第14章　内能的利用 梳理延伸 2025-2026学年物理人教版九年级全一册

该初中物理课件围绕“内能的利用”主题，系统梳理了能量转化与守恒、内燃机冲程分析及热机效率计算等核心知识点，通过典型例题和情境化问题设计，构建从生活现象到物理规律的学习支架，帮助学生建立清晰的能量观念和科学推理链条。 其亮点在于深度融合物理观念、科学思维与科学探究三大核心素养，以发电足球和氢燃料电池卡车等真实案例为载体，引导学生进行模型建构、证据推理与质疑创新。例如典例分析中通过辨析机械能是否守恒，强化能量守恒定律的理解，又如热机效率计算体现科学论证能力，使抽象概念具象化。学生在解决问题中提升学科思维，教师可借此实现精准教学与素养导向的课堂落地。

第14章　内能的利用 目 录 本 章 知 识 梳 理 专 题 归 纳 复 习 本章知识梳理 返回目录 专题归纳复习 专题归纳一 能量的转化与守恒 各种形式的能量之间可以相互转化,同种形式的能量可以发生转移。在分析能量的转化或转移的过程时,明确要研究的对象及对应的过程,注意分析物体起始状态和最终状态所具有的能量形式,确定是能量的转化还是转移,在能量的转化或转移的过程中,能量是守恒的。 返回目录 典例分析1某大学的学生设计制作了一种发电足球,球在被踢的过程中,其内部装置能够发电,并将产生的电能储存在蓄电池中,用来点亮LED灯。该过程中的能量转化分析不正确的是(　　) A.球在被踢的过程中,其内部装置发电时,机械能转化为电能 B.将产生的电能储存在蓄电池中时,电能转化为化学能 C.点亮LED灯时,化学能转化为电能再转化为光能 D.整个过程中机械能守恒 D 解析:球具有机械能,其内部装置能够发电,机械能被转化为电能,A正确。蓄电池将电能转化为化学能储存起来,B正确。点亮LED灯时,蓄电池中的化学能转化为电能,电能再转化为光能,C正确。在整个过程中,球在被踢时,机械能一部分转化为电能,还有一部分转化为其他形式的能,在这个过程中机械能不守恒,D错误。 返回目录 专题归纳二 内燃机冲程的识别及能量转化 1.内燃机四个冲程的识别方法:一看气门,二看活塞。 返回目录 2.在内燃机的四个冲程中,涉及能量转化的有两个冲程。压缩冲程中机械能转化为内能,气缸内气体的体积减小、密度增大、压强增大、内能增加、温度升高;做功冲程中内能转化为机械能。 3.在内燃机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其余三个冲程都是靠飞轮的惯性完成的。 返回目录 典例分析2关于如图所示的某单缸四冲程汽油机的说法正确的是(　　) A.靠飞轮惯性完成冲程的是乙、丙、丁 B.四冲程内燃机在一个工作循环中的工作过程依次是丁丙乙甲 C.甲图中能量的转化情况是内能转化为机械能 D.甲图中气缸内气体温度会上升 D 返回目录 解析:甲图中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,气缸容积减小,是压缩冲程,此过程中将机械能转化为内能,C错误。甲图中,两气门关闭,活塞向上运动,气缸容积减小,是压缩冲程,气缸内气体温度会上升,D正确。丙图中,进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,气缸容积增大,是做功冲程,将内能转化为机械能;丁图中,进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,气缸容积增大,是吸气冲程;汽油机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,即丁、甲、丙、乙,B错误。在汽油机的四个冲程中,只有做功冲程做功,其他三个冲程是靠飞轮的惯性来完成的,所以依靠飞轮惯性完成的冲程是甲、乙、丁冲程,A错误。 返回目录 专题归纳三 以热机为载体的综合计算 以热机为载体的综合计算主要包括热量的计算、热值的计算、热机效率的计算、功和功率的计算、压强的计算,以及车辆牵引力的计算等。 