专题01 功与机械能 内能和热机（期末知识清单）九年级物理上学期新教材沪粤版

该初中物理知识清单系统整合“功与机械能、内能和热机”专题内容，涵盖功、功率、机械能、内能、比热容、热机等核心知识点，构建从考点要求到题型策略再到实验突破的递进式复习支架。 清单以“考点-题型-实验”三维架构呈现知识体系，突出功和功率计算、机械能转化分析等高频考点，实验探究题强化控制变量法和转换法应用，如用木块移动距离反映动能大小，培养科学思维与科学探究能力。分题型设计解题技巧，如填空题强调单位换算，助力学生高效复习，教师可据此优化教学重点。

专题01 功与机械能 内能和热机 考点要求 课标要求 功 ✅ 2.2.1 理解功的概念，知道做功的两个必要因素；能运用公式 进行简单计算 功率 ✅ 2.2.2 理解功率的物理意义，知道功率是表示做功快慢的物理量；掌握公式 ，能进行相关计算 机械能 ✅ 2.3.1 了解动能、重力势能、弹性势能的概念及影响因素；理解机械能的组成，能分析动能与势能的相互转化 内能 ✅ 2.4.1 理解内能的概念，知道内能是物体所有分子动能和势能的总和；了解内能与温度、质量、状态的关系 改变内能的方式 ✅ 2.4.1 知道做功和热传递是改变内能的两种方式，能区分两种方式的实质及应用 比热容 ✅ 2.4.2 理解比热容的物理意义（物质的特性）；掌握公式 ，能进行热量计算；了解比热容的应用 热机 ✅ 2.4.3 了解热机的工作原理，知道四冲程内燃机的工作循环；理解热机效率的概念，能进行简单计算；了解热机与环保的关系 题型分布：覆盖选择题、填空题、实验探究题、综合计算题，是期末重点考查专题； 高频考点：功和功率的计算、机械能转化分析、比热容与热量计算、热机四冲程判断及效率计算； 命题特点： 功、功率常结合生活场景（如起重机吊物、跑步做功）出题，注重公式应用与单位统一； 机械能转化多以实例分析（如过山车、摆钟、投篮）形式考查，需关注能量损失情况； 比热容实验是必考题型，侧重控制变量法和转换法的应用； 热机部分聚焦四冲程的能量转化和热机效率，常结合环保热点（如节能、减排）出题； 难度梯度：基础题（概念、简单计算）占比60%，中档题（综合计算、转化分析）占30%，难题（多知识点结合、实验探究拓展）占10%。 选择题 抓核心概念：做功的两个必要因素（“力”和“力的方向上移动的距离”缺一不可），排除“劳而无功”情况（如竖直提水桶水平移动、用力推静止物体）； 机械能转化判断：明确“上升→重力势能增加、动能可能减小”“下降→重力势能减小、动能可能增加”，不计摩擦时机械能守恒，考虑摩擦时机械能转化为内能； 比热容特性：牢记“比热容是物质本身的属性，与质量、温度变化、吸热/放热多少无关”，仅由物质种类和状态决定。 填空题 单位换算：牢记 ，，，计算前统一单位； 公式应用：根据已知量选择对应公式（如知“力和距离”用 ，知“功和时间”用 ，知“质量、温度变化”用 ）； 热机冲程判断：抓住“做功冲程有火花塞点火、内能转机械能”“压缩冲程无点火、机械能转内能”，四冲程循环中做功冲程只有1次。 实验探究题 控制变量法：探究动能影响因素（控质量变速度、控速度变质量）、探究比热容（控质量、吸热相同变物质种类）； 转换法：用“推动木块的距离”反映动能大小，用“液体升温快慢”反映比热容大小，用“活塞被弹出”反映内能做功； 误差分析：比热容实验中“热量散失”导致升温不明显，动能实验中“接触面粗糙程度不同”影响木块滑动距离。 综合应用题 功与功率综合：先算总功 ，再算功率 ，或直接用 （匀速运动时）； 热量与热机效率综合：先算燃料完全燃烧放热 ，再算有用功 ，结合功率公式求机械参数； 机械能与内能综合：分析“摩擦生热”“压缩升温”等现象，明确机械能向内能的转化，结合热量公式计算温度变化。 功 功的概念：物体在力的作用下，并且沿力的方向上移动了一段距离，我们就说力对物体做了功。力学里所说的做功，包含两个必要因素：一个是________________；另一个是______________________________。 功的计算：作用在物体上的力越大，物体在力的方向上移动的距离越大，力所做的功也就越多。力学中，功等于______________________________。如果用F表示力，s 表示沿力的方向移动的距离，W表示功，则功的表达式为 W=______ 在国际单位制中，力的单位是______，距离的单位是______，则功的单位是______，它有一个专门的名称叫做______（joule），简称焦，符号是______。 功率 就像用速度表示运动的快慢一样，在物理学中，用功率表示____________。功与时间之比叫做______。 如果用______表示功，t表示______，P表示______，则功率的表达式为 功率在数值上等于单位时间内所做的功。 功率的单位由功的单位和时间的单位组合而成。在国际单位制中，功的单位是______，时间的单位是______，则功率的单位是______，它有个专门的名称叫做______，简称瓦，符号是______。工程技术上还常用千瓦（kW）作为功率的单位。其中 1 kW =______ W 机械能 动能和势能 能：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有______，简称能。能量的单位与功的单位相同，也是______。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量______。 动能：物体由于______而具有的能，叫做______。一切运动的物体都具有______。质量相同的物体，运动的______越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，______越大，它的动能也越大。 重力势能：高处物体所具有的能，叫做____________。物体的______越大，位置______，它具有的重力势能就越大。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做____________。弹性势能的大小与材料的种类、材料的形变程度有关。 ____________和____________是常见的两种势能。 2．机械能及其转化 动能、重力势能和弹性势能统称为____________。一个物体可以既有动能，又有势能，如飞行中的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空而具有重力势能，把这两种能量加在一起，就得到它的总机械能。 机械能及其转化：一个物体从高处下落，物体的重力势能转化成了它的动能；弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。