机械能与内能

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,动能,势能,机械能,内能,热传递,物质的比热容,机械能与内能的相互转化,考点,?,1.,知道,机械能,的概念，能判断机械能的变化。,?,2.,了解,动能、重力势能,的概念及影响因素，了解动能、重力势能、,弹性,势能,之间可以相互转化。,?,3.,了解,内能,的概念，能简单地描述,温度与内能,的关系。,?,4.,从能量转化的角度认识燃料的,热值,，了解,热量,的概念。,?,6.,通过实验了解,比热容,的概念，尝试用比热容解释简单的自然现象。,?,7.,通过实例了解能量及其存在的,不同形式,，知道,能量守恒,定律。,一、动能,势能,机械能,?,能量（,E,）：能够,做功,的物体具有能量，其单位是焦耳，简,称焦，符号为,J,?,能量的种类：机械能（动能、势能），内能，电能，光能，,化学能等,?,动能：运动的物体对其他物体做功，它就具有能量，这种由,于,运动,而具有的能量叫做动能。物体的动能越大，它能对其,他物体做的功就越多。,?,动能公式：,?,E,k,=1/2mv,2,探究动能的大小与什么因素有关,?,【提出问题】动能的大小与什么因素有关,?,【猜想假设】猜想一：可能与物体的运动速度有关,猜想二：可能与物体的质量有关,?,【实验器材】小车、粘有泡沫塑料的木块、木板，砝码,?,【实验方法】控制变量法：,?,（,1,）控制木块的位置完全相同，水平面粗糙程度相同。,?,（,2,）验证猜想一时，控制小车的质量相同。,?,（,3,）验证猜想二时，控制小车从同一高度释放。,?,转换法：将小车具有动能的大小转化为木块移动距离的远近。,?,【实验方案】,将一辆小车从木板高度为,a,处释放，小车开始,下滑，撞击置于水平木板上的木块，木块移动的距离记为,S,1,?,猜想一：将同一辆小车从同一木板不同高度处释放，记下木,块被撞击后移动的距离。多次改变小车释放时的高度，重复,上述步骤，将所测距离与,S,1,进行比较。,?,现象：小车释放的高度越高，木块滑动距离越远。,?,结论：在物体的质量一定时，物体运动速度越大，物体的动,能越大,。,v,猜想二：给小车上加一个砝码，让小车从高度,A,处释放，,记下木块移动的距离。增加小车上砝码的质量，重复上述步,骤，将所测距离与,S,1,进行比较。,v,现象：所加砝码的质量越大，木块滑动的距离越长。,v,结论：在物体运动速度一定时，物体质量越大，物体的动,能越大,。,v,【实验结论】物体动能的大小与物体的质量和速度有关，,速度越大，质量越大，物体所具有的动能越大。,例：,1.,在探究,“,物体的动能与质量和速度是否有关,”,实验中，小明先探究,“,物体,的动能与质量是否有关,”,，所用的器材有：一个用长木板搭成的斜面；三个质量,不同的实心铁球；一个木块。各器材的组装示意图如图所示。,（,1,）每次实验时，都要将铁球从斜面的,由静止释放，其目的,是,。,（,2,）铁球动能的大小是通过,来间接反映的。,（,3,）该实验在操作时很难做到的是,_.,（,4,）某同学对小明的实验方案进行改进：不用木块，在木块的位置上固定一个,面积较大的挡板，在挡板前面贴上足够厚的长方体橡皮泥，如图所示，每次实验,后都要换上另一块相同的橡皮泥。此外，还需要对小明的方案进行怎样相应的调,整？,_,。（如果需要，可增加其,他器材）,同一高度,控制铁球速度相同,木块移动距离,铁球撞击木块时，使木块沿与木板长边平行的方向直线运动,将铁球换成,3,个体积形状完全相同，质量不同的其他金属球,2.,如图所示，盛有水的小车在光滑的水平面上作匀速直线运动，现打开小,车底部的排水孔，排出车内的水。则在排水过程中，对小车的运动速度、,小车和车内剩下水的动能的变化，其中正确的是（,）,A,速度增加、动能不变,B,速度不变、动能减少,C,速度增加、动能减少,D,速度减少、动能减少,B,势能,?,弹性势能：发生,弹性形变,的物体能对其他的物体做功，表明它具有能量，这种能,量叫做弹性势能。