应用到的有关公式如下表所示。 相关计算 应用到的公式 说明 热量的计算 Q吸=cm(t-t0) 注意末温t、温度变化量Δt的确定 热值的计算 q=或q= 注意区分燃料的种类及热值的单位 热机效率的计算 η= 注意变形公式Q总=、Q有用=ηQ总的选用 功和功率的计算 W=Fs 利用公式s=vt求出汽车行驶的路程 压强的计算 p= 注意F、S的大小及确定; 变形公式F=pS、S=的选用 牵引力的计算 F=Ff 汽车在水平路面上匀速直线行驶 返回目录 典例分析3(2024·海南中考)科技助“荔”打造智慧果园。海南荔枝农利用植保无人机巡逻、喷药、施肥,给百亩荔枝施肥只需3 h。作业前,装满药剂和汽油的无人机停在水平地面上,对水平地面的压强为5×104 Pa,支架与水平地面的总接触面积为5×10-3 m2;作业时,该无人机先匀速直线上升3 m,接着水平匀速飞行喷洒药剂。无人机上升时所受的空气阻力和汽油的消耗可忽略不计。请完成下列问题。已知ρ汽油=0.7×103 kg/m3,q汽油= 4.6×107 J/kg,g取10 N/kg。 (1)无人机匀速上升时升力与总重力____________(选填“是”或“不是”)一对平衡力。  (2)满载时无人机的总质量为多少? (3)上升过程中升力做了多少功? (4)若无人机的热机效率是40%,则无人机消耗200 mL汽油所做的有用功是多少? 答案:(1)是　(2)25 kg　(3)750 J (4)2.576×106 J 返回目录 解析:(2)由p=可得无人机对水平地面的压力 F=pS=5×104 Pa×5×10-3 m2=250 N 无人机的总重力G=F=250 N 无人机的总质量m==25 kg。 (3)上升过程中升力做的功W=Gh=250 N×3 m=750 J。 (4)消耗汽油的体积V汽油=200 mL=200 cm3 汽油的质量m汽油=ρ汽油V汽油=0.7 g/cm3×200 cm3=140 g=0.14 kg 汽油完全燃烧放出的热量 Q放=m汽油q汽油=0.14 kg×4.6×107 J/kg=6.44×106 J 由η=可得有用功W=ηQ放=40%×6.44×106 J=2.576×106 J。 返回目录 【探究学习活动】 典例分析4据统计,每燃烧1 kg燃油约排放3.3 kg二氧化碳。为实现碳达峰、碳中和的目标,氢能作为一种绿色的清洁能源,在我国交通领域的应用场景不断扩大,使用氢燃料电池的交通工具不断丰富,其应用流程如下。 返回目录 (1)氢燃料电池将化学能直接转化为____________能。  (2)当储氢瓶内的气体压强为3.5×107 Pa时,求瓶内壁1 cm2的面积受到的压力。 (3)以氢燃料电池卡车为例,假设卡车在水平路面上匀速行驶72 km用时1 h,功率为172 kW。燃油机的效率取36%,燃油的热值q取4.3×107 J/kg。 ①求卡车的行驶速度。 ②求卡车所受牵引力。 ③与燃油卡车相比,氢燃料电池卡车行驶72 km可减排二氧化碳的质量为多少? 答案:(1)电 (2)3.5×103 N (3)①20 m/s　②8.6×103 N　③132 kg 返回目录 解析:(1)由题图可知,氢燃料电池是将氢的化学能直接转化为电能的。 (2)根据p=可知,当储氢瓶内的气体压强为3.5×107 Pa时,瓶内壁1 cm2的面积受到的压力F=pS=3.5×107 Pa×1×10-4 m2=3.5×103 N。 (3)①卡车的行驶速度v==72 km/h=20 m/s。 ②卡车所做的机械功W=Pt=172×103 W×3 600 s=6.192×108 J 根据W=Fs可知,卡车所受牵引力F==8.6×103 N。 ③根据η=可知, 燃料完全燃烧放出的热量Q放==1.72×109 J 消耗燃油的质量m==40 kg 则减排二氧化碳的质量m'=3.3m=3.3×40 kg=132 kg。 返回目录 本课结束 $