可见，动能和势能可以____________。 机械能守恒：大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和______，或者说，机械能是______。 内能 分子动能和分子势能：运动的物体具有______，运动的分子也同样具有______。构成物质的分子在不停地做热运动，温度越高，分子热运动的速度______，它们的动能也就越大。除此之外，由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也具有势能，这种势能叫做____________。 内能：构成物体的所有分子，其热运动的______与____________的总和，叫做物体的______。内能的单位是______（J），各种形式能量的单位都是______。 ____________，不论温度高低，都具有______。炙热的铁水具有内能；冰冷的冰块，温度虽然低，其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。物体温度降低时内能______，温度升高时内能______。 力的作用是相互的：一个物体对另一个物体施力时，另一个物体也同时对它施加力的作用。也就是说，物体间力的作用是____________。 改变内能的方式 热量：在热传递过程中，传递能量的多少叫做______，热量的单位也是______。物体吸收热量时内能______，放出热量时内能______。物体吸收或放出的热量越多，它的内能____________。 改变内能的两种方式：______和____________。 做功：机械能转化为内能。热传递：存在温度差，热量从高温物体向低温物体传递，或从物体的高温部分传递到低温部分。 比热容 比热容：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的______。比热容用符号______表示， 它的单位是____________，符号是______。 单位质量的某种物质，温度降低1 °C所放出的热量，与它温度升高1 °C所吸收的热量______，______也等于它的比热容。 比热容是反映物质____________的物理量。不同的物质，比热容一般______。 质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化______。因此，比热容大的物质对____________很好的作用。水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成严重损害。 水的比热容是沙石的____________。质量相同的水和沙石，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的______；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙石小得多。夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较______，所以海水的温度变化______，海边的气温变化也不会______。而在沙漠，由于沙石的比热容较______，吸收同样的热量，温度会上升______，所以沙漠的昼夜______。 热量的计算：比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1 °C所吸收的热量。如果知道一种物质的比热容，再知道这种物质的质量和温度升高的度数，就能计算它吸收的热量。计算公式为 Q=cmΔt 热机 热机：利用内能做功的机械叫做热机。热机工作过程中将内能转化为机械能。热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机是现代社会中最常见的一 种热机。汽车作为我们生活中不可缺少的交通工具，它的动力机械就是内燃机。内燃机分为汽油机和柴油机两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。 汽油机：汽油机汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞用连杆跟曲轴相连。汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。 要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动。活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 柴油机：柴油机的构造和汽油机相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机汽缸顶部没有 火花塞，而有一个喷油嘴。柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在吸气冲程里吸进汽缸的只有空气。在压缩冲程中，活塞把空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高。在压缩冲程结束时，汽缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来。在做功冲程中，燃烧放出的热使得气体的压强和温度急剧升高，从而推动活塞对外做功。 柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率。 柴油机工作的过程中压强较大，要求各有关零件具有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重，主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上，有的地方还用它带动发电机发电。随着近年来柴油机技术的发展，其体积、噪声和污染等方面的缺点都逐步得到了改善，越来越多的汽车也开始使用柴油发动机了。 热机效率 燃料的热值：我们把某种燃料____________放出的______与其______之比，叫做这种燃料的______。 热值在数值上等于________________________。热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成。在国际单位制中，热量的单位是______，质量的单位是______，则热值的单位是____________，符号是______。 热机效率：燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小。 