1、第12章 機(jī)械能和內(nèi)能能量勢(shì)能能量勢(shì)能動(dòng)能機(jī)械能重力勢(shì)能彈性勢(shì)能內(nèi)能熱傳遞熱量做功熱機(jī)汽油機(jī)比熱容熱值【例題】一、機(jī)械能知識(shí)點(diǎn)一： 動(dòng)能：物體由于運(yùn)動(dòng)而具有的能。物體的質(zhì)量越大，速度越大，動(dòng)能越大例1如圖所示是探究動(dòng)能大小與哪些因素有并的實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)中你通過(guò)觀察 知道動(dòng)能的大小。（2）實(shí)驗(yàn)中采用 方法，使得銅球與鋼球滾到水平面的速度相同。（3）甲和丙探究的問(wèn)題是 。（1）物體運(yùn)動(dòng)的距離（2）控制起點(diǎn)高度相同（3）動(dòng)能的大小與物體運(yùn)動(dòng)的速度的關(guān)系知識(shí)點(diǎn)二： 重力勢(shì)能：物體由于被舉高而具有的能。物體被舉得越高、質(zhì)量越大重力勢(shì)能越大。例2我國(guó)發(fā)射的“神舟五號(hào)”宇宙飛船，載人艙于 10月16日順利

2、地在內(nèi)蒙古主著陸場(chǎng)成功著陸，載人艙在下落到地面附近的某一高度時(shí)，由于空氣阻力的作用使其勻速運(yùn)動(dòng)，在勻速下落過(guò)程中，載人艙(A重力勢(shì)能增大B重力勢(shì)能減小 C重力勢(shì)能不變D動(dòng)能增大知識(shí)點(diǎn)三： 彈性勢(shì)能：物體由于彈性形變而具有的能。物體形變?cè)酱髲椥詣?shì)能越大。例3如上右圖所示，將一張卡片對(duì)折，在開(kāi)口的一邊剪兩刀，然后將橡皮筋套在開(kāi)口邊，就做成了一個(gè)會(huì)跳的卡片，使這張卡片跳起來(lái)的做法是及 。卡片能跳起來(lái)的原因是 。把卡片按平后放在水平面上然后松開(kāi)；橡皮筋發(fā)生彈性形變具有彈性勢(shì)能例4一架飛機(jī)在某災(zāi)區(qū)上空沿水平方向勻速飛行，同時(shí)向地面投放救災(zāi)物資。投下物資后，飛機(jī)的動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生變化是（ ）CA、動(dòng)能不變，

3、勢(shì)能減小 B、動(dòng)能變小，勢(shì)能不變C、動(dòng)能和勢(shì)能都變小 D、動(dòng)能和勢(shì)能都不變知識(shí)點(diǎn)四：動(dòng)能和勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化例5蘋(píng)果從樹(shù)上掉下的過(guò)程中，它的 能轉(zhuǎn)化為 能。例6（實(shí)驗(yàn)題）如圖所示，單擺在豎直平面內(nèi)左右擺動(dòng)，滾擺在豎直平面內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)。請(qǐng)回答：這兩個(gè)實(shí)驗(yàn)可以說(shuō)明的同一個(gè)物理問(wèn)題是： ；在單擺左右擺動(dòng)和滾擺上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，你將會(huì)看到它們上升的高度逐漸降低。產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因是： 。例7圖6是玩彈弓的情景。經(jīng)驗(yàn)表明，橡皮筋拉得越長(zhǎng)，同樣的“子彈”射得越遠(yuǎn)，這說(shuō)明橡皮筋的彈性勢(shì)能與_有關(guān)；若橡皮筋被拉的長(zhǎng)度相同，而所用“子彈”的質(zhì)量不同，則質(zhì)量大的“子彈”射出的距離較小，原因是質(zhì)量大的“子彈”射出時(shí)

