第十二章\o"第12章機械能和內(nèi)能"機械能和內(nèi)能目錄【學習目標】 1【思維導圖】 2【知識梳理】 2知識點1：\o"12.1機械能"機械能 2知識點2：\o"12.2內(nèi)能熱傳遞"內(nèi)能熱傳遞 5知識點3：\o"12.3物質(zhì)的比熱容"物質(zhì)的比熱容 9知識點4：\o"12.4機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化"機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化 5【方法技巧】 12方法技巧1動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化 12方法技巧2溫度、內(nèi)能與熱量辨析 12方法技巧3比熱容相關計算 12【鞏固訓練】 12【學習目標】1．認識機械能，知道影響動能和勢能的因素。2．理解內(nèi)能的概念，知道改變內(nèi)能的兩種方式。?3．了解機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化，記住熱量單位（焦耳J）。重點：1．能判斷物體動能、勢能的變化。?2．區(qū)分做功和熱傳遞改變內(nèi)能的差異。?3．理解“溫度、內(nèi)能、熱量”的關系。難點：1．分析復雜過程中機械能與內(nèi)能的轉(zhuǎn)化。2．區(qū)分“內(nèi)能”與“機械能”的本質(zhì)不同。3．理解“晶體熔化時溫度不變但內(nèi)能增大”的原因?！舅季S導圖】【知識梳理】知識點1：\o"12.1機械能"機械能一、動能1、\o"探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系"\o"能量的概念"能量的概念（1）能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能。

（2）單位：焦耳，符號J。

（3）理解：①能量表示物體做功本領大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。

②一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”。如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。2、功與能的關系（1）功是一個過程量，能量是一個狀態(tài)量。功是描述一個力對物體作用過程中所取得成效的物理量，它是相對于一個過程而言能量是指一個物體具有能夠?qū)ν庾龉さ谋绢I。

（2）具有能量的物體不一定在做功，但正在做功的物體一定具有能量。

（3）一個物體能夠?qū)ν庾龅墓υ蕉?，它具有的能量就越大?、動能概念：物體由于運動而具有的能，叫做動能。一切物體都具有動能。

（1）一切物體都具有動能（運動是絕對的）。（2）影響動能大小的因素：物體的質(zhì)量和速度。物體的質(zhì)量越大，速度越大，物體具有的動能就越大。當物體的質(zhì)量一定時，物體運動的速度越大其動能越大，物體的速度越小其動能越小，具有相同運動速度的物體，質(zhì)量越大動能越大，質(zhì)量越小動能越小。4、探究動能的大小與哪些因素有關

（1）提出問題：動能的大小與哪些因素有關？

（2）猜想和假設：動能的大小可能與物體的質(zhì)量有關，還可能與物體的運動速度有關

（3）實驗方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法（4）實驗器材：斜面、鋼球、木塊

（5）實驗步驟：

①讓同一個鋼球從斜面的不同高度自由滾下，推動木塊移動，比較兩次木塊被推距離的遠近；

②換用質(zhì)量不同的鋼球，讓它們從斜面的同一高度自由滾下，推動木塊移動，比較兩次木塊被推距離的遠近。

（6）實驗現(xiàn)象：

①同一鋼球從不同高度滾下，鋼球碰撞木塊時的速度不同。高度越高，鋼球滾到平面上時的速度越大，木塊被推得越遠；

②質(zhì)量不同的鋼球從同一高度滾下，鋼球滾到平面上時的速度相同。質(zhì)量越大的鋼球?qū)⒛緣K推得越遠。

（7）得出結(jié)論：

①物體動能的大小與物體的運動速度有關，物體運動速度越大，物體的動能越大；

②物體動能的大小與物體的質(zhì)量有關，物體的質(zhì)量越大，物體的動能越大。

（8）歸納總結(jié)：動能的大小與物體的質(zhì)量和運動速度有關。質(zhì)量相同的物體，運動的速度越大，它的動能越大；運動速度相同的物體，質(zhì)量越大，它的動能也越大二、勢能1、勢能：彈性勢能和重力勢能統(tǒng)稱為勢能。2、重力勢能

（1）重力勢能概念：物體由于被舉高而具有的能量，叫做重力勢能。

（2）影響重力勢能大小的因素：物體的質(zhì)量和物體所處的高度。物體的質(zhì)量越大，所處的高度越高，物體的重力勢能就越大。當物體的質(zhì)量一定時，物體距零勢能面的高度越大，其重力勢能越大，物體距零勢能面的高度越小，其重力勢能越??；當物體距零勢能面的高度一定時，物體質(zhì)量越大其重力勢能越大，物體質(zhì)量越小其重力勢能越小，物體的質(zhì)量越大，舉得越高，其重力勢能就越大。

3、探究重力勢能的大小與哪些因素有關？

（1）實驗方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法（2）實驗設計：讓高處的重物下落，將小木樁打入沙中，比較小木樁陷入的深度。應用控制變量法確定要探究的量；應用轉(zhuǎn)換法，通過小木樁陷入的深度來反映重力勢能的大小。