对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量______了。用来______________________________，与______________________________之比，叫做____________。蒸汽机的效率很低，只有____________。内燃机中，燃料是在汽缸内部燃烧的，而且燃料与空气混合充分，燃烧得比较完全，所以内燃机的效率比蒸汽机的高。汽油机的效率为______，柴油机的效率为______。 热机的效率是____________的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量损失，提高效率。 在热机的能量损失中，______带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站来，燃料的利用率大大提高。 能量的转化和守恒 自然界中的各种现象都是互相联系的。科学家们经过长期探索，发现能量转化是非常普遍的，在一定条件 下，各种形式的能量是可以____________的。摩擦生热，______能转化为______能；水电站里水轮机带动发电机发电，______能转化为______能；电动机带动水泵把水送到高处，______能转化为______能；植物吸收太阳光进行光合作用，______能转化为______能；燃料燃烧时发热，______能转化为______…… 能量守恒定律：大量事实表明，__________________________________________________________________ ____________________________________________________________。这就是________________________。 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从____________。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。例如，在行驶的汽车中，燃料的______能通过燃烧转化为燃气的______能，再通过热机做功把______能转化为______能。在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为______能，一部分转化成了热机和周围环境的______能。 不少人曾经设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做______。然而，在科学技术发展的历史上，从来没有一种永动机成功过。能量守恒定律的发现，使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本______造出永动机。 实验突破 实验一：探究动能大小的影响因素 【实验目的】研究动能的大小跟哪些因素有关 【实验设计】用如图所示的装置探究钢球的动能与速度及质量的关系。实验中，通过换用不同质量的钢球来改变质量，让同一钢球从不同高度处滚下来改变速度。钢球动能的大小由木块被推动的距离远近来反映（转换法），木块被推动的越远，说明钢球的动能越大。 【实验器材】斜面、滑道、滑块、质量不同的小球，刻度尺等。 【进行实验与收集证据】 （1）让同一钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近。 实验次数 钢球质量 钢球高度 钢球推动木块的距离 1 m h 近 2 m 2h 远 （2）换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始释放，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近。 实验次数 钢球质量 钢球高度 钢球推动木块的距离 1 m 2h 近 2 2m 2h 远 【分析论证】 （1）同一钢球从不同高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球碰撞木块时速度越大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关 （2）不同钢球从同一高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明物体的动能与物体的质量有关。 【实验结论】 动能与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。 《探究动能大小的影响因素》常考问题： （1）研究方法： ①转换法的应用：通过____________的多少来反映钢球动能的大小。 ②控制变量法的应用： a.使____________从斜面的____________由静止滚下，如图甲、乙所示，目的是保持质量相同，探究动能大小与______的关系。 b.使质量不同的钢球从斜面的__________________滚下，如图甲、乙所示，目的是保持____________，探究动能大小与质量的关系。 甲 乙 （2）研究对象：______。 （3）实验结论：动能大小与速度有关，_______________________________；动能大小与质量有关，________________________。 （4）使钢球获得动能的方法：________________________。 （5）将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：________________________。 （6）将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：__________________________________。 （7）实验推理：____________________________________________________________。 （8）钢球在水平面上不能立即停下的原因：__________________。 （9）木块最终停止的原因：________________________。 （10）实验中能量的转化： ①________________________________________________________________________。 ②________________________________________________________________________。 （11）实验改进：①木块被撞后滑出木板的解决办法：__________________。