4、的_小。橡皮筋的長(zhǎng)度 速度 例8小明分別沿三條路徑滑到地面(如圖所示)，在不考慮空氣 阻力和摩擦的情況下，滑到地面時(shí)速度最大的路徑是（ ） A1 B2 C3 D都一樣二、內(nèi)能知識(shí)點(diǎn)一：內(nèi)能 ：所有做熱運(yùn)動(dòng)的分子動(dòng)能和勢(shì)能的總和。內(nèi)能與質(zhì)量、溫度和狀態(tài)等因素有關(guān)例9閱讀下面短文內(nèi) 能內(nèi)能是指物體內(nèi)部所包含的總能量，包括分子的動(dòng)能(即分子無(wú)規(guī)則熱運(yùn)動(dòng)動(dòng)能)、分子的勢(shì)能(即分子間相互作用能)、分子內(nèi)的能量、原子內(nèi)的能量、原子核內(nèi)的能量等在熱學(xué)中，由于在熱運(yùn)動(dòng)中上述后三項(xiàng)能量不發(fā)生變化，所以內(nèi)能一般指前兩項(xiàng)由于分子的動(dòng)能跟溫度有關(guān)，分子的勢(shì)能跟分子間的距離有關(guān)，所以物體的內(nèi)能跟溫度、體積都有關(guān)系請(qǐng)回答

5、下列問(wèn)題：(1)慢慢壓縮針筒里的氣體，氣體內(nèi)能中哪部分發(fā)生變化?答： ；(2)加熱針筒里的氣體，氣體內(nèi)能中哪部分發(fā)生變化?答： ；(3)金屬塊在受熱膨脹時(shí)，金屬塊內(nèi)能中哪些部分發(fā)生變化?答： 。知識(shí)點(diǎn)二：改變內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞例10按照如圖所示的方法，假如你將鐵絲快速地彎折十余次，然后用手指觸摸一下彎折處，你會(huì)有何感覺(jué)?請(qǐng)用物理知識(shí)解釋產(chǎn)生此現(xiàn)象的原因知識(shí)點(diǎn)三：比熱容例11某同學(xué)在做“比較不同物質(zhì)吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，使用相同的電加熱器給水和煤油加熱，用加熱時(shí)間的長(zhǎng)短來(lái)表示物質(zhì)吸收熱量的多少。他得到如下數(shù)據(jù)物質(zhì)次數(shù)質(zhì)量m/kg升高的溫度t/加熱的時(shí)間t/min水101102202104煤油

6、301101402102（1）分析第1、2次或第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是：同種物質(zhì)升高相同溫度時(shí)，吸收熱量的多少與物質(zhì)的 有關(guān)。（2）分析第1、3次或第2、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出的初步結(jié)論是： 例12A、海邊的晝夜溫差較小B、空調(diào)房間里放盆水可以增加濕度C、冬天暖氣設(shè)備用熱水供暖D、用水冷卻汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)A、海邊的晝夜溫差較小B、空調(diào)房間里放盆水可以增加濕度C、冬天暖氣設(shè)備用熱水供暖D、用水冷卻汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)知識(shí)點(diǎn)四：熱值例14一箱汽油用掉一半后，關(guān)于它的說(shuō)法下列正確的是（ ）A它的密度變?yōu)樵瓉?lái)的一半 B它的比熱容變?yōu)樵瓉?lái)的一半C它的熱值變?yōu)樵瓉?lái)的一半 D它的質(zhì)量變?yōu)樵瓉?lái)的一半例15煤炭

