加热。
★典例分析
（2）实验测得的数据如下表所示。分析数据可知：质量相等的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量 （多于/少于）沙子吸收的热量。你得出上述结论的理由是什么？
多于
质量相同的水和沙子，升高相同的温度，水的加热时间更长，水吸收的热量大于沙子吸收的热量。
例1 为了探究不同物质吸热升温的现象，小明做了如图所示的实验。他在两个相同的易拉罐中分别装入质量、初温都相同的水和沙子，用相同的酒精灯对其加热。
（3）结合你的探究，说说实验中的注意点
★典例分析
实验时要用玻璃棒搅拌，使受热均匀；
温度计的使用要科学合理。
1. 下列事例中，不是利用水的比热容较大这一特性的是（ ）
A. 炎热的夏天，在地面上洒水，人会感到凉爽
B. 在城市建人工湖，有助于调节气温
C. 供暖系统中采用热水循环供暖
D. 汽车发动机用循环流动的水进行冷却
A
2. 对质量相等的甲、乙两种固态物质加热6min，设它们在此过程中吸收的热量相等，它们的温度随时间变化的图像如图所示。下列说法中正确的是（ ）
A. 在3-6min内，物质甲是液态
B. 物质甲是晶体，物质乙是非晶体
C. 在4-6min内，物质甲的内能保持不变
D. 在固态时，物质甲的比热容比物质乙小
D
3. 已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，则2kg水温度升高1℃需要吸收的热量为 J。已知煤油的比热容为水的二分之一，则2kg煤油温度升高1℃需要吸收的热量为 J。
8.4×103
4.2×103
解：Q水=c水m水△t
=4.2×103J/(kg·℃)×0.1kg×1/12×（30℃-0℃）
=1050J
Q油=Q水=1050J
4. 在完全隔热的装置内，用同一热源分别给100g水和100g某种油加热，其温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，试问：
（1）100g水和100g这种油每分钟分别吸收多少热量？
4. 在完全隔热的装置内，用同一热源分别给100g水和100g某种油加热，其温度随时间变化的关系如图所示。已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，试问：
（2）这种油的比热容是多大？
5. 某同学在探究影响物质吸热多少的因素时，得到的数据如下表所示。
（1）分析第①、③组或第②、④组实验数据，可归纳得出结论： 相等的不同物质，在 相同时，吸收的热量不同。
质量
（2）分析第①、②组或第③、④组实验数据，可归纳得出结论：同种物质升高的温度相同时，吸收的热量与物质的 有关。
升高的温度
质量
1.质量之比为2﹕3的甲、乙两种液体，当它们吸收的热量之比为7﹕5时，升高的温度之比为6﹕5，则甲、乙的比热容之比为________。
7﹕4
2. 已知铝的比热容大于铁的比热容,质量相等的铁块和铝块,在沸水中加热相当长的时间后取出,再让它们放出相等的热量,这时比较铝块的末温t铝与铁块的末温t铁，则 ( )
A.t铝>t铁 B.t铝A
3. 在1个标准大气压下,质量为2kg、初温为30℃的水吸收6.3×105J的热量,最终的温度是多少 [c水=4.2×103J/(kg·℃)]
解：
因为一个标准大气压下，水的沸点是100℃，所以水的温度最终是100℃(共15张PPT)
12.2 内能 热传递
苏科物理补充习题
①定义：物体内所有分子动能和分子势能的总和
叫作物体的内能。单位是焦（J）。
内 能
热传递
热传递 内能
①热传递：当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传递时，能量从高温处转移到低温处，或从物体的高温部分转移到低温部分，直至温度相同。
②影响内能大小的因素：物体温度、质量、状态。
③热传递：是改变内能的一种方式。
②热量：物体在热传递过程中转移的能量叫作热量，
用符号Q表示，单位是焦（J）。
★知识回顾
运动的球具有动能
发生弹性形变的弹簧具有势能
构成物质的分子在不停地做热运动，分子也具有动能，叫分子动能
分子之间有相互作用的引力和斥力，会吸引和排斥，分子也具有势能，叫分子势能
类比法
★知识回顾
热传递改变内能的实质
实质:内能转移
高温物体
低温物体
(不同物体之间)
高温部分
低温部分
(同一物体之间)
热传递发生的条件:
存在温度差
放出热量内能减少
吸收热量内能增加
★知识回顾
1. 热传递的实质是（ ）
A. 内能多的物体把热量传递给内能少的物体
B. 热量多的物体把热量传递给热量少的物体
C. 高温物体把热量传递给低温物体
D. 质量大的物体把热量传递给质量小的物体
C
★典例分析