②木块质量较大，确保实验现象较明显的方法：________________________。 （12）实验相关拓展 ①每次实验都要把木块放在____________； ②小车的动能，是指小车撞击木块前的瞬间的动能，所以在探究动能与质量关系时，____________ ____________________________________________________________； ③探究动能与质量的关系时，木块质量较大，实验现象不明显，为确保实验仍有较明显的现象，可采取的措施是（不改变木块的质量）：________________________。 ④探究动能与质量的关系时，木块被撞出了水平木板，在不改变木板长度的情况下，可采取的措施是：________________________。 ⑤如果水平面光滑，将____________，因木块被撞击后将__________________。 ⑥小车下滑的过程中，小车的__________________（和少量内能）。水平面上移动最后静止下来，是________________________。 （13）实验结论的应用：________________________________________________ 实验二：探究滑轮组机械效率的影响因素 实验：探究滑轮组机械效率的影响因素 【实验目的】探究滑轮组机械效率的影响因素 【实验原理】 【实验设计】利用下图的装置，测出钩码所受的重力G、绳子末端受到的拉力F、钩码被提升的高度h 和绳子末端移动的距离s，将计算结果记录下来并利用公式计算出滑轮组的机械效率，多次测量，分析数据并得出结论。 【实验器材】弹簧测力计、刻度尺、钩码、滑轮、细线和铁架台等 【进行实验与收集证据】 （1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格； （2）按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置； （3）如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格； （4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格； （5）改变钩码的数量，重复上面的实验； G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η 1 2 3 【分析论证】 G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η 1 0.1 0.2 0.5 0.3 0.15 66.7% 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1% 3 0.1 0.3 1.3 0.3 0.39 76.9% 有表格数据分析可知：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同；被提升的物体越重，机械效率越高。 【实验结论】 用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同；被提升的物体越重，机械效率越高。 【实验改进】 影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施 影响因素 分析 改进措施 被提升物体的重力 同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越高 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力 动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重 滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦 实验拓展1：滑轮组机械效率是否与动滑轮的重有关 G动/N G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η 0.3 4 0.05 0.2 1.7 0.15 0.255 78.4% 1.2 4 0.05 0.2 1.9 0.15 0.285 70.2% 【实验结论】 保持提升的物重不变，只改变动滑轮的重；被提升的动滑轮越重，机械效率越低。 实验拓展2：滑轮组机械效率是否与n有关 【实验结论】 同一组滑轮，物重相同情况下，只改变动滑轮身上绳子股数。机械效率差别不大。 若忽略绳重和摩擦，只改变绕绳方式，机械效率不变。 《探究滑轮组机械效率的影响因素》常考问题： （1）实验原理：__________________ （2）实验器材：钩码、铁架台、滑轮、细线，还需：______、______ （3）测量的物理量：____________________________________________________________。 （4）弹簧测力计运动情况：①必须__________弹簧测力计使钩码升高，目的是__________________； ②__________________________________________________________________。 （5）实验结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：____________________________________ ______________________________。同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度______滑轮机械效率。 （6）实验讨论：能否直接根据推导式在实验中直接测出物体重G和绳子自由端的拉力F，而不测绳子自由端移动距离s和物体移动距离h？ ________________________________________________。 实验三：比较不同物质的吸热情况 实验：比较不同物质的吸热情况 【实验目的】比较不同物质的吸热能力 【实验设计】 取水和食用油，质量相同，使它们升高相同的温度，比较它们吸收的热量。取水和食用油，质量相同，使它们吸收相同的热量（即用电加热器加热相同时间），比较它们的温度大小。 【实验器材】相同规格的电加热器、玻璃杯、温度计，相同质量的水和食用油等。 【进行实验与收集证据】 （1）取相同质量的水和食用油分别倒入两只烧杯中。按图组装实验器材。 （2）观察并记录加热前两液体的初温度t1，预先设定好液体加热的末温度t2. （3）分别给两液体加热，记下加热的开始时刻。加热时，上下反复缓慢地提拉搅拌器。 （4）当一种液体温度达到t2时，记录该液体加热的最终时刻，计算该液体加热的时间t。 