7、是一種重要能源。區(qū)別優(yōu)劣煤質(zhì)最科學(xué)的辦法是檢測(cè)煤炭的（ ）A比熱容 B密度 C熱值 D溫度知識(shí)點(diǎn)五：熱量例16一臺(tái)太陽(yáng)能熱水器裝滿水后，水的質(zhì)量是30kg。使這些水的溫度從20升高到70C需要吸收 J的熱量。若這些熱量由燃燒天然氣來(lái)提供，則至少應(yīng)完全燃燒 m3的天然氣。（C水=4.2103J(kg) 天燃?xì)獾臒嶂禐?.l107Jm3知識(shí)點(diǎn)六：內(nèi)能的利用內(nèi)燃機(jī)1、汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由 、 、 、 四個(gè)沖程組成。每個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng) 次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng) 圈，對(duì)外做功 次。2、在壓縮沖程中， 能轉(zhuǎn)化為 能；在做功沖程中， 能轉(zhuǎn)化為 能。分析： HYPERLINK /s?wd=%E5%9B%9B%E5

8、%86%B2%E7%A8%8B&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 t _blank 四沖程汽油機(jī)在 HYPERLINK /s?wd=%E8%BF%9B%E6%B0%94%E5%86%B2%E7%A8%8B&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 t _blank 進(jìn)氣沖程、 HYPERLINK /s?wd=%E5%8E%8B%E7%BC%A9%E5%86%B2%E7%A8%8B&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 t _blank 壓縮沖程、 HYPERLIN

9、K /s?wd=%E5%81%9A%E5%8A%9F%E5%86%B2%E7%A8%8B&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 t _blank 做功沖程和排氣 HYPERLINK /s?wd=%E5%86%B2%E7%A8%8B&hl_tag=textlink&tn=SE_hldp01350_v6v6zkg6 t _blank 沖程 一個(gè)工作循環(huán)中有四個(gè)沖程，四個(gè)沖程活塞往復(fù)兩次（飛輪兩轉(zhuǎn)），對(duì)應(yīng)一次功，簡(jiǎn)稱1421.如果是多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，做功次數(shù)還要看缸的個(gè)數(shù)1內(nèi)燃機(jī)：燃料在汽缸內(nèi)燃燒的熱機(jī)叫內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)。它們的特點(diǎn)是讓燃料存汽缸

10、內(nèi)燃燒，從而使燃燒更充分，熱損失更小，熱效率較高，內(nèi)能利用率較大。2沖程：活塞在汽缸內(nèi)住復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程，叫做一個(gè)沖程。3工作原理：四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成的。四個(gè)沖程為一個(gè)工作循環(huán)，在一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，四個(gè)沖程中，只有做功沖程燃?xì)鈱?duì)外做功，其他三個(gè)沖程靠飛輪的慣性完成。（1）吸氣沖程：進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，汽油和空氣的混合物進(jìn)入氣缸；（2）壓縮沖程：進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮；（3）做功沖程：在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體。高

11、溫高壓的氣體推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)外做功；（4）排氣沖程：進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。例17、汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由四個(gè)沖程組成，右圖是 沖程，其中在壓縮沖程中，氣體的溫度升高，是通過(guò) 方式增加內(nèi)能的。為了降低汽缸體的溫度，汽缸外有一個(gè)水箱體，使汽缸被水包圍著，這是通過(guò)熱傳遞的方式 減少汽缸內(nèi)能的，用水來(lái)包圍汽缸是因?yàn)樗?。分析：汽油機(jī)的四個(gè)沖程的判斷，根據(jù)進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)的開(kāi)閉情況和活塞運(yùn)動(dòng)情形，好比用針筒抽氣、壓縮、排氣一樣，如圖兩個(gè)門(mén)都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，看出是做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，四個(gè)沖程中只有這一個(gè)做功沖程，其余三個(gè)沖程靠飛輪的慣性完的的，

12、用水為氣缸降溫是利用熱傳遞的方式，用水不用油是因?yàn)樗谋葻崛荽?，升高相同的溫度，水吸收的熱量多。【鞏固練?xí)】1下列關(guān)于功、能和熱量的描述中正確的是 ( B )A“嫦娥一號(hào)”飛船在加速升空的過(guò)程中，機(jī)械能的總量保持不變B汶川地震形成的“堰塞湖”之所以危險(xiǎn)是因?yàn)檫@些高處的湖水積蓄了很大的重力勢(shì)能C物體的溫度越高，具有的熱量就越多 D物體的內(nèi)能越大，具有的功就越多2兩個(gè)相同的容器分別裝了質(zhì)量相同的兩種液體，用同一熱源分別加熱，液體溫度與加熱時(shí)間關(guān)系如圖8所示根據(jù)圖線可知（ A ） A甲液體的比熱容大于乙液體的比熱容 B如果升高相同的溫度，兩種液體吸收的熱量相同 C加熱時(shí)間相同，甲液體吸收的熱量大于乙

