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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,第十二章 机械能和内能,1/70,本章关键素养提升,科学知识梳理,科学方法概览,第十二章 机械能和内能,科学应用示例,2/70,科学知识梳理,知识框架,本章关键素养提升,机械能和内能,机械能,动能,势能,定义,影响原因：物体速度、质量,重力势能,弹性势能,定义,影响原因：物体质量、举高高度,定义,影响原因：材质、形变程度,动能和势能相互转化,内能,定义,改变内能方式：做功、热传递,影响原因,3/70,本章关键素养提升,机械能和内能,比热容,定义,物理意义,单位,相关公式,Q,吸,cm(t,t,0,),Q,吸,cm(t,0,t),热值,定义,公式：,单位：,J/kg,或,J/m,3,热机,定义,工作原理,四个冲程,吸气冲程,压缩冲程,机械能转化为内能,做功冲程,内能转化为机械能,排气冲程,4/70,重点突破,本章关键素养提升,一、两种能量,(,内能和机械能,),区分,能量种类,机械能,内能,定义,物体_和_总和,物体内全部_和_总和,存在情况,能够为零,不能为零，自然界中一切物体都有内能,研究对象,宏观物体,微观物体,影响原因,质量、速度、高度、弹性形变量,质量、状态、材料、温度等,改变大小方法,做功,做功、热传递,动能,势能,分子动能,分子势能,5/70,本章关键素养提升,二、三个物理量,(,温度、内能、热量,),比较,种类,温度,内能,热量,定义,物体冷热程度,物体内部全部_和_总和,在_过程中转移能量,单位,摄氏度,(,),焦耳,(J),焦耳,(J),形式,状态量,状态量,过程量,分子动能,分子势能,热传递,6/70,本章关键素养提升,相互,联络,1.同一物体温度升高(或降低)，内能_增加(或降低)，但_是吸收(或放出)热量造成，也可能是做功，如摩擦生热，钻木取火等；,2.物体内能增加(或降低)，温度_升高(或降低)；物体内能增加(或降低)，_是吸收(或放出)热量造成(也可能是做功)，如晶体熔化过程，钻木取火，空气压缩引火仪等；,3.物体吸收(或放出)热量，内能_增加(或降低)，温度_升高(或降低)，如晶体熔化过程，水沸腾过程等(均选填“一定”或“不一定”),一定,不一定,不一定,不一定,一定,不一定,7/70,本章关键素养提升,三、两种改变内能方式,做功和热传递,类别,做功,热传递,条件,外界对物体做功，物体内能_,物体对外界做功，物体内能_,不一样物体或物体不一样部分之间存在_,实质,内能与其它形式能之间相互_,内能_,方式,压缩体积、锻打物体、摩擦生热、弯折物体等,气体体积膨胀等,热传导、热对流、热辐射,增加,降低,温度差,转化,转移,8/70,本章关键素养提升,实例,打气筒打气，筒壁发烧；钻木取火；屡次弯折铁丝，在弯折部位铁丝发烧等,乙醚蒸气将活塞顶起，乙醚蒸气内能降低；试管中水蒸气将木塞冲开，水蒸气内能降低,热水中放入冰块，水温下降,相互,关系,一个物体内能改变，能够经过做功方式，也能够经过热传递方式来实现，即做功和热传递在改变物体内能上是_,等效,9/70,本章关键素养提升,四、汽油机一个工作循环,压缩冲程,做功冲程,10/70,本章关键素养提升,气门活塞改变,进气门,_,，排气门关闭，活塞向,_,运动,两气门关闭，活塞向,_,运动,两气门关闭，活塞向,_,运动,进气门关闭，排气门,_,活塞向,_,运动,能量转换方式,_,能转化为,_,能,_,能转化为,_,能,打开,下,上,下,打开,上,机械,内,内,机械,11/70,本章关键素养提升,五、八个试验,1,六个演示试验,图解,现象、结论或注意事项,物体弹性势能与物体弹性形变程度相关；橡皮筋弹性形变程度越大，物体弹性势能就_,物体重力势能与物体_和_相关；,要研究重力势能大小与物体质量关系时，应控制_相同，经过观察_比较重力势能大小,越大,质量,高度,高度,桩下陷深度,12/70,本章关键素养