对另一液体作同样的观察、操作和记录。当热源相同时，两液体升高温度相同的情况下，加热时间越长的液体从热源吸热越多。 （5）将用过的食用油和水倒在指定的器皿内。整理好实验器材。 实验表格： 加热时间/min 水的温度t1/℃ 食用油的温度t2/℃ 【分析论证】 加热时间/min 0 2 4 6 8 水的温度t1/℃ 20 24 28 32 36 食用油的温度t2/℃ 20 28 36 44 52 （1）加热相同的时间，吸收相同的热量，水的温度升高较少，说明水的吸热能力强。 （2）升高相同的温度，吸收不同的热量，水的加热时间较长，说明水的吸热能力强。 【实验结论】 不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。 【交流评估】 质量相等的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同； 质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 可见，不同种类的物质的吸热能力不同。 【实验方法】 转换法：实验中给不同物质加热用的是相同规格的电加热器(或相同的酒精灯)，相同时间提供的热量相同，实验中通过加热时间来比较吸收热量的多少，这属于转换法。 控制变量法：控制两种物质的质量相同、升高的温度相同，只有物质种类不同，通过比较加热时间来比较物质的吸热能力；控制两种物质的质量和加热时间相同，通过比较升高的温度来比较物质的吸热能力。 《比较不同物质的吸热情况》常考问题： （1）实验研究方法：____________和____________。 ①控制变量法：控制物质的质量和初温都相同，改变物质种类，比较不同物质吸热能力。 ②转换法：____________________________________。 （2）测量工具：________________________。 （3）选取相同的热源加热的目的：______________________________。（在比热容实验中吸热多少由加热时间来决定）。使用电加热器代替酒精灯的好处：______________________________。 （4）玻璃棒的作用：通过搅拌使物质____________。 （5）实验设计中的要点： ①用天平称量质量相等的水和煤油。 ②用相同的加热器加热。（__________________） ③加热相同时间，比较两种物质升高的温度。（__________________________________________） ④或升高相同温度，比加热时间。加热时间长的物质比热容大。 （6）实验数据或图像判断比热容大小：①升高温度相同，____________________________________；②加热时间相同（即吸收热量相同），__________________。 （7）为寻找普遍规律，应换用________________________。 （8）实验结论： ①______________________________； ②质量相同的不同物质，________________________________________________； ③质量相同的不同物质，____________________________________。 （9）实验相关拓展： ①根据图像计算比热容，如图乙：已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，则煤油的比热容为____________。（由和结合计算得出结果） ②因水比热容大的应用：如汽车发动机常用水作为____________；寒冷的冬天水箱要加防冻液，这是为了降低水的凝固点。 ③加热过程中沙子和水的____________，是通过______方式使物体____________。 ④使两种液体快速升温的方法：（1）____________；（2）__________________。 ⑤实验中，如果被比较物质质量m、加热时间t、物体升高温度△t都不等，可以用的比值大小来判断。（t表示加热时间长短，即吸收热量多少。） / 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题01 功与机械能 内能和热机 考点要求 课标要求 功 ✅ 2.2.1 理解功的概念，知道做功的两个必要因素；能运用公式 进行简单计算 功率 ✅ 2.2.2 理解功率的物理意义，知道功率是表示做功快慢的物理量；掌握公式 ，能进行相关计算 机械能 ✅ 2.3.1 了解动能、重力势能、弹性势能的概念及影响因素；理解机械能的组成，能分析动能与势能的相互转化 内能 ✅ 2.4.1 理解内能的概念，知道内能是物体所有分子动能和势能的总和；了解内能与温度、质量、状态的关系 改变内能的方式 ✅ 2.4.1 知道做功和热传递是改变内能的两种方式，能区分两种方式的实质及应用 比热容 ✅ 2.4.2 理解比热容的物理意义（物质的特性）；掌握公式 ，能进行热量计算；了解比热容的应用 热机 ✅ 2.4.3 了解热机的工作原理，知道四冲程内燃机的工作循环；理解热机效率的概念，能进行简单计算；了解热机与环保的关系 题型分布：覆盖选择题、填空题、实验探究题、综合计算题，是期末重点考查专题； 高频考点：功和功率的计算、机械能转化分析、比热容与热量计算、热机四冲程判断及效率计算； 命题特点： 功、功率常结合生活场景（如起重机吊物、跑步做功）出题，注重公式应用与单位统一； 机械能转化多以实例分析（如过山车、摆钟、投篮）形式考查，需关注能量损失情况； 比热容实验是必考题型，侧重控制变量法和转换法的应用； 热机部分聚焦四冲程的能量转化和热机效率，常结合环保热点（如节能、减排）出题； 难度梯度：基础题（概念、简单计算）占比60%，中档题（综合计算、转化分析）占30%，难题（多知识点结合、实验探究拓展）占10%。 选择题 抓核心概念：做功的两个必要因素（“力”和“力的方向上移动的距离”缺一不可），排除“劳而无功”情况（如竖直提水桶水平移动、用力推静止物体）； 机械能转化判断：明确“上升→重力势能增加、动能可能减小”“下降→重力势能减小、动能可能增加”，不计摩擦时机械能守恒，考虑摩擦时机械能转化为内能； 比热容特性：牢记“比热容是物质本身的属性，与质量、温度变化、吸热/放热多少无关”，仅由物质种类和状态决定。 填空题 单位换算：牢记 ，，，计算前统一单位； 公式应用：根据已知量选择对应公式（如知“力和距离”用 ，知“功和时间”用 ，知“质量、温度变化”用 ）； 热机冲程判断：抓住“做功冲程有火花塞点火、内能转机械能”“压缩冲程无点火、机械能转内能”，四冲程循环中做功冲程只有1次。 