13、液體吸收的熱量 D加熱時(shí)間相同，甲液體溫度升高比乙液體溫度升高得多3爆米花是將玉米放入鐵鍋內(nèi)邊加熱邊翻動(dòng)一段時(shí)間后，“砰”的一聲變成玉米花。下列 說(shuō)法正確的是（ B ） A.玉米粒主要通過(guò)翻動(dòng)鐵鍋對(duì)其做功，使其內(nèi)能增加 B.玉米粒主要通過(guò)與鐵鍋間的熱傳遞使其內(nèi)能增加 C.玉米粒內(nèi)水份受熱膨脹對(duì)粒殼做功爆開(kāi)，內(nèi)能不變 D.玉米粒內(nèi)水份受熱膨脹對(duì)粒殼做功爆開(kāi)，內(nèi)能增加4柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)高，是由于（C）A 柴油的燃燒值比汽油的燃燒值大B 柴油的比熱比汽油的比熱大C 柴油機(jī)氣缸里的燃?xì)猱a(chǎn)生的壓強(qiáng)比汽油機(jī)里的高D 柴油的密度比汽油的密度大 5在內(nèi)燃機(jī)工作的四個(gè)沖程中，發(fā)生內(nèi)能和機(jī)械能相互轉(zhuǎn)化的是（B

14、）A 吸氣沖程和壓縮沖程 B 壓縮沖程和做功沖程C 做功沖程和排氣沖程 D 排氣沖程和吸氣沖程 6.小新同學(xué)家中的墻壁上豎直懸掛著一指針式電子鐘，當(dāng)其因電池電能不足而停止時(shí)。指針最可能停在如圖4所示的哪個(gè)位置附近 （ A ）7為了比較水和煤油的吸熱能力，小明設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)步驟： A在兩個(gè)同樣的燒杯中，分別裝入等體積的水和煤油； B用兩支溫度計(jì)分別測(cè)出水和煤油的初溫； C在燒杯中，分別放人功率相同的電熱器，加熱時(shí)間相同； D.用溫度計(jì)分別測(cè)出水和煤油的末溫。 小聰認(rèn)為：(1)步驟A存在的錯(cuò)誤是：_，應(yīng)改為_(kāi)；(2)步驟C，加熱時(shí)間相同是為了使水和煤油_；(3)步驟B和D是為了得出水和煤油的_。(

15、1)裝入等體積的水和煤油 裝入等質(zhì)量的水和煤油 (2)吸收相同的熱量 (3) 升高的溫度8(6分)右圖為農(nóng)用揚(yáng)場(chǎng)機(jī)的示意圖。谷物脫粒后，谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速轉(zhuǎn)動(dòng)的輪W和皮帶B的帶動(dòng)下被拋出，谷粒、糠皮、碎石落地的遠(yuǎn)近不同，從而形成1、2、3三堆，達(dá)到分離的目的。其中1是 ，2是 。從能量的角度看，它們?cè)谶\(yùn)動(dòng)過(guò)程中能夠分離，是因?yàn)榇鸢福嚎菲?、谷粒。它們以同樣的速度被拋?碎石的質(zhì)量最大,動(dòng)能最大,所以克服空氣阻力運(yùn)動(dòng)的距離最大,糠的質(zhì)量最小,運(yùn)動(dòng)的距離最小。型 號(hào)JL88水 容 量/L80自身質(zhì)量/kg408有一款太陽(yáng)能熱水器，銘牌上的部分參數(shù)如右表所示。 將它安裝在陽(yáng)光充足的水平