提升,墨水扩散快慢与_相关，_越高，分子动能就越大，物体内能就越_,棉花燃烧起来，是因为活塞压缩气体_，使空气内能_，温度_,点火后现象是_，说明燃气_能转化为盒盖_能,温度,温度,大,做功,增加,升高,盒盖被弹开,内,机械,13/70,本章关键素养提升,探究燃料热值时，除了要使两个容器、容器中水质量完全相同外，还要控制燃料_相同，待酒精和碎纸片充分燃烧后，经过比较_比较燃料热值大小,质量,水升高温度,14/70,本章关键素养提升,2.,两个探究试验,(1),试验方法：,_,、,_,(2),试验装置：,图,12,T,1,控制变量法,转换法,15/70,本章关键素养提升,(3),试验设计：,将两辆相同小车分别从不一样高度由静止开始下滑，撞击置于水平面上同一位置处木块，发觉放置在较高位置小车撞击木块移动距离远；,在其中一辆小车上放一个砝码，然后让两辆小车从同一高度由静止开始下滑，撞击置于水平面上同一位置处木块，发觉放置砝码小车撞击木块移动距离远,16/70,本章关键素养提升,(4),试验结论：物体动能大小与物体,_,和,_,相关，,_,越大，,_,越大，物体所含有动能就越大,质量,速度,质量,速度,17/70,本章关键素养提升,【,注意,】,(1),小车动能大小由被撞击后,_,移动距离远近反应出来，,_,移动距离远说明小车动能,_,，,_,移动距离近说明小车动能,_,这种研究物理问题方法叫,_,(2),若水平面绝对光滑，本试验将,_(,选填“能”或者“不能”,),到达探究目标，因为,_.,木块,木块,大,木块,小,转换法,不能,光滑水平面上没有摩擦，木块将一直运动下去,18/70,本章关键素养提升,(3),让不一样质量小车从斜面上同一高度由静止滑下，确保了,_,小车抵达水平面与木块即将碰撞时速度相等,19/70,本章关键素养提升,3,比较不一样物质吸热情况,(1),试验方法：,_,、,_,(2),试验装置：,图,12,T,2,控制变量法,转换法,20/70,本章关键素养提升,(3),试验设计：,用相同酒精灯给等质量沙子和水加热：加热相同时间，比较,_,；让沙子和水升高相同温度，比较,_,(4),试验现象：吸收相同热量时，沙子温度升高得比水,_(,选填“快”或“慢”,),；沙子和水升高相同温度时，水需要加热时间,_(,选填“长”或“短”,),沙子和水升高温度,沙子和水加热时间长短,快,长,21/70,本章关键素养提升,(5),试验结论：不一样物质在质量相等、升高温度相同时，吸收热量,_,，物理学中用,_,表示不一样物质这种特征,不一样,比热容,22/70,本章关键素养提升,【,注意,】,(1),在相同烧杯中分别装,_,水和沙子,(2),用,_,反应物体吸收热量多少在试验中用搅拌棒给沙子和水不停搅拌目标是,_,质量相等,加热时间长短,使物体受热均匀,23/70,本章关键素养提升,科学方法概览,物理研究方法,该方法在本章应用,类比法,与宏观物体动能与势能类比，得出内能概念,控制变量法,探究影响动能大小原因时，控制质量不变，探究动能与速度关系，控制速度不变，探究动能与质量关系；探究影响重力势能大小原因时，控制质量不变，探究重力势能与高度关系，控制高度相同时，探究重力势能与质量关系,比较不一样物质吸放热本事时，控制质量相同，控制加热方式相同，比较加热相同时间后升高温度，或比较升高相同温度所用加热时间,比较不一样燃料燃烧放热本事时，控制燃料质量相等，燃烧程度相同，比较等质量水升高温度,24/70,本章关键素养提升,转换法,探究影响动能大小原因时，将动能大小转化为木块被推进距离进行比较，将速度转化为物体从同一斜面下滑高度进行控制,研究影响重力势能大小原因时，将重力势能大小转化为木桩被打入沙中深度进行比较,比较不一样物质吸放热本事时，将物质吸热多少转化为相同加热条件下加热时间进行控制或比较,比较不一样燃料燃烧放热本事时，将燃料燃烧放热多少转化为等质量水升高温度进行比较,25/70,本章关键素养提升,科学应用示例,夯基专训,易错概念辨析,判断以下说法正误，并对错误说法分析指正,(,)1.