《2019-2020年九年級物理上冊《第十二章 機械能和內(nèi)能》期中復習學案 蘇科版.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019-2020年九年級物理上冊《第十二章 機械能和內(nèi)能》期中復習學案 蘇科版.doc（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年九年級物理上冊《第十二章 機械能和內(nèi)能》期中復習學案 蘇科版 【知識梳理】 1．機械能 A.能 a.定義 在物理學中，把物體做功的本領叫做能． 物體能做多少功，它就具有多少能．具有能的物體不一定做功．能是一個狀態(tài)量． b．單位 在國際單位制中，能的單位與功的單位一樣是焦耳． B.機械能 a.動能 i．定義 物體由于運動而具有的能叫做動能． ii．決定因素 質量和速度．運動的物體速度越大，質量越大，它具有的動能就越多． 式中的υ是相對速度，一般以地面為參照物． b．重力勢能 i．定義 物體由于被舉高而具有的能叫做重力勢能． ii．決定因素 質量和高度．物體被舉得越高，質量越大，它具有的重力勢能就越多． Ep=mgh． 式中的h是相對高度，一般從地面豎直向上量． c.彈性勢能 i．定義 物體由于發(fā)生彈性形變(外力撤消后完全恢復原來形狀的形變)而具有的能叫做彈性勢能． ii．決定因素 彈性強弱和形變大?。畯椥晕矬w的彈性越強，形變越大，它具有的彈性勢能就越多． d．機械能 動能和勢能統(tǒng)稱為機械能． 某物體在某狀態(tài)下所具有的機械能，等于該狀態(tài)下該物體所具有的動能和勢能之和． e.機械能的轉化和守恒 物體的動能和勢能可以相互轉化，在轉化的過程中，若沒有摩擦等阻力，機械能的總量保持不變；若有摩擦等阻力，機械能的總量減少． 2．內(nèi)能 A.定義 物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動． 物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能． 嚴格地說，內(nèi)能還應包括分子內(nèi)部所具有的能，比如核能． B.決定因素 物體的質量、溫度、體積、物態(tài)、物質種類等． 說明：內(nèi)能與機械能的區(qū)別． 內(nèi)能與機械能是兩種不同形式的能，它們的決定因素不同：內(nèi)能的決定因素如上所述，機械能是指整個物體所具有的動能和勢能的總和，它由物體的質量、速度、高度(或形變)等因素決定．內(nèi)能和機械能兩者互不包含：一個物體在某一狀態(tài)下可能同時具有機械能和內(nèi)能，也可能機械能為零，但內(nèi)能一定不為零． C.改變物體內(nèi)能的兩種方式一熱傳遞和做功 a.熱傳遞 只要物體間或同一物體的不同部分間存在著溫度差，就會發(fā)生熱傳遞．熱從高溫物體傳到低溫物體，或從物體的高溫部分傳到低溫部分，直到溫度相等(熱平衡)時為止． 熱傳遞的三種方式： i．傳導 熱從物體的高溫部分沿著物體傳到低溫部分叫做傳導．它的特征是熱沿著物體傳遞，而傳導熱的物體本身并沒有發(fā)生流動．固體中的熱傳遞以傳導方式為主． 善于傳導熱的物質叫做熱的良導體，如各種金屬，其中最善于傳導熱的是銀，其次是銅和鋁．不善于傳導熱的物質叫做熱的不良導體，如瓷、紙、木頭、玻璃、皮革、棉花、石棉等，液體(除水銀外)都不善于傳導熱，氣體比液體更不善于傳導熱． ii．對流 靠液體或氣體的流動來傳遞熱的方式叫做對流．它的特征是靠物質的流動來傳熱，因此對流是液體和氣體特有的熱傳遞方式． 當發(fā)生對流時，密度小的物質上升，密度大的物質下降，即只有在上部物質密度大于下部物質密度時才會產(chǎn)生對流．因此用對流的方式對物體加熱時，熱源應放在被加熱物體的下方，而用致冷物對物體冷卻時，應將致冷物置于被冷卻物體的上方． iii.輻射 熱由物體以電磁波的形式直接向外射出去叫做輻射．它的特征是不需要介質，可在真空中進行．太陽的熱就是通過輻射的方式傳給地球的． 