（3）實驗過程：

①讓同一重物從不同的高度靜止落下，撞擊相同的兩個小木樁，從較高處下落的重物將小木樁撞入沙中深些

②用質(zhì)量不同的重物，分別從同一高度處由靜止落下，撞擊相同的兩個小木樁，質(zhì)量大的重物將小木樁撞入沙中深些

（3）實驗結(jié)論：物體的質(zhì)量和物體所處的高度。物體的質(zhì)量越大，所處的高度越高，物體的重力勢能就越大。4、彈性勢能

（1）彈性勢能概念：物體由于發(fā)生彈性形變而具有的能，叫做彈性勢能。

（2）影響彈性勢能大小的因素：彈性形變程度。同一物體在彈性形變范圍內(nèi)的彈性形變程度越大，彈性勢能就越大。當彈簧本身的性質(zhì)相同時，形變越大，它具有的彈性勢能就越大，形變越小，具有的彈性勢能就越?。划攺椈尚巫兿嗤瑫r，性質(zhì)不同的彈簧彈性勢能不同。5、探究彈性勢能的大小與哪些因素有關

（1）實驗方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法（2）實驗設計：?使用兩根材料不同的彈簧A和B（?長度和粗細相同）?，?小球、?木塊和長刻度尺。?將彈簧按照不同的壓縮長度安裝好，?確保彈簧被壓縮的長度在彈性限度內(nèi)。?將小球置于彈簧的右端，?放手后觀察小球彈出的距離，?以及木塊被推動的距離。?

（3）實驗操作?

第一次實驗中，?將彈簧壓縮到一定的長度ΔL1，?記錄木塊被推動的距離S1。?

第二次實驗中，?將彈簧壓縮到長度ΔL2（?ΔL2＞ΔL1）?，?再次記錄木塊被推動的距離S2。?

（4）數(shù)據(jù)分析：?比較S1和S2的距離，?如果S2的距離大于S1，?說明彈性勢能的大小與彈簧被壓縮的程度有關。??（5）實驗結(jié)論：同一物體在彈性形變范圍內(nèi)的彈性形變程度越大，彈性勢能就越大。三、動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化1、機械能：動能和勢能之和稱為機械能。動能和勢能都屬于機械能，動能是物體運動時具有的能量，勢能是存儲著的能量，動能和勢能是機械能的兩種表現(xiàn)形式。2、動能和重力勢能之間可以相互轉(zhuǎn)化：動能和重力勢能之間的相互轉(zhuǎn)化一般發(fā)生在只受重力作用下的運動過程中，例如滾擺在下降的過程中，越轉(zhuǎn)越快，它的重力勢能越來越小，動能越來越大，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；滾擺在上升過程中，越轉(zhuǎn)越慢，它的重力勢能越來越大，動能越來越小，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能。3、動能和彈性勢能之間也可以相互轉(zhuǎn)化：它可以發(fā)生在同一物體上，也可以發(fā)生在不同物體之間，例如，從高處落下的皮球與地面撞擊的過程中，由于皮球發(fā)生彈性形變，皮球的動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能，皮球在恢復形變的過程中，它的彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能．拉彎的弓把箭射出去的過程中，拉彎的弓具有彈性勢能，射出去的箭具有動能，這是弓的彈性勢能轉(zhuǎn)化為箭的動能。4、機械能守恒：如果只有動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，機械能的總和不變，或者說，機械能是守恒的。5、各種形式的能量都可以相互轉(zhuǎn)化：如電能可以轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能；太陽能可以轉(zhuǎn)化為電能等，動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化只是能量相互轉(zhuǎn)化中的一種形式，能量轉(zhuǎn)化過程中一種能量減少，另一種能量增加。6、水能的利用（1）我們的祖先利用水流沖擊水輪轉(zhuǎn)動，用來汲水、磨粉。（2）修筑攔河壩來提高上游的水位，在壩底安裝水輪機。將發(fā)電機裝在水輪機的上面，并把它們的軸連接在一起，由水輪機帶動發(fā)電機發(fā)電。一定量的水，上、下水位差越大，水的重力勢能越大，能發(fā)出的電就越多。7、風能的利用（1）我們的祖先利用風力鼓起帆來推動船航行。（2）風吹動風車，帶動發(fā)電機發(fā)電。在風力資源豐富的地區(qū)，可以同時安裝幾十臺到幾百臺風力發(fā)電機，組成“風車田聯(lián)在一起供電?！镜淅?】在水平地面上鋪一張紙，將皮球表面涂黑，使其分別從不同高度處自由下落，在紙上留下黑色圓斑甲、乙，如圖所示。若要判斷哪一個圓斑是皮球從較高處落下形成的，正確、合理的分析思路是（）①球在和地面接觸過程中動能轉(zhuǎn)化成的彈性勢能較大