,一个物体对另一个物体只有做了功，才含有能量,分析指正：,_,_.,物体含有能量，说明它具备了对其它物体做功本事，但它不一定正在做功,26/70,本章关键素养提升,(,)2.,运动物体所含有能量叫动能,分析指正：,_,_.,物体因为运动而含有能叫动能，但运动物体能够含有动能和势能，同时还含有内能,27/70,本章关键素养提升,(,)3.,快速运动物体一定比静止物体内能大,分析指正：,_,_.,(,)4.,温度高物体，内能一定大,分析指正：,_,_.,机械能和内能是两种互不关联能量；内能与物体内部分子热运动和分子间相互作用情况相关，而与整个物体速度无关,因为内能大小不但与温度相关，还与质量和所处状态等原因相关，所以温度越高物体，内能不一定越大,28/70,本章关键素养提升,(,)5.,同一物体，温度越高，内能越大,分析指正：,_,_.,(,)6.,物体内能增大，一定是经过做功改变,分析指正：,_.,改变内能方式有两种：做功和热传递,29/70,本章关键素养提升,(,)7.,热量总是从内能多物体转移到内能少物体,分析指正：,_,_.,(,)8.,同种物质，质量越大，比热容就越大,分析指正：,_.,热传递条件是两个物体之间或者同一物体不一样部位存在温度差，与物体含有内能多少无关,比热容是物质一个属性，和物体质量大小没相关系,30/70,本章关键素养提升,(,)9.,同一物质发生物态改变后，比热容改变,分析指正：,_.,(,)10.,夏天在河岸边以为沙子热得发烫而河水却不怎么热，是因为水比热容比沙子比热容大,分析指正：,_.,31/70,本章关键素养提升,(,)11.,两个气门关闭，活塞向下运动冲程是压缩冲程,分析指正：,_,。,(,)12.,汽油机做功冲程中，是燃气内能转化为活塞机械能,分析指正：,_.,两个气门关闭，活塞向下运动冲程应该是做功冲程,32/70,本章关键素养提升,(,)13.,汽油机一个工作循环中对外做功两次,分析指正：,_.,(,)14.,内燃机结构中有喷油嘴是汽油机，有火花塞是柴油机,分析指正：,_.,汽油机一个工作循环中对外做功一次,汽油机顶部有一火花塞；柴油机顶部有一喷油嘴,33/70,本章关键素养提升,(,)15.,燃料燃烧越充分，其热值越大,分析指正：,_.,(,)16.,热值与燃料完全燃烧放出热量成正比，与燃料质量成反比,分析指正：,_,_.,热值是燃料一个属性，与燃料燃烧是否充分无关,燃料热值是某种燃料完全燃烧放出热量与燃料质量比值，它只与燃料种类相关，与燃料质量和放出热量多少无关,34/70,本章关键素养提升,(,)17.,汽油机效率比柴油机效率低，是因为汽油热值比柴油热值小,分析指正：,_,_.,汽油机效率比柴油机效率低与热值无关，与燃料燃烧情况、散热情况、压缩程度相关,35/70,提能专训,重点考点剖析,本章关键素养提升,考点一动能、势能及其转化,本考点侧重考查生活中动能、势能及其转化现象，我们要结合实例，深入了解其概念，掌握动能、势能大小影响原因，并能解释动能和势能相互转化现象,36/70,本章关键素养提升,例,1,常德,行驶在高速公路上小汽车，司机突然发觉刹车失灵，为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上避险车道，最终停下以下说法正确是,(,),A,上坡过程中，小汽车机械能保持不变,B,小汽车停下后，不再含有惯性,C,上坡过程中，小汽车处于平衡状态,D,上坡过程中，小汽车动能减小，重力势能增加,D,37/70,本章关键素养提升,解析,为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上避险车道，上坡过程中，机械能部分转化为内能，机械能减小，故,A,错误；物体在任何时候都有惯性，小汽车停下后，惯性不可能消失，故,B,错误；上坡过程中，小汽车速度逐步减小，运动状态发生改变，小汽车处于非平衡状态，故,C,错误；上坡过程中，质量不变、速度减小，所以动能减小，高度增加，所以重力势能增大，故,D,正确,38/70,本