物體吸收(輻射)熱的本領與它的溫度高低、表面積大小和表面顏色深淺有關，物體溫度越低(高)、表面積越大、表面顏色越深，越有利于吸收(輻射)熱． 利用熱傳遞的方式改變物體內(nèi)能的實質是內(nèi)能的轉移，內(nèi)能改變的多少可用傳遞的熱量來量度． 在沒有做功的條件下，物體放熱，其內(nèi)能減少；物體吸熱，其內(nèi)能增加． b．做功 利用做功的方式改變物體內(nèi)能的實質是內(nèi)能和其他形式能的相互轉化，內(nèi)能改變的多少可用做功的多少來量度． 在不發(fā)生熱傳遞的條件下，物體對外做功，其內(nèi)能減少；外界對物體做功，其內(nèi)能增加． 做功和熱傳遞對改變物體的內(nèi)能是等效的． D．內(nèi)能的利用 利用內(nèi)能來直接加熱物體和利用內(nèi)能來做功． 3．熱量 A.定義 在物理學中，把物體在熱傳遞過程中放出或吸收能量的多少叫做熱量．用字母Q表示． 熱量是一個過程量．離開了熱傳遞過程，說一個物體含有多少熱量是沒有意義的． B.單位 在國際單位制中，熱量的單位與功和能的單位相同，都是焦耳(J)． C.物體狀態(tài)未變、溫度改變過程中的吸、放熱 i．物體溫度升高時吸收的熱量 ii．物體溫度降低時放出的熱量 公式中的t表示物體的末溫、t0表示物體的初溫、△t表示物體溫度的變化值． 由公式變形可得：，對于混合物 D．物態(tài)變化過程中的吸、放熱 i．熔化熱與凝固熱 單位質量的某種物質(晶體)，在熔點時從固態(tài)完全熔化成同溫度的液態(tài)時，所需要吸收的熱量叫做這種物質的熔化熱，用字母λ表示． 定義式： 在國際單位制中，熔化熱的單位是焦／千克(J／kg)． 物質在凝固時要放出熱量，這叫凝固熱．在相同的熱學狀態(tài)下，同一物質的凝固熱與熔化熱相同． ii．汽化熱與液化熱 單位質量的某種液體，完全變成同溫度的氣體時所需要吸收的熱量，叫做這種物質的汽化熱，用字母L表示． 定義式：L=Q/m . 在國際單位制中，汽化熱的單位是焦／千克(J／kg)． 物質在液化時要放出熱量，這叫液化熱．在相同的熱學狀態(tài)下，同一物質的液化熱與汽化熱相同．同種物質溫度升高時，汽化熱減?。? iii．升華熱與凝華熱 單位質量的固態(tài)物質升華時，所需要吸收的熱量叫做這種物質的升華熱．物質在凝華時要放出熱量，這叫凝華熱．在相同的熱學狀態(tài)下，同種物質的凝華熱等于升華熱，且等于相同條件下，它的汽化熱和熔化熱之和． E熱平衡方程 原來溫度不同的物體，經(jīng)過熱傳遞而變得溫度相同，即達到了熱平衡狀態(tài)． 高、低溫物體組成的系統(tǒng)，在系統(tǒng)內(nèi)進行熱傳遞的過程中，若與外界不發(fā)生熱交換，則Q放=Q吸；若與外界發(fā)生了熱交換，則Q放=Q吸+Q損． 熱平衡方程在整個熱傳遞過程中的任一階段都成立，并不是只有達到熱平衡時才成立．其實質是能量守恒． 4．．燃料的熱值 A.物理意義 熱值是表示燃料燃燒時釋放熱量多少的物理量． B.定義 單位質量(或單位體積)的某種燃料完全燃燒時所放出的熱量叫做這種燃料的熱值．用字母q表示． 熱值是燃料的一種屬性，它的大小只與燃料的種類有關，與燃料的質量(或體積)、是否燃燒以及燃燒的程度均無關． C.單位 在國際單位制中，固體和液體燃料熱值的單位是焦／千克(J／kg)，氣體燃料熱值的單位是焦／米3(J／m3)． D．質量為m千克(或體積為V米3)的燃料完全燃燒放出的熱量Q=qm或Q=qV 說明：溫度、內(nèi)能、熱量及它們之間的關系． 從微觀角度看，溫度反映了在某一狀態(tài)下，物體內(nèi)部分子做無規(guī)則運動的劇烈程度，一個物體的溫度越高，它內(nèi)部分子的無規(guī)則運動就越劇烈，溫度是一個狀態(tài)量．內(nèi)能是物體內(nèi)部所具有的能量，一切物體都具有內(nèi)能，內(nèi)能也是一個狀態(tài)量．對于同一個物體，它的溫度變化可以反映出其內(nèi)能的變化：溫度升高，內(nèi)能增大；溫度降低，內(nèi)能減?。珜τ诓煌奈矬w，溫度高的物體不一定比溫度低的物體內(nèi)能大，這是因為內(nèi)能的大小不僅僅由溫度決定．