【解析】：物体内所有分子动能和分子势能的总和叫作物体的内能。热传递是改变物体内能的一种方式。热传递的条件是物体或物体的不同部分之间存在着温度差。热传递时，能量从高温物体转移至低温物体，或者从同一物体的高温部分转移至低温部分，直到温度相同。在热传递过程中转移的能量叫作热量。
1. 关于温度、热量和内能，下列说法中正确的是（ ）
A. 热量总是自发地从内能多的物体向内能少的物体传递
B. 100℃的水比0℃的水内能大
C. 热传递改变内能的方式是温度的转移
D. 物体的温度升高，内能一定增大
D
2. 把烧热的工件放到冷水中，工件会凉下来，而冷水会变热，在这个过程中，（ ）
A. 工件的内能增大，冷水的内能减小
B. 冷水的内能增大，工件的内能减小
C. 工件和冷水的内能都增大
D. 工件和冷水的内能都减小
B
3. 如图所示是某物质由液态变为固态的过程中温度随时间变化的图像。下列说法中正确的是（ ）
A. t4时刻物体的内能为零
B. t2、t3时刻物体的内能相等
C. t2时刻物体的内能比t3时刻小
D. t1时刻物体的分子动能比t2时刻大
D
4. 在一杯清水中滴入一滴红墨水，一段时间后，整杯水都变红了。关于这一现象，下列说法中正确的是（ ）
A. 0℃的水不会有这种现象
B. 这是扩散现象，只发生在液体中
C. 这种现象说明分子在永不信息地做无规则运动
D. 温度越低，扩散进行得越快
C
1.如图是冰的温度随时间变化的图像。t1到t2过程中，温度_____，物质的内能_______（选填“增大”“减小”“不变”），该过程需要________（选填“吸收”“放出”）热量。
不变
增大
吸收
2.如图甲所示为用1.5kg水来冷却热牛奶的示意图。如图乙所示为记录热牛奶、水的温度t温随时间t变化的图像。图中表示热牛奶的温度t温随时间t变化的曲线应是 （I/II），图中A点的物理意义是 。
I
牛奶和水最终的共同温度为18℃
3.如图所示，该玩具叫爱心温度计。由上下两个玻璃瓶和中间一段弯曲的心形细玻璃管组成，事先在下面的瓶子里装有乙醚液体（沸点约为34℃）。把热的手捂在下面瓶底装有液体部分，一会儿后，乙醚沸腾起来，导致下方玻璃瓶上部气压增大，使液体顺着瓶子里的细玻璃管向上涌。松开手后，液体又会流回底部。
（1）手握瓶底时，手掌的热通过 （热传递/做功）的方法，改变了乙醚的内能。
（2）松开手后，玻璃瓶上方乙醚蒸气 （填物态变化）又流回底部。
热传递
液化
4. 如图所示为甲、乙两种物质的熔化图像.下列说法正确的是（ ）
A. 0-4min 甲比乙吸热多
B. 4-8 min 甲不吸热
C. 0-10 min 甲和乙内能不断增加
D. 0-10 min 甲和乙温度不断升高
C
5. 比较如图所示的三杯水的内能大小，并简要说明理由。
(c)的内能最大，其次是(b)，(a)的内能最小。
(a)与(b)相比，温度相同，但 (b)中水多，所以(b)中水的内能要比(a)中水的内能大；(b)与(c)相比，水一样多，但 (c)的温度比(b)高，分子运动更剧烈，内能更大一些，因此(c)的内能最大。(共17张PPT)
12.1 动能 势能 机械能
苏科物理补充习题
动能
势能
物体由于运动而具有的能量
物体由于发生弹性形变而具有的能
物体由于被举高而所具有的能
重力势能
弹性势能
影响因素：物体的运动速度和质量
影响因素：物体的质量和所在的高度
影响因素：物体的弹性形变程度
机械能
★知识回顾
研究方法：控制变量法、转换法
例1 （1）如图(a)、(b)所示，让两辆相同的小车分别从不同高度由静止开始下滑，图 中的小车运动到水平表面时速度较大。可以通过比较 来比较小车的动能大小。
★典例分析
（2）如图(c)、(d)所示的实验是用来研究动能大小与物体 的关系的。通过该实验可以得出的结论是 。
例1 （1）如图(a)、(b)所示，让两辆相同的小车分别从不同高度由静止开始下滑，图 中的小车运动到水平表面时速度较大。可以通过比较 来比较小车的动能大小。
★典例分析
【分析】：该实验采用的物理研究方法有转换法和控制变量法。因为影响动能大小的因素有质量和速度 ，所以在探究其中一个因素对动能的影响时，必须保证另一个影响因素不变。对于动能大小，可以通过对木块做功的多少来比较，即通过小车撞击木块后，木块运动的距离来比较。
（2）如图(c)、(d)所示的实验是用来研究动能大小与物体 的关系的。通过该实验可以得出的结论是 。
a
木块移动的距离
质量
当速度相同时，质量越大，动能越大
例2 在蹦极运动中，如图所示，运动员从O点自由下落，到达A点时弹性绳自然伸直；到达B点时，运动员受到的重力与弹性绳对运动员的拉力相等；C点是运动员到达的最低点。设空气阻力忽略不计，则（ ）
★典例分析
A. 从O点到C点的过程中，运动员的动能逐渐增大
