12.4 机械能与内能的相互转化-2021-2022学年九年级物理上册知识点和分类专题练习同步教案（苏科版）

第十二章 机械能与内能 课12.4 机械能与内能的相互转化 1. 了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义，知道常见的热机——内燃机工作过程及其在历史、现实生活中的应用实例； 2. 从能量转化的角度认识燃料的热值； 3. 通过能量的转化和转移，进一步认识效率的概念。 题型汇总：机械能和其他形式能的转化、能量的转化、内燃机的四个冲程、有关热机的计算、燃料的热值及其计算、热机的效率。 · 做功——改变物体内能的另一种方式 改变物体内能的方式：做功和热传递都可以改变物体的内能。 功能转化：外界对物体做功，物体的内能会增加；物体对外界做功，物体的内能会减少。 · 汽油机的工作循环 热机：热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。 汽油机：常见的四冲程汽油机，它的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 必背：在汽油机的一个工作循环中，4个冲程，曲轴（又叫飞轮）旋转2圈，活塞往复运动2次，对外做功1次。 1.吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，燃料和空气的混合气体被吸入气缸； 2.压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合气体被压缩，温度升高，机械能转化为内能； 3.做功冲程：当活塞到达顶端时，火花塞打火，使混合气体猛烈燃烧，产生高温、高压燃气，推动活塞向下运动，内能转化为机械能；如：如电火花发生器点燃塑料盒内的酒精气体能将盒盖喷出很远，酒精内能减少。 4.排气进程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，将废气排出气缸。 · 燃料的热值 燃料的热值：燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量之比，叫作这种燃料的热值。 符号及单位：燃料的热值用q表示，单位是J/kg，而对于气体燃料，通常采用焦每立方米为热值的单位，符号J/m3； 公式：质量为m的燃料完全燃烧放出的热量Q放=mq； 考点一 机械能和其他形式能的转化 1．如图所示，小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，下列说法中正确的是（忽略空气阻力）（　　） A．他的重力势能转化成了动能 B．他的重力势能转化成了动能和内能 C．他的重力势能减小，动能增大，机械能不变 D．他的重力势能减小，动能不变，机械能减小 【解答】解：A、小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，所以不是动能和势能的转化，故错误； B、在该过程中，动能不变，势能减小，即机械能变小，即是将机械能转化为内能的过程，故错误； C、小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，即机械能变小，故错误； D、小朋友沿着滑梯匀速下滑的过程中，速度不变，质量不变，动能不变，同时高度减小，故重力势能减小，即机械能变小，故正确； 故选：D。 2．2020年6月23日上午，长征三号火箭将北斗三号全球卫星导航系统最后一颗组网卫星送入太空预定轨道。火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，将　 　能转化为　 　能会使外壳温度升高，为防止内部温度过高，火箭采用　 　（选填“导热性”或“隔热性”）好的新型陶瓷作为防护层。火箭加速上升时，火箭的动能　 　，重力势能　 　（选填“增大”、“减小”或“不变”）。 【解答】解：火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，克服摩擦做功，火箭的机械能转化为内能，从而使外壳温度升高；火箭在大气层中高速飞行时，外壳与空气剧烈摩擦，会产生大量的热，从而使火箭的温度升高，为防止内部温度过高，火箭应该采用隔热性好的新型陶瓷作为防护层； 火箭加速升空过程中，质量不变，速度增大，所以其动能增大；同时高度增大，所以其重力势能增大；火箭的动能和势能均能大，所以它的机械能增大。 故答案为：机械；内；隔热性；增大；增大。 3．运用知识解决问题 （1）小明到海水浴场玩，他光着脚踩在沙滩上，感到沙子烫脚，当身体进入水中时，觉得水比较凉，这是因为水的　 　；海水和沙子相比，在同样受热时，沙子的温度变化比海水的温度变化　 　。 （2）水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤油的比热容为2.1×103J/（kg•℃）。在实验室中用完全相同的两个试管分别装上　质量　相等的煤油和水，用相同热源对试管均匀加热。如图中的图像正确的是　D　。 （3）下列现象中，属于机械能转化为内能的是　 　。（填字母） A.航天飞行器穿大气层时表面发热 B.冬天用热水袋取暖 C.放爆竹时，爆竹腾空而起 D.电灯发出光和热 【解答】解： （1）根据Q＝cm△t，可知△t＝，质量相同的不同物质，吸收相同的热量，比热容大的温度改变较小； 因水的比热容较大，故同样受热的情况下，吸收相同热量，沙子的温度变化比海水大； （2）探究不同