②球的形變量較大，在地面上形成的圓斑較大③球下落過程中重力勢能轉(zhuǎn)化為動能

④球在較高處具有較大的重力勢能

⑤球在接觸地面前具有較大的動能A．②①⑤④③ B．②④③⑤①C．④③⑤①② D．④⑤③①②【典例2】2024年10月30日4時27分蔡旭哲、宋令東、王浩澤三位航天員在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心成功升空進入預定軌道，搭載神舟十九號飛船的長征二號F遙十九運載火箭加速升空過程中，重力勢能，機械能（選“變大”、“變小”或“不變”）?！镜淅?】如圖所示，某實驗小組在“探究物體的動能跟哪些因素有關”的實驗中，讓小球從同一斜面某處由靜止釋放，撞擊同一水平面上的同一木塊，并使木塊向前移動一段距離后靜止。(1)該實驗是通過觀察來判斷（選填“小球”或“木塊”）動能的大?。?2)為了探究物體動能大小與速度的關系，應選擇兩次實驗進行分析；(3)甲、丙兩次實驗中，讓小球從同一高度由靜止釋放的目的是控制小球到達水平面時的相同，比較甲、丙實驗現(xiàn)象可初步得出結(jié)論：其它條件一定時，物體越大，動能越；(4)由實驗探究聯(lián)想到：高速公路限速牌上標明“120”和“100”字樣，（選填“大客車”或“小轎車”）的限速應該是100km/h?！咀兪?】如圖是一個光滑的軌道。某只小球從軌道的O點出發(fā)，由靜止開始下滑，小球始終沒有離開軌道，你認為小球最遠可以運動到（）A．a(chǎn)點 B．b點 C．c點 D．d點【變式2】2025年4月24日，搭載神舟二十號載人飛船的長征二號F遙二十運載火箭在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，如圖所示。在加速升空過程中，機械能（選填“變大”、“變小”或“不變”）。點火發(fā)射時，火箭向下噴射高速氣體，同時獲得向上的動力，這說明物體間力的作用是的?！咀兪?】如圖所示，甲是探究“動能的大小與什么因素有關”的實驗裝置，實驗中讓同一鋼球從斜面上不同的高度由靜止?jié)L下，實驗中讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，在粗糙程度不同的水平面上運動。請回答下列問題：(1)甲實驗的目的是探究鋼球動能的大小與的關系；實驗時，它是通過觀察，從而判斷鋼球動能的大?。?2)進行乙實驗時，每一次都讓同一小車從斜面上相同的高度由靜止滑下，其目的是使小車在水平面運動的起始相同；通過觀察小車在粗糙程度不同的水平面上運動距離的大小來判斷小車在不同的水平面受到的大小。從而可以推理：如果運動的物體不受力，它將做；(3)這兩個實驗都用到了和的實驗方法。知識點2：\o"12.2內(nèi)能熱傳遞"內(nèi)能熱傳遞一、內(nèi)能1、內(nèi)能的概念：分子有質(zhì)量，分子在不停地做著無規(guī)則運動，所以分子具有動能；分子間存在著相互作用力，所以分子之間還具有勢能；在物理學中，把物體內(nèi)部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。（1）內(nèi)能的單位：內(nèi)能的單位是焦耳，簡稱焦，用字母J表示。（2）內(nèi)能的特點：①任何物體在任何情況下都具有內(nèi)能；②內(nèi)能具有不可測量性，即不可能準確地知道一個物體具有多少內(nèi)能；③內(nèi)能是可以變化的；④對單個分子或少量分子談內(nèi)能是無意義的。二、熱傳遞——改變內(nèi)能的一種方式1、熱傳遞的概念：熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分的現(xiàn)象，叫做熱傳遞。沒有做功而使內(nèi)能改變的物理過程叫做熱傳遞。

2、熱傳遞的三種方式：熱傳導、熱對流和熱輻射。

（1）傳導——熱量通過接觸物體由高溫部分向低溫部分傳遞。

（2）對流——通過液體或氣體（流體）自身的流動由高溫部分向低溫部分傳遞。

（3）輻射——熱量不通過物體媒介，直接由高溫物體發(fā)射到低溫物體的傳遞。

3、熱傳遞具有方向性：熱量從高溫物體傳遞到低溫物體，或從物體的高溫部分傳遞到低溫部分，不會自發(fā)的從低溫物體傳遞到高溫物體或從物體的低溫部分傳遞到高溫部分。4、熱傳遞使物體內(nèi)能發(fā)生改變的實質(zhì)是：同一種形式的能量（內(nèi)能）發(fā)生了轉(zhuǎn)移．其轉(zhuǎn)移的規(guī)則是內(nèi)能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，或從物體的高溫部分轉(zhuǎn)移到低溫部分。三、溫度、熱量與內(nèi)能的關系1、內(nèi)能和溫度的關系

（1）物體內(nèi)能的變化，不一定引起溫度的變化，這是由于物體內(nèi)能變化的同時，有可能發(fā)生物態(tài)變化；

如晶體的熔化和凝固過程，還有液體沸騰過程，內(nèi)能變化，溫度保持不變。（2）溫度的高低，標志著物體內(nèi)部分子運動速度的快慢，

因此，物體的溫度升高，其內(nèi)部分子無規(guī)則運動的速度增大，分子的動能增大，因此內(nèi)能也增大，反之，溫度降低，物體內(nèi)能減小，因此，物體溫度的變化，一定會引起內(nèi)能的變化。