,?,影响因素：形变量（,?,x,），弹簧劲度系数（,k),，,E,k,=1/2mv,2,?,重力势能：,被举高,的物体也具有做功的本领，也具有势能，这种势能叫做重力势,能。,E=mgh,例：小明看到运动员拉弓射箭时，弓拉得越弯，箭射得越远小明,猜想：弹性势能的大小可能与物体的弹性形变有关,（,1,）为验证其猜想是否正确，他设计了如下实验（弹簧被压缩后未,超过其弹性限度）；如图,10,所示，将同一个弹簧压缩（选填,“,相同,”,或,“,不同,”,）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球,碰到同一位置的相同木块上，分析比较木块,，从而比较弹性,势能的大小,（,2,）若水平面绝对光滑，本实验将（选填,“,能,”,或,“,不能,”,）,达到探究目的,（,3,）小明根据实验现象认为：小球推动木块移动一段距离后都要停,下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了你认为,小明的观点是的（选填,“,正确,”,或,“,错误,”,），理由是,不同,滑动距离,不能,错误,木块克服摩擦力做功，机械能转化为内能,模拟打桩,使桩打得深一些，可以采用什么方法？,方法一：在椅子高度不变的情况下，增大物块的质量。,结论：在物体高度不变的情况下，物体质量越大，它具有的重力势能越大。,方法二：在物块质量不变的情况下，架高椅子。,结论：在物体质量不变的情况下，物体的高度越高，,它具有的重力势能越大。,v,物体的重力势能与物体的,质量,和,高度,有关，,质量越大、高度越高，它具有的重力势能就,越大。,潮汐能,?,因月球引力的变化引起潮汐现象，潮汐导致海水平面周期性地升降，因,海水涨落及潮水流动所产生的能量称为潮汐能。这种能量是无污染的能,量。,?,在涨潮的过程中，汹涌的海水具有很大的动能，而随着海水水位的升高，,就把海水的巨大动能转化为势能；在落潮的过程中，海水奔腾而去，水,位逐渐降低，势能又转化为动能。,?,潮汐能的利用方式主要是发电。潮汐发电是利用海湾、河口等有利地形，,建筑水堤，形成水库，大量蓄积海水，并在其周围建造水利发电厂房，,通过水轮发电机组进行发电。在出现大潮，能量集中时，并且在地理条,件适于建造潮汐电站的地方，从潮汐中提取能量。,动能和重力势能的相互转化,?,如图，将摆球从,A,点静止释放,?,摆球从,A,点向下摆动的过程中，它的速度越来越大，动能逐,渐,，重力势能逐渐,.,摆球到达最低点时，它的,动能最,、重力势能最,.,在此过程中，摆球的重力势能,逐渐转化为,能,.,?,接着，摆球又向另一侧运动,.,随着摆球向上摆动，它的速度,越来越,，动能逐渐转化为,_,能,.,当摆球到达最高处,B,点时，它的动能为,，重力势能最,.,?,此过程中，摆球的机械能的总量,.,增大,减小,大,小,动,小,重力势,零,大,不变,?,类比：如何理解皮球从空中下落，经地面反弹，又上升到最,高点中的能量转化？,?,皮球下落：重力势能转化为动能,?,皮球着地：动能转化为弹性势能,?,皮球弹起：弹性势能转化为动能,?,皮球上升：动能转化为重力势能,?,关于机械能总量,?,（,1,）在忽略阻力等其他因素影响的情况下，能量转化中，,一种形式能量减少的量完全等于另一种形式能量增加的量。,?,（,2,）实际情况下，在能量转化的过程中，一部分机械能会,转化成其他形式的能，机械能总量会发生变化。,例：,1.,如图所示是人造地球卫星的轨道示意图，人造地,球卫星在大气层外环绕地球运行的过程中（不计阻力），,它在近地点的动能,_,（选填,“,大于,”“,小于,”,或,“,等,于,”,）它在远地点的动能；它从近地点向远地点运行的,过程中，将,_,能转化为,_,能，在整个过程中机械能,的变化情况是,。（天文学上近地点是指月球绕地球,公转轨道距地球最近的一点，远地点是指月球绕地球公,转轨道距地球最远的一点。）