第4课 机械能与内能的相互转化-【帮课堂】2023-2024学年九年级物理上册同步学与练（苏科版）

第4课 机械能与内能的相互转化 学习目标 1. 了解改变内能的另一种方式：做功 2. 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； 3. 熟练掌握汽油机的四个冲程； 4. 从能量转化的角度认识燃料的热值，并掌握其计算 5. 通过能量的转化和转移，进一步认识效率的概念。 02 预习导学 1、 改变内能的另一种方式：做功 1． 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 ，（例如：摩擦生热）物体对外做功物体内能会 例如：通过活塞向盛有水的烧瓶里打气，当活塞从瓶口跳起时，烧瓶中出现“白雾”）。 2　 做功改变内能的实质是内能和其他形式的能的 。 3　 如果仅通过做功改变内能，可以用 度量内能的改变大小。(W＝△E) 4　 实质：能量从 （其它形式的能）转化为 （内能）。 2． 做功和热传递改变内能的区别 1　 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 ，后者能的形式 。 2　 热传递是能量的 ，做功是能量的 。这两种方法对改变物体内能是 。 2、 热值 1． 我们把某种燃料完全燃烧放出的 与其 之比，叫做这种燃料的热值。单位是：J/㎏。 2． 燃料完全燃烧释放出的热量公式为： 。 3． 气体燃料完全燃烧释放出的热量公式也可为： 。 其中，Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；q表示燃料的热值，单位是J/kg；m表示质量，单位是kg。V表示体积，单位是ｍ3。 说明：①中的公式对固体、液体、气体、均适用。②只对气体适用。两个公式的得出都是根据热值的定义式得到的。 3、 热机 1． 热机定义：热机是利用内能来做功，把 转化为 的机器。 2． 热机的种类：蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等 ①冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸一端运动到另一端的过程，叫一个冲程。 3． 工作过程：内燃机的一个工作循环由 、 、 、 四个冲程组成。 1　 在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功，而其它三个冲程(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。 2　 在单缸四冲程内燃机中，吸气、压缩、做功、排气 一个工作循环，每个工作循环 ，活塞上下 。 3　 压缩冲程将 转化为 。 4　 做功冲程是由 转化为 。 三、热机效率 1． 概念：用来 W与 Q之比。 2． 数学表达式：η＝×100% 3． 提高热机效率的途径 1　 减少各种热量损失； 2　 减少摩擦，保持良好的润滑； 3　 尽可能使燃料充分燃烧。 03 探究提升 知识点一：改变内能的另一种方式：做功 图甲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。图乙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。 【探究重点】 对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，自身内能减少，用做功的方法改变物体内能的过程，实质上是内能与其他形式的能量之间相互转化过程。 【例题精讲】 1. （2023·安徽淮北·统考一模）“摩擦生热”是生活中常见的现象，关于该现象，下列判断正确的是（　　） A．“摩擦生热”中的“热”是指热量 B．“摩擦生热”是通过做功的方式改变物体的内能 C．“摩擦生热”的能量转化与四冲程汽油机做功冲程相同 D．“摩擦生热”的实质是内能的转移 【巩固训练】 2. （2022·四川乐山）下列说法正确的是（ ）。 A. “钻木取火”是通过做功来改变物体的内能； B. 内燃机的吸气冲程是将内能转化为机械能的过程； C. 物体的质量越大比热容越大； D. 0℃的冰没有内能 知识点二：热值 1． 内能的获得——燃料的燃烧——化学能转化为内能。 2． 热值(q) 1　 定义：1 kg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/kg 3　 公式：Q放＝mq（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。） 4　 煤气的热值是3.9×107 J/m3，它表示：1 m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×