2、內(nèi)能與熱量的關系（1）物體的內(nèi)能改變了，物體卻不一定吸收或放出了熱量，這是因為改變物體的內(nèi)能有兩種方式：做功和熱傳遞，即物體的內(nèi)能改變了，可能是由于物體吸收（或放出）了熱量也可能是對物體做了功（或物體對外做了功）。

（2）熱量是物體在熱傳遞過程中內(nèi)能變化的量度，當物體與外界不做功時，物體吸收熱量，內(nèi)能增加，物體放出熱量，內(nèi)能減少，因此物體吸熱或放熱，一定會引起內(nèi)能的變化。

3、熱量與溫度的關系（1）

物體吸收或放出熱量，溫度不一定變化，這是因為物體在吸熱或放熱的同時，如果物體本身發(fā)生了物態(tài)變化（如冰的熔化或水的凝固），這時，物體雖然吸收（或放出）了熱量，但溫度卻保持不變。（2）物體溫度改變了，物體不一定要吸收或放出熱量，也可能是由于對物體做功（或物體對外做功）使物體的內(nèi)能變化了，溫度改變了。4、內(nèi)能和溫度是物體本身就具有的，而熱量是伴隨著熱傳遞存在的，內(nèi)能和溫度都是狀態(tài)物理量，而熱量則是過程物理量；物體吸收熱量，內(nèi)能一定增加，溫度不一定升高；物體溫度升高，內(nèi)能一定增加．三個物理量之間既有密切聯(lián)系，又有本質(zhì)區(qū)別?！⒁鉄崃?、溫度和內(nèi)能：“熱量不能含、溫度不能傳、內(nèi)能不能算”?！纠?】如圖，為一種夏季使用的汽車冰涼坐墊，它通過生物冰快速激發(fā)成型技術(shù)研制而成。坐墊內(nèi)物質(zhì)通常情況下為固態(tài)，人坐上去后，坐墊內(nèi)物質(zhì)就會慢慢轉(zhuǎn)變?yōu)橐簯B(tài)，但溫度保持不變。此過程可持續(xù)數(shù)小時，人坐在上面會感覺涼爽。下列有關分析不正確的是（）A．坐墊內(nèi)物質(zhì)是晶體B．坐墊內(nèi)物質(zhì)熔點低于人體溫度C．坐墊是通過做功的方式給人體降溫的D．人坐上去時，坐墊內(nèi)物質(zhì)發(fā)生了熔化現(xiàn)象【例5】秋季是蘋果成熟的季節(jié)。如圖所示，將蘋果放在紙箱里，在箱外就能聞到蘋果的香味，這說明分子在不停地做運動。氣溫越高，香味越濃，這是因為溫度越高，分子的這種運動越（選填“劇烈”或“緩慢”）；用手很難將蘋果掰成兩半，說明分子間存在相互作用的（選填“引力”或“斥力”）?！咀兪?】小宇走進廚房進行勞動實踐，他發(fā)現(xiàn)廚房里涉及到很多物理知識，下列說法不正確的是（）A．冷凍室取出的排骨表面有“白霜”，“白霜”的形成是凝華現(xiàn)象B．在排骨的“解凍”過程中，排骨中的冰吸熱熔化成水C．排骨湯煮沸后冒出大量的“白氣”，“白氣”的形成是汽化現(xiàn)象D．排骨湯盛出后不容易涼，原因之一是湯上面覆蓋了一層油脂，減緩了熱量散失【變式2】火爆冬日街頭的冰糖葫蘆，是將糖塊加熱成糖漿，裹在山楂上做成的。制作糖漿時不斷地加熱、攪拌，主要是通過的方式改變糖漿內(nèi)能。熬的糖漿會拉出很長的絲，因為分子間存在。知識點3：\o"12.3物質(zhì)的比熱容"物質(zhì)的比熱容一、熱量1、熱量定義：在熱傳遞過程中，傳遞能量的多少叫作熱量。熱量通常用字母Q表示。

（1）熱量是熱傳遞過程中物體內(nèi)能的改變量，因此，熱量是個過程量。只有在熱傳遞過程中，才能談論熱量，離開熱傳遞過程談熱量是毫無意義的。

（2）我們不能說某個物體具有或含有多少熱量，更不能比較兩個物體具有熱量的多少。熱量只能與表示過程的詞語連用，如“吸收熱量”“放出熱量”。二、比熱容1、比熱容的概念（1）單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高1℃吸收的熱量叫做這種物質(zhì)的比熱容，簡稱比熱。比熱容是通過比較單位質(zhì)量的某種物質(zhì)升溫1℃時吸收的熱量，來表示各種物質(zhì)的不同性質(zhì)。

