12.4 机械能与内能的相互转化-2020-2021学年九年级上册物理精讲精练（苏科版）

第12章　机械能和内能 12.4　机械能与内能的相互转化 目录 1 3 3 5 7 一、改变物体内能的另一种方式——做功 （1）做功是改变物体内能的另一种方式。 ①外界对物体做功，物体的内能会增加。 ②物体对外界做功，物体的内能会减少。 （2）做功特点： ①条件：物体对外做功，内能减少；外界对 物体做功，内能增加。 ②方式：压缩体积；摩擦生热，锻打物体。 ③实质：内能与其他形式的能之间发生了转化。 【重点提示】 ①做功和热传递：在改变物体的内能上是等效的。 ②搓手是利用做功的方式取暖；呵气是利用热传递的方式取暖。 【教材剖析】[做一做]教材P49 如图所示将铁丝快速弯折十余次，然后用手指触摸弯折处，有何感觉？铁丝的内能变化了吗？ 答：有灼热发烫的感觉；铁丝的内能增大了。 【教材剖析】[看一看]教材P49 用力将活塞下压，你看到了什么？ 答：玻璃筒底部的棉花燃烧起来。 【教材剖析】[议一议]教材P50 1.在上述活动中，物体的内能是从哪里来的？能量是如何转化的？ 答：弯折铁丝发热，铁丝内能增加是由于手对铁丝做功，是手的机械能转化为铁丝的内能。 压缩棉花着火，其内能是活塞对其做功，是活塞的机械能转化为棉花的内能。 【教材剖析】[活动]教材P50 12.7观察点火爆炸现象，你观察到什么现象？ 答：塑料盒盖向外飞出。 二、热机 （1）定义：利用燃料的燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的机器统称为热机。 （2）种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机等。 （3）能量转化：内能转化为机械能。 【重点提示】 ①工作原理：燃料燃烧时，将化学能转化为内能，内能转化为机械能。 ②内燃机：燃料直接在发动机内燃烧产生动力的热机叫内燃机。主要有汽油机和柴油机两种。 三、汽油机 （1）概念：热机的一种，利用气缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的机器。 （2）工作过程：汽油机工作的时候，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端，叫做一个冲程。 ①汽油机一个工作循环有四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 ②一个工作循环，曲轴转动两周，活塞往复运动两次，对外做功一次。 ③四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，主要靠飞轮的惯性来完成。 【重点提示】 ①火花塞点火的是做功冲程；进气门打开的是吸气冲程；排气门打开的是排气冲程。 ②发动机的转速指的是曲轴的转速。 四、燃料的热值 （1）物理意义：物理学上用热值来表示燃料完全燃烧时放热本领的大小。 （2）定义：1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。 （3）公式：Q=mq，其中Q表示燃料完全燃烧放出的热量，m表示该燃料的质量，q表示燃料的热值。 （4）单位：J/kg。 【重点提示】 是燃料的一种属性，反映它燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小，它只与燃料的种类有关，与燃烧的形态、质量、体积和有无完全燃烧均无关。 【教材剖析】[想一想]教材P54 质量相等的酒精和碎纸片充分燃烧后，烧杯中水温的变化一样吗？这说明了什么？ 答：不一样；质量相等的不同燃料，充分燃烧所释放的热量一般是不相等的。 五、热机的效率 （1）热机的效率：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机的效率。其计算公式为η=×100%。 （2）提高热机效率：设计和制造时尽量减少能量损失；使用时要保养好，如添加润滑油等。 1、热机的工作原理 （1）概念：热机的一种，利用气缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功的机器。 （2）工作过程：汽油机工作的时候，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端，叫做一个冲程。 ①汽油机一个工作循环有四个冲程组成，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 ②一个工作循环，曲轴转动两周，活塞往复运动两次，对外做功一次。 ③四个冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功，将内能转化为机械能，其他三个冲程是辅助冲程，主要靠飞轮的惯性来完成。 （3）①火花塞点火的是做功冲程；进气门打开的是吸气冲程；排气门打开的是排气冲程。 ②发动机的转速指的是曲轴的转速。 【例1】（2020•镇江）某汽油机的四个冲程如图所示。在该汽油机的一个工作循环中，压缩冲程结束后，下一个冲程是（　　） A． B． C． D． 【例2】（2020•朝阳）内燃机的一个工作循环是由四个冲程组成的，如图所示的是工作循环中的　 　冲程，若飞轮转动40周，则对外做功　 　次。 【常考1】做功—改变物体内能的方式 【例1】（2020•常州）2020年1月18日，第十届江苏。“台湾灯会”在常州恐龙城开幕。如图所示为展会中的“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空