12.4机械能与内能的相互转化 --2023-2024学年苏科版物理九年级上学期

第十二章 机械能和内能 12.4 机械能与内能的相互转化 01 02 03 04 学习目标 学习重难点 课程讲解 总结与课后作业 目 录 学习目标 1. 了解机械能和内能的概念； 2. 理解机械能与内能之间的相互转化关系； 3. 能够应用所学知识分析和解决实际问题。 学习重难点 1. 难点：理解机械能与内能之间的相互转化原理，掌握如何计算机械能和内能的变化量； 2. 重点：掌握机械能和内能的表达式及其物理意义，了解一些常见情境下机械能和内能相互转化的实例。 增加的内能是哪里来的? 实验中铁丝的内能变高了吗? 弯折铁丝小实验 实验中,铁丝的温度是否发生变化? 课程导入 空气压缩引火仪 压缩物体做功使物体的内能增大 如图所示,在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花,用力将活塞迅速下压,你看到了什么? 新课讲授 议一议 1.在上述活动中,物体增加的内能是从哪里来的?能量是如何转化的? 2.你还有什么办法可以使铁丝的温度升高?这些方法中,哪些是用热传递的方式改变物体内能的?哪些是通过做功改变物体内能的? 3.你能再举一些通过做功改变物体内能的实例吗? 新课讲授 克服摩擦做功增加物体的内能 新课讲授 知识扩充：热机带来的污染 声音嘈杂的街道 废气笼罩中的城市 新课讲授 燃料的热值： 1千克某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。 单位： J/kg(或J/m3) 新课讲授 计算: 5千克烟煤完全燃烧，所释放出来的热量是多少？（烟煤的热值为2.9×107 J/kg） 解： Q放 =2.9×107 J/kg × 5kg 质量（m） 热值q 即：Q放=qm 新课讲授 盒盖飞出去了 盒盖为什么能飞出去？ 观察点火爆炸现象 如图 12-32所示,在透明塑料金的底部钻一个孔,把电火花发生器的放电管紧紧塞进孔中,打开塑料金盖,向盒中滴入几滴酒精,再将盒盖盖紧,然后按动电火花发生器的按钮，你观察到什么现象? 新课讲授 酒精燃烧 产生高温、高压的燃气 燃气对瓶盖做功，瓶盖飞出 化学能 内能 机械能 点火爆炸 做功是改变物体的内能的另一种方式 新课讲授 备注：1.外界对物体做功，物体内能增加 2.物体对外界做功，物体内能减少 通过压缩空气、点火爆炸的实验可以得出结论： 机械能和内能是可以相互转化的 新课讲授 问题1 同样烧开一壶水，使用不同的燃料，如用煤和干木柴，所消耗的燃料的质量是一样多吗？ 问题2 相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量一样多吗？ 想想议议 燃料的热值 新课讲授 不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 新课讲授 【实验设计】选取相同质量的不同燃料，点燃后，对相同质量的水进行加热，比较两杯水温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。 实验方法：控制变量法和转换法 大量的实验事实证明，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。 我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领(教材上是能力)。 新课讲授 17 某种燃料完全燃烧放出的热量与该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。 燃料的热值（q） 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （1）定义 （2）物理意义 定义式： 比值定义法 新课讲授 国际单位：焦每千克；符号：J/kg （3）单位 q : 燃料的热值 Q ：燃料完全燃烧放出的热量 m : 燃料的质量 对某些气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积之比，叫做这种气体燃料的热值。 （4）气体燃料的热值 新课讲授 物理意义：热值在数值上等于在标准状态下1 m3的燃料完全燃烧放出的热量。 定义式： 气体燃料的单位：焦每立方米；符号：J/m3。 新课讲授 1.四冲程汽油机在工作过程中，将燃气的内能转化为机械能的冲程是（    ） A.吸气冲程      B.压缩冲程   C.做功冲程      D.排气冲程 C 课后练习 2.在柴油机的一个循环中，进气门和排气门均关闭的冲程是（    ） A.压缩冲程和做功冲程 B.吸气冲程和压缩冲程 C.做功冲程和排气冲程  D.排气冲程和吸气冲程 A 课后练习 3.用铁锤敲打铁钉，铁钉温度会升高这是因为（ ） A.铁锤把温度传给了铁钉 B.铁锤把热量传给了铁钉 C.铁锤把内能传给了铁钉 D.铁锤对铁钉做了功 D 课后练习 4. 单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成，只有一个冲程是不用靠飞轮的惯性来完成的，这个冲程是（    ） A．压缩冲程 B．做功冲程 　C．吸气冲程 D．排气冲程 B 课后练习 5.下列说法中正确的是（ ） A.做功和热传递是等效的