（2）比熱容的單位：在國際單位制中，比熱容的單位是J/（kg?℃），讀作焦每千克攝氏度。

（3）水的比熱容是4.2×103J/（kg?℃）；它的物理意義是1千克水，溫度升高或者降低1℃，吸收或者放出的熱量是4.2×103焦耳。2、水的比熱容的特點及應用（1）由于水的比熱容較大，一定質(zhì)量的水吸收（或放出）很多的熱而自身的溫度卻變化不多，有利于調(diào)節(jié)氣候。①夏天，太陽光照射到海面上，海水的溫度在升高過程中吸收大量的熱，所以人們住在海邊并不覺得特別熱。②冬天，氣溫低了，海水由于溫度降低而放出大量的熱，使沿海氣溫不至于降得太低，所以住在海邊的人們又不覺得特別冷。（2）一定質(zhì)量的水升高（或降低）一定溫度吸熱（或放熱）很多，有利于用水作冷卻劑或取暖。①作冷卻劑時，是讓水吸收帶走更多的熱量。②用來取暖時，是讓水放出更多熱量供給人們，另一方面。（3）比熱容解釋簡單的自然現(xiàn)象：如為什么海水與沙子在同一時刻的溫度不一樣？因為海水與沙子受光照的時間完全相同，所以它們吸收的熱量相同，但是海水的比熱比沙子的比熱大，所以海水升溫比沙子升溫慢；沒有日照時，海水降溫比沙子降溫慢。三、熱量的計算1、物體的溫度升高時吸收熱量為：Q吸=cm（t-t0）；降低時放出的熱量為：Q放=cm（t0-t）。（1）其中c——物體的比熱容——單位J/（kg?℃）；m——物體的質(zhì)量——單位kg；t0——物體原來的溫度℃；t——物體后來的溫度℃。（2）若用△t表示物體變化的溫度（升高或降低的溫度），物體溫度升高過程吸收的熱量或物體溫度降低過程放出的熱量可以統(tǒng)一寫為：Q=cm△t。（3）公式可以變形為、、。2、應用熱量公式解題應注意的幾個問題（1）注意識別和恰當?shù)厥褂糜嘘P“溫度變化”的用詞，一定要分清初溫、末溫，升高了、升高到（或降低了、降低到）的溫度含義，要根據(jù)題意作出正確的判斷。

（2）應用熱量公式的條件是物質(zhì)的狀態(tài)不能改變，若不考慮這個因素，計算結(jié)果就會出現(xiàn)錯誤。

（3）在使用熱量公式進行計算時，首先各物理量的單位必須統(tǒng)一用國際單位，如溫度t的單位用℃，質(zhì)量m的單位用kg，比熱容c的單位用J/（kg?℃），熱量的單位用J；其次，對有關溫度的文字敘述應特別謹慎，不可亂套，注意分清“升高”“升高了”“降低”“降低了”對應的都是溫度的改變量△t，而不是溫度t；而“升高到”“降低到”對應的才是物體的末溫t。3、熱平衡的應用（1）熱平衡：在熱傳遞過程中，如果沒有熱量損失，則高溫物體放出的熱量Q放等于低溫物體吸收的熱量Q吸，即Q放=Q吸，把這個關系叫熱平衡方程。

（2）熱平衡方程式：兩個溫度不同的物體放在一起，高溫物體放出熱量，低溫物體吸收熱量，當兩個物體溫度達到相同時，如果沒有熱量損失，則有Q吸=Q放，稱為熱平衡方程，在熱量計算題中，常采用此等式?！纠?】干燥的泥土比熱容為，受潮含有水分后，其比熱容為。則這堆泥土所含水分的百分比是（水的比熱容為[]（