熱量是在熱傳遞過程中傳遞的內(nèi)能的多少，它是一個過程量．在熱傳遞過程中被傳遞的是熱量而不是溫度．當物體吸、放熱時，其內(nèi)能發(fā)生變化，但溫度不一定改變，如晶體的熔化和凝固、液體的沸騰等過程．物體內(nèi)能的改變不一定由熱傳遞造成，因為改變物體內(nèi)能的方式有兩種：做功和熱傳遞． 5．熱機 A.所有熱機的共同特點 將燃料燃燒時獲得的內(nèi)能轉化為機械能． B．內(nèi)燃機 i．定義 燃料直接在氣缸內(nèi)燃燒而推動活塞做功的熱機叫做內(nèi)燃機． ii．工作原理 內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功和排氣四個沖程組成．活塞從氣缸一端運動到另一端叫做一個沖程．在壓縮沖程中，機械能轉化為內(nèi)能；在做功沖程中，內(nèi)能轉化為機械能．在四個沖程中，只有做功沖程是燃氣對外做功，其余三個沖程叫做輔助沖程，都是依靠飛輪的慣性帶動曲軸完成的． 在內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)中，活塞共來回兩次，曲軸共轉動兩周． C.熱機的效率 i．能量損耗的原因 燃料不可能充分燃燒；熱機部件散熱損耗部分內(nèi)能；克服機件之間的摩擦做功要損耗部分內(nèi)能；廢氣帶走部分內(nèi)能． ii．熱機的效率 在熱機里，用來做有用功的那部分能量跟燃料完全燃燒所獲得的能量之比，叫做熱機的效率． 式中 iii．提高熱機效率的主要途徑：在熱機的設計和制造上不斷改進和革新，以減少各種能量損失；在使用時注意保養(yǎng)，例如加潤滑劑以保證良好的潤滑，以減小摩擦，合理調整運動零部件之間的間隙，以減小摩擦和防止漏氣；充分利用廢氣帶走的內(nèi)能． D．兩種內(nèi)燃機的不同點 機 種 項 目 汽油機 柴油機 構 造 有火花塞，無噴油嘴 有噴油嘴，無火花塞 燃 料 汽油 柴油 吸氣沖程中吸進的物質 汽油和空氣的燃料混合物 空氣 壓縮沖程末氣缸內(nèi)的溫度 250～300℃ 500～700℃ 點火方式 點燃式 壓燃式 做功沖程開始時燃氣的壓強 3106～5106 Pa 5106～107 Pa 效 率 20％～30％ 28％～40％ 主要用途 汽車、摩托車等 拖拉機、坦克、輪船、內(nèi)燃機車、載重汽車等 柴油機的效率比汽油機的效率高的主要原因是：在做功沖程中，柴油機氣缸內(nèi)燃氣的壓強較大． E．環(huán)境保護 煤、石油、天然氣等燃料的利用，使人類獲得大量的內(nèi)能，但同時也造成環(huán)境污染．污染環(huán)境主要有以下幾個方面：(1)燃燒生成有害氣體；(2)燃燒排放大量煙塵、廢氣；(3)內(nèi)燃機的噪聲． 保護環(huán)境的途徑：(1)改進燃燒設備；(2)加消塵除塵裝置；(3)集中供熱，提高燃燒率；(4)普及推廣氣體燃料． 【典例剖析】 1. 兩個相同的籃球，表面潮濕，從不同高度自由落至同一地面，留下的印跡如圖所示．關于初始時籃球的重力勢能，下列說法正確的是 ( ) A. 落在a處的大 B.落在b處的大 C. 兩個一樣大 D．無法比較大小 2. 如圖所示，同一物體分別從三個不同斜面PA、PB、PC的頂端由靜止滑下，已知物體在三個斜面上下滑時受到的摩擦力均為f(f>0)．當物體從斜面頂端P滑到底端A或B或C時，速度分別為υ1、υ2、υ3，則 ( ) D. 不能確定 3. 學生在做模擬“蹦極”的小實驗(如圖所示)．一根橡皮筋一端系一個小石塊，另一端固定在a點，b點是橡皮筋不系小石塊自然下垂時下端所在的位置，c點是小石塊從a點自由下落所能到達的最低點，在小石塊從a點到c點運動的過程中，以下說法正確的是 A.小石塊動能一直在增加 B.小石塊減少的重力勢能全部轉化為動能 C.小石塊經(jīng)過b點時，橡皮筋具有彈性勢能 D.小石塊到達c點時，動能為零 4. 一個光滑圓管軌道固定在豎直平面內(nèi)，AB是圓管的一條水平直徑，如圖所示，從A點以相同大小的速度同時向上、下拋出甲、乙兩個小球，那么 ( ) A.