章关键素养提升,考点二内能,此考点主要考查对内能概念了解以及改变内能方式处理与内能相关问题关键是了解内能定义，即物体内全部分子动能和分子势能总和影响内能大小主要原因,温度，改变内能方法,做功和热传递，以及热量与内能关系，解答这一部分内容时要注意利用概念辨析法去了解,39/70,本章关键素养提升,例,2,曲靖,关于热现象以下说法正确是,(,),A,温度相同物体，其内能大小一定相同,B,熔点越高物体，熔化时吸收热量越多,C,物体内能减小，一定是对外做了功,D,物体吸收热量，温度不一定升高,D,40/70,本章关键素养提升,解析,此题主要考查内能概念以及改变内能两种方法影响内能大小原因是物体质量,(,体积,),、温度、种类和所处状态固体熔化时吸收热量多少与物体质量相关，而与固体熔化时熔点没相关系改变内能方法有两种：做功和热传递，所以内能降低可能是物体对外界做功，也可能放出了热量晶体熔化特点是温度不变，吸收热量,41/70,本章关键素养提升,考点三物质比热容及其应用,本考点主要从不一样物质吸、放热能力探究、比热容了解、比热容计算、水比热容较大应用等角度进行命题,42/70,本章关键素养提升,几个物质比热容103J/(kg),物质,水,酒精,煤油,水银,冰,砂石,铝,铜,比热容,4.2,2.4,2.1,0.14,2.1,0.92,0.88,0.39,例,3,白银一模,依据下表提供数据，以下结论中正确是,(,),A,液体比热容一定比固体大,B,质量相等铝块和铜块，升高相同温度，铝块吸收热量多,C,同一物质发生物态改变后，比热容不变,D,质量相等水和煤油，吸收相同热量后，水温度改变大,B,43/70,本章关键素养提升,44/70,本章关键素养提升,易错点拨,(1),比热容反应是物质吸、放热能力，是物质本身一个属性，与物体吸收热量、温度高低及温度改变量、物体质量等无关但同一个物质状态不一样，比热容也能够不一样，如水和冰,(2),相同质量不一样物质，吸收或放出相同热量，温度改变量与比热容成反比，即比热容大物质温度改变小，比热容小物质温度改变大相同质量不一样物质，升高或降低相同温度，比热容大物质吸收或放出热量多比热容小物质吸收或放出热量少,45/70,本章关键素养提升,例,4,用相同电加热器分别对质量相等,A,、,B,两种液体加热,(,不计热量损失,),，如图,12,T,3,所表示是,A,、,B,两种液体温度随加热时间改变关系图像，以下说法正确是,(,),A,A,比热容与,B,比热容之比为,21,B,A,比热容与,B,比热容之比为,23,C,加热相同时间，,B,吸收热量比,A,吸收热量多,D,A,和,B,升高相同温度，,B,吸收热量较多,图,12,T,3,A,46/70,本章关键素养提升,47/70,本章关键素养提升,考点四热机,例,5,绥化,如图,12,T,4,所表示是汽油机一个工作循环四个冲程，次序排列正确是,(,),A,甲乙丙丁,B,乙丙甲丁,C,丁丙乙甲,D,丁甲丙乙,图,12,T,4,C,48/70,本章关键素养提升,解析,甲图进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；乙图两气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火是做功冲程，将内能转化为机械能；丙图两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；丁图进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动，是吸气冲程故正确排列次序应该为丁丙乙甲,49/70,本章关键素养提升,方法技巧,汽油机工作过程及各冲程判断,(1),汽油机一个工作循环包含四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能,(2),依据气门开、闭和活塞向上、向下运动情况判断各冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