）A． B． C． D．【例7】大多數(shù)汽車發(fā)動機冷卻液是用水和乙二醇混合而成的，其中主要成分是水，這是利用了水的比熱容（選填：大或小）的特點；車開動后，水從發(fā)動機中吸收熱量，使水的內(nèi)能（選填：增加或減少），確保發(fā)動機的溫度不會過高?！纠?】如圖所示，規(guī)格相同的兩個燒杯中分別裝有甲、乙兩種液體，。用兩個規(guī)格不同的加熱器加熱，該過程中忽略液體蒸發(fā)且加熱器產(chǎn)生的熱量全部被液體吸收，得到如圖丙所示的溫度與加熱時間的圖像，前6min甲、乙兩種液體吸收的熱量情況如圖丁所示。(1)甲液體比熱容的大小為，并且有（選填“”“”或“”）；(2)甲液體在2min時的內(nèi)能（選填“”“”或“”）4min時的內(nèi)能，你判斷的依據(jù)是?！纠?】太陽能熱水器是直接利用太陽能給水加熱的裝置，小華家的太陽能熱水器在5小時的有效照射時間內(nèi)，將熱水器中質(zhì)量為100kg、初溫為20℃的水升高到70℃。已知水的比熱容是4.2×103J/（kg·℃），求：在這5小時內(nèi)，熱水器中的水吸收的熱量?！咀兪?】下表是一些物質(zhì)的比熱容，下列說法中正確的是（）常溫常壓下幾種物質(zhì)的比熱容[單位J/(kg·℃)]水煤油干泥土鋁冰水銀銅砂石A．不同種類的物質(zhì)，比熱容一定不同B．比熱容與物質(zhì)的狀態(tài)無關C．相同質(zhì)量的銅塊和鋁塊吸收相同的熱量，鋁塊的升溫更慢。D．海邊晝夜溫差較小是因為水的比熱容小【變式2】近年來，重慶生產(chǎn)出了全球最耐摔的玻璃，這是一種納米微晶玻璃材質(zhì)，名叫“昆侖玻璃”，“昆侖玻璃”在制作時需高溫燒制，現(xiàn)將一塊體積為燒制好的玻璃從降低至時放出的熱量為J；現(xiàn)用一個水平向右、大小為的力推動它在水平面上做勻速直線運動，此時所受摩擦力為。[，]【變式3】如圖甲是扎西探究“不同物質(zhì)吸熱規(guī)律”的實驗裝置：(1)兩個相同的燒杯中裝有相同且初溫相同的水和煤油，用相同的酒精燈對它們加熱；(2)實驗時用相同的熱源加熱的目的是；(3)根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，小東作出了水和煤油的溫度隨加熱時間變化的圖象（見圖乙）。由圖乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的溫度時，吸收的熱量（填“相同”或“不相同”），的吸熱能力更強?！咀兪?】在標準大氣壓下，將一壺內(nèi)質(zhì)量為2kg，初溫為5℃的水，加熱到55℃，忽略水在加熱過程中的損失。求：(1)水吸收的熱量Q；(2)接著再繼續(xù)加熱，若水又吸收了3.36×105J的熱量，求水的末溫。知識點4：\o"12.4機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化"機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化一、做功——改變內(nèi)能的另一種方式1、做功：對物體做功，物體的內(nèi)能增加；物體對外做功內(nèi)能減少。2、做功使物體的內(nèi)能改變的實質(zhì)：其他形式的能量（如機械能）與內(nèi)能之間的相互轉(zhuǎn)化。3、物體內(nèi)能的改變方式：做功和熱傳遞。

（1）做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能上是等效的；

（2）做功和熱傳遞在本質(zhì)上是不同的：做功使物體的內(nèi)能改變，是其他形式的能量和內(nèi)能之間的轉(zhuǎn)化（不同形式能量間的轉(zhuǎn)化）；熱傳遞使物體的內(nèi)能改變，是物體間（或物體不同部分）內(nèi)能的轉(zhuǎn)移（同種形式能量的轉(zhuǎn)移）。二、熱機1、熱機：利用內(nèi)能做功的機械叫熱機。（1）熱機的種類：分為蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機。（2）內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。內(nèi)燃機根據(jù)其所使用的燃料分為汽油機和柴油機兩類。2、汽油機（1）構(gòu)造：進氣門、排氣門、氣缸、火花塞、曲軸、連桿等。

（2）工作原理：在氣缸內(nèi)燃燒汽油，生成高溫高壓的燃氣〔化學能→內(nèi)能〕，使燃氣推動活塞做功〔內(nèi)能→機械能〕。（3）沖程：活塞在往復運動中從氣缸一端運動到另一端叫做一個沖程。（4）汽油機的工作流程：內(nèi)燃機通過吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程不斷循環(huán)來保證連續(xù)工作的。①吸氣沖程：進氣門打開，排氣門關閉，活塞由上端向下端運動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸；

②壓縮沖程：進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，壓縮汽缸內(nèi)燃料混合物，溫度升高；

③做功沖程：在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，高溫高壓氣體推動活塞向下運動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外做功；

④排氣沖程：進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。

（5）工作過程中能量的轉(zhuǎn)化：①壓縮沖程：機械能→內(nèi)能；②做功沖程：先是化學能→內(nèi)能，再由內(nèi)能→機械能；（6）一個工作循環(huán)中對外做功1次，活塞往復2次，曲軸轉(zhuǎn)2周，飛輪轉(zhuǎn)2圈。3、柴油機：

（1）構(gòu)造：與汽油機相似，區(qū)別在于柴油機頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴。

（2）工作原理：與汽油機相同。

（3）工作過程：與汽油機相似。

（4）柴油機啟動時也要靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來。

（5）特點與應用：

特點：柴油比汽油便宜，但柴油機比較笨重。

應用：載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪船以及發(fā)電機。三、燃料的熱值1、熱值概念：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值，符號時q。（1）對于氣體燃料而言，熱值的定義是1m3的某種燃料完全燃燒時放出的熱量。（2）熱值是燃料的一種屬性，同種燃料的熱值相同，不同種燃料的熱值不同。（3）熱值單位：焦/千克（J/kg），讀作焦每千克。

（4）熱值的物理意義：熱值表示一定質(zhì)量的燃料在完全燃燒時所放出的熱量的多少，如木炭的熱值為3.40×107J/kg。2、熱值的計算公式：Q=mqM——燃料的質(zhì)量——單位千克（kg）；q——燃料的熱值——單位焦/千克（J/kg）；Q——燃燒放出的熱量——單位焦耳（J）。3、比較不同燃料的熱值大?。?）準備實驗器材：?需要準備鐵架臺、?石棉網(wǎng)、?燒杯、?溫度計各兩只，?以及適量的水和兩種不同的燃料（?如酒精和汽油）?。?