实验探究题 控制变量法：探究动能影响因素（控质量变速度、控速度变质量）、探究比热容（控质量、吸热相同变物质种类）； 转换法：用“推动木块的距离”反映动能大小，用“液体升温快慢”反映比热容大小，用“活塞被弹出”反映内能做功； 误差分析：比热容实验中“热量散失”导致升温不明显，动能实验中“接触面粗糙程度不同”影响木块滑动距离。 综合应用题 功与功率综合：先算总功 ，再算功率 ，或直接用 （匀速运动时）； 热量与热机效率综合：先算燃料完全燃烧放热 ，再算有用功 ，结合功率公式求机械参数； 机械能与内能综合：分析“摩擦生热”“压缩升温”等现象，明确机械能向内能的转化，结合热量公式计算温度变化。 功 功的概念：物体在力的作用下，并且沿力的方向上移动了一段距离，我们就说力对物体做了功。力学里所说的做功，包含两个必要因素：一个是作用在物体上的力；另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。 功的计算：作用在物体上的力越大，物体在力的方向上移动的距离越大，力所做的功也就越多。力学中，功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积。如果用F表示力，s 表示沿力的方向移动的距离，W表示功，则功的表达式为 W=Fs 在国际单位制中，力的单位是牛，距离的单位是米，则功的单位是牛米，它有一个专门的名称叫做焦耳（joule），简称焦，符号是J。 功率 就像用速度表示运动的快慢一样，在物理学中，用功率表示做功的快慢。功与时间之比叫做功率（power）。 如果用W表示功，t表示时间，P表示功率，则功率的表达式为 功率在数值上等于单位时间内所做的功。 功率的单位由功的单位和时间的单位组合而成。在国际单位制中，功的单位是焦耳，时间的单位是秒，则功率的单位是焦耳每秒，它有个专门的名称叫做瓦特（watt），简称瓦，符号是W。工程技术上还常用千瓦（kW）作为功率的单位。其中 1 kW =103 W 机械能 1．动能和势能 能：物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量（energy），简称能。能量的单位与功的单位相同，也是焦耳。一个物体能够做的功越多，表示这个物体的能量越大。 动能：物体由于运动而具有的能，叫做动能（kinetic energy）。一切运动的物体都具有动能。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大。 重力势能：高处物体所具有的能，叫做重力势能。物体的质量越大，位置越高，它具有的重力势能就越大。 弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能叫做弹性势能。弹性势能的大小与材料的种类、材料的形变程度有关。 重力势能和弹性势能是常见的两种势能（potential energy）。 2．机械能及其转化 动能、重力势能和弹性势能统称为机械能（mechanical energy）。一个物体可以既有动能，又有势能，如飞行中的飞机因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空而具有重力势能，把这两种能量加在一起，就得到它的总机械能。 机械能及其转化：一个物体从高处下落，物体的重力势能转化成了它的动能；弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能；蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。可见，动能和势能可以相互转化。 机械能守恒：大量研究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 内能 分子动能和分子势能：运动的物体具有动能，运动的分子也同样具有动能。构成物质的分子在不停地做热运动，温度越高，分子热运动的速度越大，它们的动能也就越大。除此之外，由于分子之间存在类似弹簧形变时的相互作用力，所以分子也具有势能，这种势能叫做分子势能。 内能：构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能（internal energy）。内能的单位是焦耳（J），各种形式能量的单位都是焦耳。 一切物体，不论温度高低，都具有内能。炙热的铁水具有内能；冰冷的冰块，温度虽然低，其中的水分子仍然在做热运动，所以也具有内能。物体温度降低时内能减少，温度升高时内能增加。 力的作用是相互的：一个物体对另一个物体施力时，另一个物体也同时对它施加力的作用。也就是说，物体间力的作用是相互的。 改变内能的方式 热量：在热传递过程中，传递能量的多少叫做热量（quantity of heat），热量的单位也是焦耳。物体吸收热量时内能增加，放出热量时内能减少。物体吸收或放出的热量越多，它的内能改变越大。 改变内能的两种方式：做功和热传递。 做功：机械能转化为内能。热传递：存在温度差，热量从高温物体向低温物体传递，或从物体的高温部分传递到低温部分。 比热容 比热容：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和升高的温度乘积之比，叫做这种物质的比热容（specific heat capacity）。比热容用符号c 表示， 它的单位是焦每千克摄氏度，符号是J/(kg · °C)。 单位质量的某种物质，温度降低1 °C所放出的热量，与它温度升高1 °C所吸收的热量相等，数值上也等于它的比热容。 比热容是反映物质自身性质的物理量。不同的物质，比热容一般不同。 质量相同的不同物质，当吸收或放出同样热量时，比热容较大的物质温度变化较小。因此，比热容大的物质对调节温度有很好的作用。水的比热容较大。当环境温度变化较快的时候，水的温度变化相对较慢。生物体内水的比例很高，有助于调节生物体自身的温度，以免温度变化太快对生物体造成严重损害。 水的比热容是沙石的4 倍多。质量相同的水和沙石，要使它们上升同样的温度，水会吸收更多的热量；如果吸收或放出的热量相同，水的温度变化比沙石小得多。夏天，阳光照在海上，尽管海水吸收了许多热量，但是由于它的比热容较大，所以海水的温度变化并不大，海边的气温变化也不会很大。而在沙漠，由于沙石的比热容较小，吸收同样的热量，温度会上升很多，所以沙漠的昼夜温差很大。 热量的计算：比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高1 °C所吸收的热量。如果知道一种物质的比热容，再知道这种物质的质量和温度升高的度数，就能计算它吸收的热量。计算公式为 Q=cmΔt 热机 热机：利用内能做功的机械叫做热机。热机工作过程中将内能转化为机械能。