第十二章-《机械能和内能》复习提纲

1/4第十二章《机械能和内能》复习提纲一、动能、势能、机械能(一)、动能和势能1、能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。2、知识结构：3、探究决定动能大小的因素：①猜想：动能大小与物体质量和速度有关；②实验研究：研究对象：小钢球方法：控制变量；如何判断动能大小：看小钢球能推动木快做功的多少如何控制速度不变：使钢球从同一高度滚下，则到达斜面底端时速度大小相同；如何改变钢球速度：使钢球从不同同高度滚下；③分析归纳：保持钢球质量不变时结论：运动物体质量相同时；速度越大动能越大；保持钢球速度不变时结论：运动物体速度相同时；质量越大动能越大；④得出结论：物体动能与质量和速度有关；速度越大动能越大，质量越大动能也越大。4、机械能：动能和势能统称为机械能。理解：①有动能的物体具有机械能；②有势能的物体具有机械能；③同时具有动能和势能的物体具有机械能。(二)、动能和势能的转化1、知识结构：2、动能和重力势能间的转化规律：①质量一定的物体，如果加速下降，则动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；②质量一定的物体，如果减速上升，则动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能；3、动能与弹性势能间的转化规律：①如果一个物体的动能减小，而另一个物体的弹性势能增大，则动能转化为弹性势能；②如果一个物体的动能增大，而另一个物体的弹性势能减小，则弹性势能转化为动能。4、动能与势能转化问题的分析：⑴首先分析决定动能大小的因素，决定重力势能（或弹性势能）大小的因素——看动能和重力势能（或弹性势能）如何变化。⑵还要注意动能和势能相互转化过程中的能量损失和增大——如果除重力和弹力外没有其他外力做功（即：没有其他形式能量补充或没有能量损失），则动能势能转化过程中机械能不变。⑶题中如果有“在光滑斜面上滑动”则“光滑”表示没有能量损失——机械能守恒；“斜面上匀速下滑”表示有能量损失——机械能不守恒。(三)、水能和风能的利用1、知识结构：机械能势能重力势能定义：物体由于被举高而具有的能量。决定其大小的因素：物体质量越大、举得越高，势能就越大弹性势能定义：发生形变的物体具有的能量。决定其大小的因素：物体弹性形变越大、弹性势能就越大动能定义：物体由于运动而具有的能量决定其大小的因素：物体速度越大、质量越大，动能就越大动能转化转化势能弹性势能重力势能机械能的天然资源风能水能拦河筑坝海水潮汐直接做功发电2/42、水电站的工作原理：利用高处的水落下时把重力势能转化为动能，水的一部分动能转移到水轮机，利用水轮机带动发电机把机械能转化为电能。练习：☆水电站修筑拦河大坝的目的是什么？大坝为什么要设计成上窄下宽？答：水电站修筑拦河大坝是为了提高水位，增大水的重力势能，水下落时能转化为更多的动能，通过发电机就能转化为更多的电能。二、内能热量（一）、内能：1、内能：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。2、一切物体都具有内能：既然物体内部分子永不停息地运动着和分子之间存在着相互作用，那么内能是无条件的存在着。无论是高温的铁水，还是寒冷的冰块。3、影响物体内能大小的因素：①温度：在物体的质量，材料、状态相同时，温度越高物体内能越大。一个物体，温度升高内能增大；温度降低内能减小。②质量：在物体的温度、材料、状态相同时，物体的质量越大，物体的内能越大。③材料：在温度、质量和状态相同时，物体的材料不同，物体的内能可能不同。④存在状态：在物体的温度、材料质量相同时，物体存在的状态不同时，物体的内能也可能不同。0℃的水的内能比0℃冰的内能大。4、内能与机械能不同：机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，它的大小与机械运动有关内能是微观的，是物体内部所有分子做无规则运动的能的总和。内能大小与分子做无规则运动快慢及分子作用有关。这种无规则运动是分子在物体内的运动，而不是物体的整体运动。5、热运动：物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。温度越高扩散越快。温度越高，分子无规则运动的速度越大。（二）、内能的改变：1、内能改变的外部表现：物体温度升高（降低）——物体内能增大（减小）。物体存在状态改变（熔化、汽化、升华）——内能改变。反过来，不能说内能改变必然导致温度变化。（因为内能的变化有多种因素决定）2、改变内能的方法：热传递和做功。A、热传递可以改变物体的内能。①热传递是热量从高温物体向低温物体或从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。②热传递的条件是有温度差，传递方式是：传导、对流和辐射。热传递传递的是内能（热量），而不是温度。③热传递过程中，物体吸热，温度升高，内能增加；放热温度降低，内能减少。④热传递过程中，传递的能量的多少叫热量，热量的单位是焦耳。热传递的实质是内能的转移。B、做功改变物体的内能：①做功可以改变内能：对物体做功物体内能会增加。物体对外做功物体内能会减少。②做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的相互转化③如果仅通过做功改变内能，可以用做功多少度量内能的改变大小。（Ｗ＝△Ｅ）④解释事例：图12-24看到棉花燃烧起来了，这是因为活塞压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高，达到棉花燃点使棉花燃烧。钻木取火：使木头相互摩擦，人对木头做功，使它的内能增加，温度升高，达到木头的燃点而燃烧。看到当塞子跳起来时，容器中出现了雾，这是因为瓶内空气推动瓶塞对瓶塞做功，内能减小，温度降低，使水蒸气液化凝成小水滴。C、做功和热传递改变内能的区别：由于它们改变内能上产生的效果相同，所以说做功和热传递改变物体内能上是等效的。但做功和热传递改变内能的实质不同，前者能的形式发生了变化，后者能的形式不变。D、温度、热量、内能区别：3/4△温度：表示物体的冷热程度。温度升高——→内能增加不一定吸热。如：钻木取火，摩擦生热。△热量：是一个过程。