B. 从A点到B点的过程中，运动员的动能逐渐减小
C. 从A点到C点的过程中，运动员的动能逐渐转化为绳的弹性势能
D. 从B点到C点的过程中，运动员的动能和重力势能转化为绳的弹性势能
【解析】运动员从O点到A点，高度逐渐减小，速度逐渐增大，重力势能逐渐转化为动能，但是总的机械能并未增大；从A点到B点，高度逐渐减小，速度仍在增大，动能逐渐增大，弹性绳逐渐伸长，绳的弹性势能增大；从B点到C点，运动员的高度逐渐减小，速度逐渐减小，弹性绳逐渐伸长 ，运动员的重力势能和动能转化为绳的弹性势能。
D
1. 如图所示是“探究动能大小与哪些因素有关”的实验示意图（B为木块）
（1）在探究动能与 的关系时，要保持小球的质量不变，让小球从 （相同/不同)的高度滚下。
（2）实验中通过 来反映小球的动能大小。
木块移动的距离
（2）实验中通过 来反映小球的动能大小。
速度
不同
2. 小华看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远，于是她猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。
（1）为验证猜想是否正确，她设计了如图所示的实验：将小球置于弹簧右端，将同一根弹簧每次压缩 的长度（弹簧被压缩后未超过弹性限度），松开后小球被弹开，钻入置于同一位置的相同纸盒，并与纸盒一起运动。根据纸盒 ，可以比较同一弹簧在不同弹性形变时弹性势能的大小。
移动的距离
不同
2. 小华看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远，于是她猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关。
（2）若水平面绝对光滑，则本实验 （能/不能）达到探究目的
不能
3. 荡秋千的人从最高点向最低点摆动的过程中，他的（ ）
A. 重力势能增加，动能不变
B. 重力势能不变，动能增加
C. 重力势能减小，动能增加
D. 重力势能减小，动能减小
C
4. 如图所示，用装有细沙的容器、三脚小桌和
质量不等的木块探究重力势能大小与哪些因素有关。
（1）该实验通过比较 来间接判断物体重力势能大小。
（2）实验中，采用质量不等的木块是为了探究物体重力势能大小与
的关系。操作时，应该让木块从 （相同/不同）的高度自由下落。
（3）若要探究物体重力势能与高度的关系，请简要说明做法。
小桌下陷的深度
质量
相同
控制木块的质量不变，让木块从不同的高度下落，比较小桌陷入沙子的深度
5. 地震过后往往会伴有泥石流等灾害，泥石流之所以会造成巨大的危害，是因为山石、泥土被雨水从高处冲下来时， 能转化为巨大的 能。灾害发生后，救灾飞机迅速到达灾区上空，当它在一定高度匀速飞行并投下救灾物资后，飞机的机械能将 （变大/变小/不变）。
变小
重力势
动
6. 皮球落地后会被弹起。如图所示是在同一张底片上每隔相同时间曝光一次所拍摄的照片。由图可知，下落过程中，皮球的速度 （增大/减小/不变，下同）；离开地面上升的过程中，皮球重力势能 ，动能 。整个过程中，皮球的机械能逐渐 。
减小
增大
增大
减小
1. 将皮球从离地某一高度O点水平抛出.球落地后又弹起.它的部分运动轨迹如图所示.下列说法正确的是( )
A.皮球经过同一高度的A、B两点时动能相等
B.皮球第一次反弹后到达最高点P点时速度为零
C.皮球在D点时的机械能小于在C点时的机械能
D.若将皮球表面涂黑,则会在地面M、N两点留下
两个大小相等的黑色圆斑
C
2.滑板是深受青少年喜欢的一项体育运动.如图是U型滑台和运动员姿势的简化示意图.运动员在滑台A处由静止自由下滑,不计滑台摩擦和空气阻力,仅依靠滑行过程中运动员姿势的自然(不用力)变化,下列过程能运动到滑台C处的是 ( )
B
3. 如图所示，两边分别用弹簧K1和K2拴住的滑块M静止在O点处(此时两弹簧均处于原长状态)，用手向右拨动滑块M，它就可以在光滑的水平面上来回运动，当滑块从O点向右运动时(弹簧在弹性限度内)( )
A．弹簧K1和K2的势能同时增大
B．弹簧K1和K2的势能同时减小
C．弹簧K1的势能增大，K2的势能减小
D．弹簧K1的势能减小，K2的势能增大
A
感悟新知
．如图所示，两边分别用弹簧K1和K2拴住的滑块M静止在O点处(此时两弹簧均处于原长状态)，用手向右拨动滑块M，它就可以在光滑的水平面上来回运动，当滑块从O点向右运动时(弹簧在弹性限度内)( )
A．弹簧K1和K2的势能同时增大
B．弹簧K1和K2的势能同时减小
C．弹簧K1的势能增大，K2的势能减小
D．弹簧K1的势能减小，K2的势能增大
A
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谢谢观看！