热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机是现代社会中最常见的一 种热机。汽车作为我们生活中不可缺少的交通工具，它的动力机械就是内燃机。内燃机分为汽油机和柴油机两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。 汽油机：汽油机汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞用连杆跟曲轴相连。汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。 要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动。活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 柴油机：柴油机的构造和汽油机相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机汽缸顶部没有 火花塞，而有一个喷油嘴。柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在吸气冲程里吸进汽缸的只有空气。在压缩冲程中，活塞把空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高。在压缩冲程结束时，汽缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来。在做功冲程中，燃烧放出的热使得气体的压强和温度急剧升高，从而推动活塞对外做功。 柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率。 柴油机工作的过程中压强较大，要求各有关零件具有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重，主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上，有的地方还用它带动发电机发电。随着近年来柴油机技术的发展，其体积、噪声和污染等方面的缺点都逐步得到了改善，越来越多的汽车也开始使用柴油发动机了。 热机效率 燃料的热值：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。 热值在数值上等于1 kg 某种燃料完全燃烧放出的热量。热值的单位由热量的单位和质量的单位组合而成。在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，则热值的单位是焦每千克，符号是J/kg。 热机效率：燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小。 对于热机而言，燃料释放的能量只有一部分用来做有用功，还有相当一部分能量散失了。用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。蒸汽机的效率很低，只有6%~15%。内燃机中，燃料是在汽缸内部燃烧的，而且燃料与空气混合充分，燃烧得比较完全，所以内燃机的效率比蒸汽机的高。汽油机的效率为20%~30%，柴油机的效率为30%~45%。 热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。在设计和制造热机时，要不断改进和创新，以减少各种能量损失，提高效率。 在热机的能量损失中，废气带走的能量最多。设法利用废气的能量，是提高燃料利用率的重要措施。大型发电机常常用蒸汽轮机推动，为了提高燃料的利用率，人们利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。这种既供电又供热的热电站，比起一般的火电站来，燃料的利用率大大提高。 能量的转化和守恒 自然界中的各种现象都是互相联系的。科学家们经过长期探索，发现能量转化是非常普遍的，在一定条件 下，各种形式的能量是可以相互转化的。摩擦生热，机械能转化为内能；水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能；电动机带动水泵把水送到高处，电能转化为机械能；植物吸收太阳光进行光合作用，光能转化为化学能；燃料燃烧时发热，化学能转化为内能…… 能量守恒定律：大量事实表明，能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律（law of conservation of energy）。 能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。大到天体，小到原子核，无论是物理学的问题还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程，都服从能量守恒定律。从日常生活到科学研究、工程技术，这一规律都发挥着重要的作用。例如，在行驶的汽车中，燃料的化学能通过燃烧转化为燃气的内能，再通过热机做功把内能转化为机械能。在这个过程中，燃料的化学能一部分转化为机械能，一部分转化成了热机和周围环境的内能。 不少人曾经设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫做永动机。然而，在科学技术发展的历史上，从来没有一种永动机成功过。能量守恒定律的发现，使人们认识到：任何一部机器，只能使能量从一种形式转化为另一种形式，而不能无中生有地制造能量。因此，根本不可能造出永动机。 实验突破 实验一：探究动能大小的影响因素 【实验目的】研究动能的大小跟哪些因素有关 【实验设计】用如图所示的装置探究钢球的动能与速度及质量的关系。实验中，通过换用不同质量的钢球来改变质量，让同一钢球从不同高度处滚下来改变速度。钢球动能的大小由木块被推动的距离远近来反映（转换法），木块被推动的越远，说明钢球的动能越大。 【实验器材】斜面、滑道、滑块、质量不同的小球，刻度尺等。 【进行实验与收集证据】 （1）让同一钢球从斜面的不同高度处由静止开始滚下，推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近。 实验次数 钢球质量 钢球高度 钢球推动木块的距离 1 m h 近 2 m 2h 远 （2）换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度处由静止开始释放，滚下后推动木块移动，比较两次木块被推动距离的远近。 