动为吸气冲程；进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动为排气冲程；两个气门都关闭，活塞向上运动为压缩冲程，活塞向下运动同时火花塞点火为做功冲程,50/70,本章关键素养提升,考点五燃料热值及热量计算,此考点主要从热值概念及与热值相关热量计算等角度进行命题，普通以填空题、计算题形式出现,51/70,本章关键素养提升,例,6,“,可燃冰”作为新型能源，有着巨大开发使用潜能，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出热量可到达煤气数十倍，说明“可燃冰”,_,很大以,10,倍关系粗略计算，,1 kg“,可燃冰”完全燃烧放出热量为,_J,，能够把,_ kg,水从,20,加热至,60.c,水,4.210,3,J/(kg),，,q,煤气,取,4.210,7,J/kg,热值,4.210,8,2500,52/70,本章关键素养提升,53/70,试验专训,重点试验突破,本章关键素养提升,试验一探究动能大小与哪些原因相关,例,7,盘锦,为探究物体动能大小与哪些原因相关，某试验小组利用斜面、质量不一样小钢球、木块等器材进行了如图,12,T,5,所表示试验,图,12,T,5,54/70,本章关键素养提升,(1),试验中小钢球动能大小是经过,_,_,_,来判断,(2),试验中经过,_,两图来探究动能大小与质量关系，两次试验，让小钢球从同一高度自由滚下，目标是使小钢球滚到斜面底端时含有相同,_,(3),试验中经过甲、乙两图能够得出结论：在质量一定时，物体,_,越大，动能越大,木块被推进距离远近,甲、丙,速度,速度,55/70,本章关键素养提升,(4),若在进行甲、丙两图试验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要重新进行丙图试验，以下方法可行是,_,A,换用表面更粗糙木板,B,换用一个质量较大木板,C,换用质量较小钢球,D,降低钢球滚下时高度,C,56/70,本章关键素养提升,【,变式延伸,】,结合上例探究以下问题,1,若水平面为光滑，则,_(,选填“能”或“不能”,),完成该试验，理由是,_,2,物理研究方法有许多，如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替换法”等，本试验利用了控制变量法和,_,不能,假如水平面是光滑，木块被钢球撞击后将做匀速直线运动,转换法,57/70,本章关键素养提升,3,某同学在上述试验中取得启发，设计了如图,12,T,6,所表示装置探究“物体动能大小与质量和速度关系”将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上木块，将木块撞出一段距离,图,12,T,6,58/70,本章关键素养提升,试验,次数,钢球,质量,/g,钢球下摆,高度,/cm,木块滑行,距离,/cm,1,20,20,20,2,40,20,58,3,60,20,(1),本试验使钢球取得动能操作方法是,_,，钢球动能大小是经过观察,_,来判断,将钢球从某一高度由静止释放,木块移动距离,59/70,本章关键素养提升,(2),从表中数据能够看出，他们让质量不一样钢球从相同高度摆下，使钢球抵达竖直位置,_,相同，从而探究动能与,_,关系,(3),在第,3,次试验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第,3,次试验，甲同学提议换用一样较长木板，乙同学提议换一个较大木块，丙同学提议降低钢球下摆高度你认为应该采取,_,同学提议,(4),由上述试验数据和现象可得出结论：,_,速度,质量,甲,在速度一定时，物体质量越大，动能越大,60/70,本章关键素养提升,【,开放探究,】,某同学想用质量不一样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