苏科版初中物理九年级上册 12.4 机械能与内能的相互转化 教案 导学案 无答案

第十二章第四节
机械能与内能的相互转化导学案
班级_________姓名_________
【学习目标】
1．通过活动，认识到做功是改变物体内能的另一种方式；
2．通过观察、分析内能转化为机械能的现象，知道热机的工作原理；
3．了解四冲程汽油机的基本结构及其工作原理；
【学习检测】
1）.做功改变物体的内能
弯折铁丝十次左右，手摸弯折处感觉______，这是因为手对铁丝________，铁丝内能________，温度_________。此过程是________能转化为________能.
水壶里的水烧开时，壶盖不断被顶起，水蒸气内能_________,此过程是_____________能转化为____________能。
由这些事例可知：__________是改变物体内能的另一种方式.
2）做功改变内能的本质是____________，热传递改变内能的本质是内能的
3）做功和热传递改变物体的内能是等效的，
2
.热机
1)热机
把燃料燃烧时释放的________能转化为______能的装置
2)内燃机
燃料直接在发动机的气缸内燃烧产生动力的热机。最常见的是汽油机和柴油机。
3)汽油机的一个工作循环包括
个冲程，分别是_______冲程、_________冲程、_________冲程、________冲程
.此过程曲轴转动
圈，飞轮转动
圈，活塞往复运动
次，对外做功
次。
3.燃料的热值
1）定义：燃料
燃烧放出的
与燃料的
之比，叫做这种燃料的
。
2）热值是燃料的一种属性，与燃料的质量，是否完全燃烧无关。
3）公式：
4、热机效率：对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放出的热量的比值（百分比）．
【学习过程】
(一)做功——改变物体内能的另一种方式
活动一：研究做功能否改变物体的内能
1、做一做：反复弯折铁丝，用手指触摸一下弯折处，有何感觉？
现象是：
说明：
；
思考：物体增加的内能是从何而来的？能量是如何转化的？
拓展：你还有什么方法能使铁丝的温度升高内能增加？哪些是用热传递的方式改变物体的内能的？哪些是通过做功来改变物体内能的？
2、看一看：演示空气压缩引火实验；
思考：干燥的棉絮被点燃，你知道是什么原因？
活动二：演示点火爆炸：
在这个过程中，酒精燃烧后，是酒精
能转化高温高压燃气的
能。
燃气对盒盖做功，将盒盖推了出去，燃气的
能减少，转化为盒盖的
能。
3、小结：
⑴做功和热传递都可以改变物体的内能，两者对改变物体的内能是等效的；
外界对物体做功——使物体的内能增加，机械能转化为内能；
（3）物体对外界做功——使物体本身的内能减小，内能转化为机械能。
(二)热机
⑴汽油机的一个工作循环，包括
个冲程，活塞上下往复
次，曲轴转动
周，对外做功
次。（简记为：14221，对应成比例）
⑵汽油机一个工作循环中，除了做功冲程中，高温高压燃气推动活塞运动，对活塞做功外，其它的三个冲程是靠
来完成的。
燃料的热值
燃料的热值
温度
燃料
加热前水温/℃
加热后水温/℃
10g酒精
10g纸片
（1）在比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量实验中，需注意：
①实验中需要控制_____________________________不变。
②本实验通过比较__________来判断燃料燃烧放出的能量多少.
______________________________________叫热值，符号为________，单位__________。注意：热值是燃料的一种物理属性.
【课堂检测】
改变物体内能的方法有＿＿＿＿＿和＿＿＿＿＿两种。冬天我们感觉手冷时，我们可以将两手相互搓一搓，也可以用热水袋焐一焐。前者是用_________方法使手的内能增加的。
汽油机是热机的一种，汽油在气缸内燃烧时将_______能转化为＿＿_______能．如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图，由图可以看出，此时它正处在_________冲程．
汽油机的曲轴转速为2400r/min，则每秒有____个工作循环，对外做____次功。
如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少量的水，并滴入几滴酒精。塞紧塞子后，用气筒往瓶内打气。当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现。下列关于该实验的分析错误的是(
)
A．往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功
B．往瓶内打气时，瓶内气体内能变小
C．瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低
D．瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功
5．下列实例中，属于内能转化为机械能的是
　
　(　　)
A．炎热的夏天，在太阳光下的石头烫手
B．冬天用手掌互相磨擦取暖
C．点燃爆竹的导火线后，爆竹腾空而起
D．用酒精灯加热杯里的水
6．某学习小组同学想研究酒精灯烧水时的热效率．他们用酒精灯给100g的水加热，经过一段时间测得水温升高了60℃、消耗了4.2g酒精．已知：水的比热容为4.2×103J/（kg?℃），酒精的热值为3×107J/kg．求：
　　（1）此过程中水吸收的热量；
　　（2）4.2g酒精完全燃烧放出的热量；
（3）酒精灯烧水时的热效率．
【课后作业】
1、如图所示，当试管中的水沸腾后，软木塞突然被冲出来，其原因是试管中水蒸气对软木塞_________，此过程中水蒸气的内能转化为软木塞的__________。
2.如图所示四个冲程中，让汽车获得动力的冲程是（
）
3、科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度＿＿＿＿（选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能＿＿＿＿（选填“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的＿＿＿＿。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是＿＿＿＿冲程。
4．下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是（
）
A．①做功冲程??②内能转化为机械能??③压缩冲程??④机械能转化为内能
B．①压缩冲程??②内能转化为机械能??③做功冲程??④机械能转化为内能
C．①压缩冲程??②机械能转化为内能??③做功冲程??④内能转化为机械能
D．①做功冲程??②机械能转化为内能??③压缩冲程??④内能转化为机械能
5、木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，对它们取不同质量进行完全燃烧，得到了下表的数据：
燃料的质量/g
100
200
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
9.0×106
12.0×106
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
10.2×106
13.6×106
（1）从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是____________的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越_________。
（2）从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料，___________和___________的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为_______，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
（3）完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是_____________J；如果这些热量完全用于加热水，可使___________kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水的容器，另外一部分传给了__________（答一个即可）。[q天然气=4.2×l07J/m3，c水=4.2×l03J/(kg·℃)]
（4）在烧水过程中，人们关心的是燃烧天然气所放出的热量中有多少被水吸收，为了衡量水吸收的热量在完全燃烧天然气放出的热量中所占比例，物理中引入____________来描述，我们总是希望它的值越___________越好。