16、臺(tái)面上，并送滿水。 (1)泰州地區(qū)（晴天）平均每平方米的面積上，每小時(shí)接收的太陽(yáng)能約為2.8106J. 若該熱水器接受太陽(yáng)能的有效面積為1.5m2，每天日照時(shí)間按8h計(jì)算，則它一天中接收的太陽(yáng)能（E）約為多少？若這些太陽(yáng)能有60%被熱水器中的水吸收，則可使水溫升高多少？c水=4.2103J/(kg) 3.36107 J (2)若該熱水器一天中接收的太陽(yáng)能，由燃燒煤氣(熱值q=4.2107J/kg)來(lái)獲得，則需要完全燃燒多少千克煤氣？0.8 (3)請(qǐng)你：從能源和可持續(xù)發(fā)展的角度，說(shuō)出提倡開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能的兩點(diǎn)主要理由；說(shuō)出當(dāng)前在利用太陽(yáng)能方面所面臨的某一主要困難（可從自然因素或技術(shù)因素等方面思考）

17、。利用太陽(yáng)能可節(jié)約化石類(lèi)能源,減少環(huán)境污染（或“減少污染”、“無(wú)污染”） 受天氣影響,或轉(zhuǎn)換效率低9、（7分）有一種型號(hào)的單缸四沖程柴油機(jī)，其部分技術(shù)規(guī)格如下：試計(jì)算這種柴油機(jī)的功率。答案：作用在活塞表面上的壓力：做功沖程每次的功：W=FL=353250.4=14130（焦耳）柴油機(jī)每分鐘轉(zhuǎn)360轉(zhuǎn)，即每秒轉(zhuǎn)6轉(zhuǎn)，對(duì)外做功3次。答：這臺(tái)柴油機(jī)的功率約為58馬力。五、（8分）水在熱電廠的鍋爐中變?yōu)樗羝?，通過(guò)渦輪機(jī)帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電，用過(guò)的水蒸汽在液化器中凝結(jié)成水，再到鍋爐，循環(huán)使用。液化器中的冷卻水則流到冷卻塔中降溫，如圖。水的比熱為4.2103焦/（千克），求：夏天，來(lái)自冷卻塔的水溫為16，而回

18、到冷卻塔的水溫為30。若冷卻塔和液化器間水的流量為15米3/秒，試求水蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率。如果發(fā)電機(jī)的發(fā)電功率是56萬(wàn)千瓦，發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能的效率為80%，不計(jì)水蒸汽通過(guò)渦輪機(jī)過(guò)程中由于熱傳遞贊成的能量損失及渦輪機(jī)的摩擦，試求水蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率。答案：1水蒸汽冷卻時(shí)所放的熱量為冷卻水所吸收，所以冷卻所丟失的功率（即散熱功率）為P散Q吸/t4.2103焦/（千克）15103千克/秒（3016）8.82108瓦2水蒸汽的能量轉(zhuǎn)化為電能的效率P用/P總P電/（P機(jī)+P散）100%P機(jī)560106W/0.8700106W所以有一堆從河中撈出的溫砂子，測(cè)得其比熱容為1.2103焦/（千克）。0.9103焦/（千克），少？先取 1kg 濕沙子 設(shè)含有m kg水，干沙子為(1-m)kg 當(dāng)濕沙子溫度升高1C時(shí) Q吸=1.2X103J 又Q吸=Q干沙吸+Q水吸 所以1.2103J=0.9103J/kg(1-m)kg1 4.2X103J/kgCmkg1 3.3m=0.3 解得m=1/11kg 則這堆砂子的含水的百分比是 (1/11)/1 100%=9.1%二(10分)李老師的家離學(xué)校大約10km，為了便于上下班，他購(gòu)買(mǎi)了一部輕便摩托車(chē)來(lái)代步，使用的燃料