12.5 机械能与内能实验专题-2022-2023学年九年级上册物理同步备课讲义（苏科版）

第14讲 机械能与内能实验专题 [学习目标] 1. 探究影响物体动能大小的因素 2. 探究不同物体的吸热能力 3. 探究不同燃料热值 1、机械能和内能： 概念 影响大小的因素 单位 动能 由于运动而具有的能 质量、速度 J 势能 弹性势能 发生弹性形变的物体具有的能 弹性形变量 J 重力势能 物体由于被举高而具有的能 质量、高度 J 机械能 动能和势能 动能、势能 J 内能 物体内所有分子动能和分子势能的总和叫作分子的内能 温度、质量、体积、状态 J 机械能和内能的区别 机械能是宏观的能量，和物体整体的运动速度与是否受力有关；内能是物体内部分子的能量，是微观的能量，和物体的整体无关；机械能和内能是不同形式的能，它们之间可以互相转化。 2、比热容、热值、热量 概念 单位符号 计算 特点 比热容 温度升高时，吸收的热量与它的质量和升高温度的乘积之比 J/（kg·℃） 比热容是物质本身的一种性质，同种物质在同一状态下的比热容与其质量、吸收（或放出）热量的多少及温度的改变无关。 热值 燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量之比叫作燃料的热值 J/kg或J/m3 热值是物质本身的一种性质，它的大小与物质的质量和是否完全燃烧没有关系 热量 物体在热传递过程中转移的能量 J 热量是一个过程量，在热传递过程中吸收或放出多少热量，不能说物体具有热量。 要点一、探究影响物体动能大小的因素 【实验目的】探究影响动能大小的因素。 【实验器材】木板，长方形木块，质量不同的小球。 【实验原理】运动的小球碰到水平桌面上的木块，木块被推的越远，说明小球对木块做的功越多，小球动能越大。 【实验步骤】 1． 实验装置如图。 2． 让小球A从斜面顶端自由滚下，小球碰到木块B后，将B推动一段路程，记录路程大小s1，并计入表格。 3． 让小球A从斜面中间位置自由滚下，小球碰到木块B后，将B推动一段路程，记录路程大小s2，并计入表格。 4． 换另一个质量不同的小球，重复上述两步实验，并记录路程s3、s4；数据并计入表格。 5． 实验表格 6． 整理器材。 【实验结论】物体动能与质量有关，与速度有关。质量越大、速度越大的物体，动能越大。 要点二、探究物质的比热容实验 1． 实验方法有控制变量法、 转换法(通过温度变化快慢来反映吸热能力的强弱)。 2． 实验液体的选择：质量相同的不同液体。 3． 选择相同的热源目的是：以保证相同加热时间释放的热量相同。 4． 使用电加热器代替酒精灯的好处：易于控制产生热量的多少。 5． 实验中不断搅拌的目的：使液体受热均匀。 6． 描述物体吸热能力的物理量是比热容。 7． 结论:相同质量的不同物体，吸收相同的热量后升高的温度不同，比热容大的升高的温度低。 8． 做哪些实验还能用的此实验器材?答：水的沸腾实验；焦耳定律(探究电流产生的热量与哪些因素有关)。 要点三、探究相等质量不同燃料燃烧放热实验 1． 热值(q)：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫热值；热值单位是：J/kg。 2． 燃料燃烧放出热量：Q放 ＝qm；(Q放 是燃料放出的热量，单位是J；q是热值，单位是J/kg；m 是质量，单位是kg。) 3． 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是指燃料的质量，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等于热值的数值；某种燃料是指热值与燃料的种类有关；完全燃烧意思是燃料要完全烧尽，否则1kg燃料燃烧过程中，化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。 4． 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。 知识点一：探究影响动能的因素 【探究重点】 考查方向 解答思路 研究方法 转换法(动能大小转换成木块移动距离) 如果水平面绝对光滑能否达到实验目的 不能，在光滑平面上，木块做匀速直线运动 比较哪两步可以看出动能与速度有关 步骤二、三 比较哪两步可以看出动能与物体质量有关 步骤二、四 判断动能和质量有关必须 控制小球到水平面时速度相同 判断动能和速度有关必须 使用相同小球 起点位置越高 小球达到斜面底端速度越大 木块运动距离越大 动能越大 【例题精讲】 1. (2020·山东省泰安市)如图所示是 “探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验装置示意图，让小球A从斜面上某点滚下，撞击在水平面上的木块B，木块B移动一段距离。 (1)该实验中所探究物体的动能是指______(选填“小球A”或“木块B”)的动能。 (2)