，探究铁球动能大小与质量关系,(,如图,12,T,7,所表示,),，这个设计方案是,_(,选填“正确”或“错误”,),，原因是,_,_.,图,12,T,7,错误,弹簧压缩程度相同，弹性势能相同，小球动能相同对木块做功相同，木块移动距离相同,61/70,本章关键素养提升,试验二探究不一样物体吸热升温现象,加热时间,/min,0,1,2,3,4,温度,/,沙子,20,22,24,26,28,水,20,21,22,23,24,例,8,丹东二模,为了比较水和沙子吸热本事大小，小明做了以下试验：在两个相同烧杯中分别装有质量、初温都相同水和沙子，用两个相同酒精灯对其加热，试验数据统计以下：,62/70,本章关键素养提升,(1),在此试验中，用加热时间长短来表示物质,_,多少,(2),分析上表中试验数据可知：质量相同水和沙子，升高相同温度时，水吸收热量,_(,选填“大于”或“小于”,),沙子吸收热量,(3),假如加热相同时间，质量相同水和沙子，,_(,选填“沙子”或“水”,),升高温度更高,吸收热量,大于,沙子,63/70,本章关键素养提升,(4),试验中有些同学发觉：刚开始加热时，情况与,(3),结论不符，你认为可能原因是,_,_.,水导热性能好或沙子导热性能不好,(,沙子里温度计玻璃泡插入得比较浅或没有用搅拌棒搅动,),64/70,本章关键素养提升,【,变式延伸,】,结合上例探究以下问题,(1),在设计试验方案时，需要确定以下控制变量，以下要求中不正确是,_(,填字母,),A,采取相同加热方法,(,如酒精灯火焰大小，与烧杯底距离等,),B,烧杯中分别装入相同体积水和沙子,C,使用相同烧杯,B,65/70,本章关键素养提升,(2),在试验中，应不停地用搅拌棒搅动水和沙子，其目标是,_,(3),试验中用两个相同酒精灯对其加热目标是,_,(4),经过试验能够得到不一样物质吸热能力不一样结论，物质这种属性用,_,这个物理量来描述,使物体受热均匀,使水和沙子在相同时间内吸收热量相同,比热容,66/70,本章关键素养提升,(5),以下事实能用上述试验结果解释是,(,),A,夏天给教室洒水，感觉清凉,B,用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸,C,长久堆放煤水泥地面变成黑色,D,沿海地域昼夜温差会比内陆地域小,(6),经过以上试验探究结论，小明终于明白在白天进入森林游玩时假如迷了路，他应该选择,_(,选填“顺风”或“逆风”,),走出森林道理,顺风,D,67/70,本章关键素养提升,【,开放探究,】,小明和小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮保温性能差异，两人设计并做了一个试验他们用这两种材料分别包着装有热水密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中水温随时间改变情况,(1),为控制变量，试验前除了取大小、厚度相同泡沫塑料和棉絮外，还应考虑保持烧瓶相同、环境温度相同,_,和,_,相同,水质量,水初温,68/70,本章关键素养提升,时间,t/,分,0,10,20,30,40,150,180,泡沫塑料组水温,T,1,/,80,64,55,50,41,21,20,棉絮组水温,T,2,/,80,56,43,32,28,20,20,(2),小明和小芳同学把试验测得时间和温度数据统计在以下表格中，请你回答：,他们试验时室内温度是,_,，经过,40 min,后，泡沫塑料包烧瓶水温降低了,_,，棉絮包烧瓶水温降低了,_.,由此能够得出试验结论是,_,20,39,52,泡沫塑料保温性能比很好,69/70,本章关键素养提升,(3),除了采取在相同时间内观察水降低温度来比较这两种材料保温性能外，依据上表数据，你还能够采取,_,方法比较两种材料保温性能,降低相同温度比较所用时间长短,70/70,
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