吸收热量不一定升温。如：晶体熔化，水沸腾。内能不一定增加。如：吸收的热量全都对外做功，内能可能不变。△内能：是一个状态量内能增加不一定升温。如：晶体熔化，水沸腾。不一定吸热。如：钻木取火，摩擦生热☆指出下列各物理名词中“热”的含义：热传递中的“热”是指：热量热现象中的“热”是指：温度热膨胀中的“热”是指：温度摩擦生热中的“热”是指：内能（热能）（三）、热量：1、比热容：⑴定义：单位质量的某种物质温度升高（降低）1℃时吸收（放出）的热量。⑵物理意义：表示物体吸热或放热的本领的物理量。⑶比热容是物质的一种特性，大小与物体的种类、状态有关，与质量、体积、温度、密度、吸热放热、形状等无关。⑷水的比热容为4.2×103J(kg·℃)表示：1kg的水温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量为4.2×103J⑸水常调节气温、取暖、作冷却剂、散热，是因为水的比热容大2、计算公式：Ｑ吸＝Ｃm（t－t0），Ｑ放＝Ｃm（t0－t）3、热平衡方程：不计热损失Ｑ吸＝Ｑ放三、内能的利用、热机(一)、内能的获得——燃料的燃烧燃料燃烧：化学能转化为内能。(二)、热值1、定义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值。2、单位：J/kg3、关于热值的理解：①对于热值的概念，要注重理解三个关键词“1kg”、“某种燃料”、“完全燃烧”。1kg是针对燃料的质量而言，如果燃料的质量不是1kg，那么该燃料完全燃烧放出的热量就不是热值。某种燃料：说明热值与燃料的种类有关。完全燃烧：表明要完全烧尽，否则1kg燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。4、公式：Q＝mq（q为热值）。实际中，常利用Q吸＝Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。5、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。6、火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输7、炉子的效率：①定义：炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比。②公式：η=Q有效/Q总=cm(t-t0)/qm′(三)、内能的利用1、内能的利用方式：⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。2、热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。能的转化：内能转化为机械能4/4蒸气机——内燃机——喷气式发动机3、内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，转化为内能且利用内能来做功的机器叫内燃机。它主要有汽油机和柴油机。4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。在这四个阶段，吸气冲程、压缩冲程和排气冲程是依靠飞轮的惯性来完成的，而做功冲程是内燃机中唯一对外做功的冲程，是由内能转化为机械能。另外压缩冲程将机械能转化为内能。5、热机的效率：热机用来做有用功的那部分能量和完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。公式：η=W有用/Q总=W有用/qm6、提高热机效率的途径：使燃料充分燃烧尽量减小各种热量损失机件间保持良好的润滑、减小摩擦。（四）、能量守恒定律1、自然界存在着多种形式的能量。电能、光能、跟原子核的变化有关的核能、跟化学反应有关的化学能等。2、在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移。在热传递过程中，高温物体的内能转移到低温物体。运动的甲钢球碰击静止的乙钢球，甲球的机械能转移到乙球。在这种转移的过程中能量形式没有变。3、在自然界中能量的转化也是普遍存在的。小孩滑滑梯，由于摩擦而使机械能转化为内能；在气体膨胀做功的现象中，内能转化为机械能；在水力发电中，水的机械能转化为电能；在火力发电厂，燃料燃烧释放的化学能，转化成电能；在核电站，核能转化为电能；电流通过电热器时，电能转化为内能；电流通过电动机，电能转化为机械能。4、能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。一、选择题1．我们说煤的燃烧值大于木柴的燃烧值，这是指[]A．烧煤比烧木柴产生的热量多．B．烧煤比烧木柴产生的温度高．C．要使它们放出同样多的热量，烧的煤比烧的木柴的质量少．D．煤比木柴含有的热量多．（山东）2．燃料燃烧时放出热量的多少，下列说法中正确的是[]A．只与燃料种类有关．B．只与燃料多少有关．C．只与燃料是否完全燃烧有关．D．跟以上三种因素都有关．（天津）3．下面几个例子中，属于内能转化为机械能的是[]A．点燃爆竹，爆竹腾空而起．B．给烧杯加热，使杯内水的温度升高．C．冬天，人站在阳光下感到暖和。D．用锤敲石头，石头和锤都要发热．（南京）4．单缸四冲程的汽油机和柴油机工作时，下面哪个说法是正确的？[]A．完成一个工作循环，曲轴旋转四周．B．吸气冲程中吸入气缸的物质，在气油机中是汽油，在柴油机中的是柴油．C．做功冲程中点火方式：汽油机是点燃式，柴油机是压缩式．D．压缩冲程中，汽油机的压缩程度要比柴油机的压缩程度大．（宁波）5．一台单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1800转／分，则此柴油机每秒钟内[]A．完成30个冲程，做功30次．5/4B．完成60个冲程，做功60次．C．完成60个冲程，做功15次．D．完成120个冲程，做功30次．F．完成60个冲程，做功30次．（河北）6．柴油机构造与汽油机不同点之一是柴油机气缸顶部有一个[]A．火花塞．B．喷油嘴．C．进气门．D．排气门．（西安）7．四冲程汽油机每秒可完成10个工作循环，该汽油机的曲轴每分钟转动的周数是[]A．60．B．600．C．1200．D．2400．（西安）8．下面关于热叙述中，正