（2）設置實驗裝置：?按照實驗裝置圖依次將燃料盒、?石棉網(wǎng)、?燒杯、?溫度計自下而上固定好。?

（3）控制變量：?確保兩種燃料的質(zhì)量相同，?燃燒的時間相同，?加熱相同質(zhì)量的同種液體。?

進行實驗：?在兩個燒杯中倒入質(zhì)量相同、?初溫相同的水；?在燃料盒中倒入質(zhì)量相等的適量酒精和汽油；?分（4）別點燃酒精和汽油，?加熱燒杯內(nèi)的水，?直到燃料燃盡。?記錄數(shù)據(jù)：?燃料燃盡后，?記錄兩燒杯內(nèi)水升高的溫度△t。?

（5）分析結(jié)果：?比較兩裝置中燒杯內(nèi)水升高的溫度△t，?升高的溫度越高，?表明水吸收的熱量越多，?進而表明燃料的放熱能力越強。?【例10】放寒假后，小楠在奶奶家生活了一段時間，發(fā)現(xiàn)了一些事情，其中是通過做功來改變物體內(nèi)能的是（）A．幫奶奶燒火做飯時感到渾身發(fā)熱B．感到冷時用炭火盆取暖，身體感到暖和C．把長木頭鋸斷后，鋸子熱乎乎的D．把涼的手揣進懷里，一會兒手就熱乎了【例11】如圖所示，用酒精燈加熱試管中的水。當水沸騰后，塞子被試管內(nèi)的水蒸氣推出，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的能。圖2中汽油機（填“甲”或“乙”）的工作過程與圖1所示的能量轉(zhuǎn)化一致。【例12】油電混合動力汽車是新型節(jié)能汽車。這種汽車在內(nèi)燃機啟動時，可以給汽車提供動力的同時，也給動力蓄電池組充電。已知某型號混合動力汽車所用的蓄電池能夠儲存的最大電能是，若該車以80km/h的車速勻速直線行駛了0.5h，此時所受阻力f大小為900N，蓄電池組的電能也增加了最大電能的10%，內(nèi)燃機共消耗燃油2.5kg。（）則：(1)該汽車此次行駛中，若燃油完全燃燒可放出多少熱量？(2)該汽車行駛中牽引力做了多少功？(3)該汽車內(nèi)燃機的效率是多大？【變式1】如圖所示，下列說法正確的是（）A．圖甲，橡皮塞被沖開的過程與內(nèi)燃機的做功沖程相同，都是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．圖乙，小孩從滑梯上面勻速滑下時，動能不變，機械能不變C．圖丙，搓手的過程是通過熱傳遞的方式增加內(nèi)能D．圖丁，用力向下壓縮活塞時，活塞對氣體做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【變式2】在修路工地上，經(jīng)常看見工人師傅用切割機切割水泥路面，由于切割時鋸片與路面不斷摩擦，這是通過的方式使鋸片的內(nèi)能增加，溫度升高；為了保護鋸片，就要不斷地向鋸片上澆水，這是通過熱傳遞的方式使鋸片的內(nèi)能減少，溫度降低。用水來降溫是利用了水具有較大的的性質(zhì)?！咀兪?】周末，李明和家人到郊外野炊，他們購買了一些木炭用于燒水。已知鍋內(nèi)裝有5kg水，把水從18℃加熱至98℃，在這個過程中用掉500g的木炭。已知水的比熱容為木炭的熱值求：(1)在這個過程中水吸收的熱量。(2)在這個過程中木炭完全燃燒放出的熱量。(3)用木炭燒水的效率?！痉椒记伞糠椒记?動能和勢能之間的轉(zhuǎn)化1、動能與重力勢能間的轉(zhuǎn)化：看到下落，學生就容易習慣性的認為重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，當當物體勻速下落時，速度不變，物體的動能不變，此時重力勢能沒有轉(zhuǎn)化為動能。2、動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化：關鍵是確定哪個階段物體做加速運動，哪個階段小球做減速運動。加速運動時：彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能；減速運動時：動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能。3、動能、重力勢能、彈性勢能間的轉(zhuǎn)化：在分析動能、重力勢能和彈性勢能之間的轉(zhuǎn)化時，根據(jù)物體運動情況，可以把物體的運動的整個過程進行分段。考慮每段運動過程中，物體運動速度的變化情況，物體的形變情況，即可分析重力勢能和彈性勢能的變化規(guī)律，以及動能與重力勢能和彈性勢能之間的轉(zhuǎn)化。方法技巧2杠桿的平衡條件探究1、溫度：溫度表示物體的冷熱程度，同一物體，溫度越高，分子熱運動越劇烈，內(nèi)能越大。2、熱量：熱量和功一樣，是過程量，只是用來衡量物體內(nèi)能或機械能變化了多少，離開過程，談熱量毫無意義。就某一狀態(tài)而言，只有內(nèi)能，不存在熱量。3、內(nèi)能：內(nèi)能是狀態(tài)量，一般描述物體“具有內(nèi)能、內(nèi)能改變了多少、轉(zhuǎn)移了內(nèi)能”等。方法技巧3力對物體是否做功的判斷1、用公式計算時注意區(qū)分溫度和溫度差：計算物質(zhì)吸收或放出熱量時，要注意公式中的△t是溫度差而不是某一溫度。吸熱時Δt=t末溫-t0放熱時Δt=t0–t末溫2、用比例法解題：第一步，以比值的形式寫出要求的比值；第二步，用公式展開要求的比值；第三步，代入各物理量的數(shù)值；第四步，計算求解。【鞏固訓練】1．社團活動中同學們正在烤月餅，隨著烤箱內(nèi)溫度的升高，月餅越來越香，這說明（