甲先到B點 B.乙先到B點 C.兩球同時到達B點 D．無法確定哪個球先到達B點 5. 分析下列幾種現(xiàn)象中溫度變化的原因，其中一種與其他三種不同，它應該是( ) A. 開啤酒蓋瞬間，瓶口的二氧化碳氣體溫度會降低 B. 化妝品或殺蟲劑之類的自動噴劑，當噴了一會兒，罐身溫度會降低 C. 用打氣筒打氣了，過了一會兒就感到筒身發(fā)熱 D．夏天，用嘴向手背快速吹氣，會感到?jīng)鲆? 6. 如圖所示，在一個配有活塞的厚玻璃筒里放一小團硝化棉，迅速向下壓活塞， 可以看到硝化棉燃燒起來，放手后活塞被彈起． (1)活塞壓縮筒內(nèi)氣體做功是將 能轉化 能． (2)請在題目中找一現(xiàn)象并簡述原因． 現(xiàn)象： ； 原因： ． 7. 有一堆從河中撈出的濕砂子，測得其比熱為l.2103J／(kg℃)．已知干砂子的比熱為0.9103J／(kg℃)，則按質量說，這堆砂子含水的百分比是多少? 8. 質量和初溫都相同的甲、乙兩個物體，先把甲放在一杯冷水中，熱平衡后水的溫度升高了△t℃；把甲取出后再立即把乙放入此杯水中，熱平衡后水溫又升高了t℃．若忽略熱損失，甲、乙兩種物質的比熱哪個大?請加以論證說明． 車 型 某品牌轎車 測試道路 標準水平國道 測試距離 100 km 測試速度 80 km／h勻速行駛 整車質量 900 kg 消耗汽油 9 L 受到阻力 整車重的0.08倍 型 號 8813 流 量 330 m3／h 揚 程 12 m 質 量 111 kg 效 率 80％ 9. 近年來，我國汽車工業(yè)發(fā)展迅猛，各種新型汽車不斷投放市場．以下是我國某品牌轎車的測試報告． (1)汽油的熱值q=3.3107J／L，燃料完全燃燒放出熱量的公式是Q=qV，式中V表示燃料的體積．請計算該品牌轎車在測試過程中，汽油完全燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉化為發(fā)動機牽引轎車前進的能量的效率．(g取10 N／kg) (2)近年來，我國部分省份開始推廣使用乙醇汽油，乙醇汽油是由l0％體積的乙醇與90％體積的汽油混合而成，已知乙醇的熱值q=2.4107J／L，設混合后總體積不變，請計算乙醇汽油的熱值為多少焦每升． (3)乙醇，俗稱酒精．推廣使用乙醇汽油，有何積極意義?(請寫出一點) 10. 有一臺水泵的銘牌如附表所示： (1)水泵連續(xù)正常工作5 h，所做的有用功為多少焦？ (2)此水泵總功率是多少千瓦? (3)如果該水泵的動力由一臺柴油機提供，并假設柴油完全燃燒所釋放的內(nèi)能有40％轉化為水泵軸的機械能，則每小時要消耗多少柴油?(柴油熱值3107J／kg，g取10 N／kg) 型 號 CWNG 0.7-80／60-AⅡ CWNG1.O5-80／60-AⅡ CWNG1.4-80／60-AⅡ 功率／MW ( ) 1.05 1.4 容水量／t 3 3.5 4 耗煤量／(kgh－1) 145 ( ) 290 外型尺寸／m3 2.71.52 3．O1.52.9 3.O1.92.9 煙囪尺寸 φ30015000 φ35015000 φ40015 000 熱效率／％ 75 75 75 出水溫度 80 80 80 回水溫度 60 60 60 總重量／t 5 7.5 9 運行壓力 常壓 常壓 常壓 供暖面積／m2 6 000 ( ) 12 000 循環(huán)水量／(m3h－1) ( ) 45 60 11. 下表是某鍋爐廠生產(chǎn)的CWNG系列三種鍋爐的主要技術參數(shù)表． CWNG系列三種鍋爐主要技術參數(shù) ` 已知水的比熱容為4.2103J／(kg℃)，假設三種鍋爐的燃煤效率相同，且煤均可達到完全燃燒 請根據(jù)上表回答以下問題： (1)根據(jù)表格中的已知數(shù)據(jù)，請在表格中的四個( )內(nèi)填上合適的數(shù)據(jù)． (2)按表格中的出水溫度和回水溫度，計算CWNGl．05-80／60-AⅡ型鍋爐每小時向住宅內(nèi)釋放的熱量是多少． (3)根據(jù)表格中已知數(shù)據(jù)計算燃煤的熱值為多少．