,大于,动,重力势,不变,2.,把篮球抛向空中，忽略空气阻力，如图哪一,图象能正确反映球离手后至落回地面前机械,能与篮球离地高度（,h,）的关系（）,A.,B.,C.,D.,A,3.2005,年,10,月,13,日,西昌卫星发射中心用,“,长征四号乙,”,运载火箭,成功地,将,“,神州六号,”,飞船送人太空,.,在飞船随火箭一起加速离开发射塔飞向,天空的过程中（,）,A,飞船的势能不断减小,动能不断增大,B,飞船的势能不断增大,动能不断减小,C,飞船的势能和动能都在不断减小,D,飞船的势能和动能都在不断增大,4.,某块砖在一对平衡力作用下运动,则该砖（,）,A,势能一定不变,动能一定不变,B,势能可能改变,动能一定不变,C,势能可能改变,动能可能改变,D,势能一定不变,动能可能改变,D,B,二、内能,热传递,?,分子动能：做,热运动,的分子具有的能量,?,分子势能：分子间存在斥力与引力，分子力,相互作用,产生分子势能,?,内能：物体内所有分子动能与分子势能的总和叫做物体的内能，,任何物,体都具有内能,?,内能的大小与物体的分子动能（温度）、分子势能（质量、体积、状态）,有关,?,内能与温度的关系：物体温度升高（或降低），具有的内能会增加（或,减少）（反之不一定）,?,问：0的冰和0的水的内能相等，这句话对吗，为什么？,?,答：不对，因为0的冰在熔化成为0的水的过程中，会吸收大量的热，,分子动能会增大，会影响内能的总量，使内能增大，所以0的冰和0,的水的内能不相等,热传递,?,热传递：当,温度高低不同,的两个物体（或同一物体的两个部,分）相接触时，高温物体会向低温物体传递能量，使得自己,的内能减少，温度降低；同时低温物体获得能量，内能增加，,温度升高，直至温度相同，热传递是改变物体内能的一种方,式，,但是，热传递只发生在有温度差的两个物体（或同一物,体的两个部分）之间，并不是发生在内能不同的两个物体,（或同一物体的两个部分）之间,?,实质：能量的,转移,?,热量：在热传递的过程中,转移,能量,的多少，单位是焦耳，简称焦，符,号为,Q,?,在高温物体中，减少的内能的多少即放出的热量（,Q,放,）,?,在低温物体中，增加的内能的多少即吸收的热量（,Q,吸,）,?,热能的关系,Q,放,=Q,吸,=,?,E,?,在物体的温度相同时，物体的内能与它的,质量,有关，,且其质量越大，内能越大,?,在物体的质量相同时，物体的内能与它的,温度,有关，,且其温度越高，内能越大,1.,热对流：液体或气体中较热部分和较冷部分之间通过循,环运动使温度趋于均匀的过程。对流是液体和气体中,热传递,的特有方式，气体的,对流现象,比液体明显。,2.,热辐射：物体因自身的温度而具有向外发射,能量,的本,领，这种热传递的方式叫做,热辐射,。,热辐射,以,电磁辐射,的形,式发出,能量,，温度越高，辐射越强。,辐射,的波长分布情况也,随温度而变，如温度较低时，主要以不可见的,红外光,进行辐,射。,热辐射,是远距离传热的主要方式，如太阳的热量就是以,热,辐射,的形式，经过,宇宙空间,再传给地球的。,3.,热传导：,热量,从系统的一部分传到另一部分或由一个,系统传到另一系统的现象叫做,热传导,。是固体中,热传递,的主,要方式。在气体或液体中，,热传导,过程往往和对流同时发生。,热量：,物体热传递过程中转移的能量。用符号,Q,表示，,其单位与能量的单位相同，也是焦（,J),?,辨别温度，热量和内能,1.,温度：描述物体冷热程度的物理量。,例：天气炎热、热水,2.,热量：热传递中转移的能量（或内能）,例：熔化吸热，热水放热,3.,内能：分子能的总和,例：摩擦生热,1.,仔细观察图中甲、乙、丙三杯水，判断下列说法正确的是,（,）,A,甲杯中水的内能最大,B,乙杯中水的内能最大,C,丙杯中水的内能最大,D,乙、丙杯中水的内能一样大,C,A,0时，分子的热运动停止了,B,物体温度越高，热运动越剧烈,C,气体分子的热运动最剧烈，固体分子没有热运动,D,运动物体比静止物体的分子热