）A．烤制過程中，月餅含有的熱量增多B．分子間有斥力C．分子間有引力D．溫度越高，分子運動越劇烈2．內(nèi)蒙古的羊肉聞名全國，如圖所示為赤峰人冬天喜歡的美食——汆羊肉，關于汆羊肉，下列說法中正確的是（）A．煮羊肉的過程中是通過做功的方式來增加羊肉的內(nèi)能B．剛出鍋的羊湯上面冒出的“白氣”是水汽化形成的C．對著羊肉吹氣是為了加快水的蒸發(fā)，使羊肉盡快降溫D．手上沾點水再去端盛有剛出鍋的汆羊肉的碗不會太燙，是因為水汽化放熱3．如圖所示，是運油-20加油機給殲-16戰(zhàn)斗機加油的情景，在加油過程中，加油機和戰(zhàn)斗機均沿水平方向做勻速直線運動，下列說法正確的是（）A．戰(zhàn)斗機的動能減小 B．戰(zhàn)斗機的重力勢能不變C．加油機的動能增大 D．加油機的重力勢能減小4．如圖所示，為空氣壓縮引火儀，快速下壓有機玻璃管內(nèi)的活塞，可以看到管內(nèi)硝化棉燃燒。下列說法正確的是（）A．快速下壓活塞的過程，活塞對空氣做功，空氣內(nèi)能減小B．硝化棉溫度升高，是通過做功改變硝化棉內(nèi)能C．硝化棉被點燃，表明筒內(nèi)氣體的溫度升高D．下壓活塞的過程中，活塞的機械能全部轉(zhuǎn)化為空氣的內(nèi)能5．廚房不僅是加工食材的場所，也是日常生活中充滿物理知識的“實驗室”，如圖甲是用蒸鍋在天然氣灶上燒水蒸包子的過程中，下列說法正確的是（）A．天然氣燃燒越充分，熱值越大，熱效率越高B．包子的溫度升高，內(nèi)能增大，所含熱量增加C．“蒸包子”是通過做功的方式改變包子內(nèi)能的，這種改變內(nèi)能方式的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移D．鍋蓋被“頂起”，該過程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，這與圖乙中C圖的能量轉(zhuǎn)化相同6．中華古詩詞是我國的瑰寶，下列關于詩詞中物理知識的解釋，說法正確的是（）A．“夏荷輕搖，珠露合聚”，露珠聚在一起說明分子間存在引力B．“泥融飛燕子，沙暖睡鴛鴦”，春日沙子白天較暖是因為沙子比熱容大C．“昔去雪如花，今來花似雪”，雪的溫度低，其內(nèi)能為零D．“春來雪化草庭濕，暖日冰融柵院池”，冰在熔化時持續(xù)吸熱，其內(nèi)能不變7．下列說法正確的是（）A．投出去的實心球向上運動時，動能變大B．乒乓球被打出后，在空中運動過程中，運動狀態(tài)不改變C．跳遠運動員起跳后能繼續(xù)向前運動，是由于運動員受到慣性D．跳高運動員起跳蹬地時，運動員對地的壓力等于地對運動員的支持力8．如圖所示是用相同的加熱裝置對質(zhì)量相同的a、b、c三種物質(zhì)加熱時，它們的溫度隨時間變化的圖像。下列對圖像的分析正確的是（

）A．加熱時間內(nèi)物質(zhì)a的溫度不變，內(nèi)能不變 B．如果a、b是同種物質(zhì)，b的質(zhì)量大于a的質(zhì)量C．溫度從T1升高到T2時，a物質(zhì)吸收的熱量比b多 D．b的比熱容大于c的比熱容9．一臺單缸四沖程汽油機，如圖所示的汽油機（活塞向上運動）正處于沖程；四個沖程中，做功沖程是主要沖程，其它三個沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的來完成。10．2021年6月17日，我國成功發(fā)射了“神舟十二號”載人航天飛船?；鸺諘r，為了防止火箭溫度過高，在火箭表面涂上一種易熔化、汽化的特殊的涂料。涂料熔化、汽化吸熱使火箭內(nèi)能發(fā)生了改變，這是通過（選填“做功”或“熱傳遞”）的方式改變內(nèi)能的。11．如圖，在光滑的水平臺面上，一輕質(zhì)彈簧左端固定，右端連接一金屬小球，O點是彈簧保持原長時小球的位置。壓縮彈簧使小