实验次数 钢球质量 钢球高度 钢球推动木块的距离 1 m 2h 近 2 2m 2h 远 【分析论证】 （1）同一钢球从不同高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球碰撞木块时速度越大，木块被推得越远，说明物体的动能与物体的速度有关 （2）不同钢球从同一高度处滚下，钢球碰撞木块时的速度相同。质量大的钢球将木块推得远，说明物体的动能与物体的质量有关。 【实验结论】 动能与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，动能越大。 《探究动能大小的影响因素》常考问题： （1）研究方法： ①转换法的应用：通过木块被推动距离的多少来反映钢球动能的大小。 ②控制变量法的应用： a.使同一小车从斜面的不同高度由静止滚下，如图甲、乙所示，目的是保持质量相同，探究动能大小与速度的关系。 b.使质量不同的钢球从斜面的同一高度由静止滚下，如图甲、乙所示，目的是保持速度相同，探究动能大小与质量的关系。 甲 乙 （2）研究对象：钢球（小车）。 （3）实验结论：动能大小与速度有关，质量一定时，速度越大，动能越大；动能大小与质量有关，速度一定时，质量越大，动能越大。 （4）使钢球获得动能的方法：将钢球由斜面某一高度静止释放（重力势能转化为动能）。 （5）将质量不同的钢球放在斜面上同一高度处静止释放的目的：控制钢球到达斜面底端时具有相同的初速度。 （6）将质量相同的钢球由斜面上不同位置静止释放的目的：改变钢球到达斜面底端时的初速度。 （7）实验推理：当水平面绝对光滑时，木块将一直做匀速直线运动（力不是维持物体运动状态的原因，而是改变物体运动状态的原因）。 （8）钢球在水平面上不能立即停下的原因：钢球具有惯性。 （9）木块最终停止的原因：受到摩擦力的作用（力是改变物体运动状态的原因）。 （10）实验中能量的转化： ①小球从斜面上静止下落，下滑过程中重力势能转化为动能和内能；木块在水平面上运动时动能转化为内能。 ②钢球在运动过程中接卸能不守恒，机械能减少量最终转化为内能。 （11）实验改进：①木块被撞后滑出木板的解决办法：换更长的木板。②木块质量较大，确保实验现象较明显的方法：增大钢球滚下的高度。 （12）实验相关拓展 ①每次实验都要把木块放在同一位置； ②小车的动能，是指小车撞击木块前的瞬间的动能，所以在探究动能与质量关系时，如果木块不是放在同一位置，小车运动到木块前速度可能不相等； ③探究动能与质量的关系时，木块质量较大，实验现象不明显，为确保实验仍有较明显的现象，可采取的措施是（不改变木块的质量）：增大钢球下落的高度（或换用质量更大的钢球）。 ④探究动能与质量的关系时，木块被撞出了水平木板，在不改变木板长度的情况下，可采取的措施是：减小小车下落的高度（或换用质量更小的小车）。 ⑤如果水平面光滑，将无法完成实验，因木块被撞击后将做匀速直线运动。 ⑥小车下滑的过程中，小车的重力势能主要转化为动能（和少量内能）。水平面上移动最后静止下来，是动能（或机械能）转化为内能。 （13）实验结论的应用：生活中超载、超速问题（超速：速度大，超载：质量大，则动能大，危险性大。） 实验二：探究滑轮组机械效率的影响因素 实验：探究滑轮组机械效率的影响因素 【实验目的】探究滑轮组机械效率的影响因素 【实验原理】 【实验设计】利用下图的装置，测出钩码所受的重力G、绳子末端受到的拉力F、钩码被提升的高度h 和绳子末端移动的距离s，将计算结果记录下来并利用公式计算出滑轮组的机械效率，多次测量，分析数据并得出结论。 【实验器材】弹簧测力计、刻度尺、钩码、滑轮、细线和铁架台等 【进行实验与收集证据】 （1）用弹簧测力计测量钩码所受的重力G并填入表格； （2）按照图甲安装滑轮组，分别记下钩码和绳端的位置； （3）如图乙所示，匀速缓慢拉动弹簧测力计，使钩码升高，读出拉力F的值，用刻度尺测出钩码上升的高度h和绳端移动的距离s，将这三个量填入表格； （4）算出有用功W有、总功W总、机械效率η并填入表格； （5）改变钩码的数量，重复上面的实验； G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η 1 2 3 【分析论证】 G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η 1 0.1 0.2 0.5 0.3 0.15 66.7% 2 0.1 0.2 0.9 0.3 0.27 74.1% 3 0.1 0.3 1.3 0.3 0.39 76.9% 有表格数据分析可知：用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同；被提升的物体越重，机械效率越高。 【实验结论】 用同一滑轮组提升重力不同的物体时，机械效率不同；被提升的物体越重，机械效率越高。 【实验改进】 影响滑轮组机械效率的主要因素与改进措施 影响因素 分析 改进措施 被提升物体的重力 同一滑轮组，被提升物体的重力越大，做的有用功越多，机械效率越高 在机械承受的范围内，尽可能增加被提升物体的重力 动滑轮的自重 有用功不变时，减小提升动滑轮时做的额外功，可提高机械效率 改进滑轮结构，减轻滑轮自重 滑轮组自身部件的摩擦 机械自身部件的摩擦力越大，机械效率越低 对机械进行保养，保持良好的润滑，减小摩擦 实验拓展1：滑轮组机械效率是否与动滑轮的重有关 G动/N G/N h/m W有/J F/N s/m W总/J η 0.3 4 0.05 0.2 1.7 0.15 0.255 78.4% 1.2 4 0.05 0.2 1.9 0.15 0.285 70.2% 【实验结论】 保持提升的物重不变，只改变动滑轮的重；被提升的动滑轮越重，机械效率越低。 实验拓展2：滑轮组机械效率是否与n有关 【实验结论】 同一组滑轮，物重相同情况下，只改变动滑轮身上绳子股数。机械效率差别不大。 若忽略绳重和摩擦，只改变绕绳方式，机械效率不变。 《探究滑轮组机械效率的影响因素》常考问题： （1）实验原理： （2）实验器材：钩码、铁架台、滑轮、细线，还需：刻度尺、弹簧测力计 （3）测量的物理量：钩码重力G、钩码提升的高度h、拉力F、绳的自由端移动的距离s。 （4）弹簧测力计运动情况：①必须匀速拉动弹簧测力计使钩码升高，目的是保证测力计示数大小不变； ②不能再弹簧测力计静止时读取弹簧测力计的示数。 （5）实验结论：影响滑轮组机械效率高低的主要因素有：①动滑轮越重，个数越多则额外功相对就多。②提升重物越重，做的有用功相对就多。③摩擦，若各种摩擦越大做的额外功就多。同一滑轮组：绕线方法和重物提升高度不影响滑轮机械效率。 （6）实验讨论：能否直接根据推导式在实验中直接测出物体重G和绳子自由端的拉力F，而不测绳子自由端移动距离s和物体移动距离h？ 不能，公式演算不能代替实验探究。 实验三：比较不同物质的吸热情况 实验：比较不同物质的吸热情况 【实验目的】比较不同物质的吸热能力 【实验设计】 取水和食用油，质量相同，使它们升高相同的温度，比较它们吸收的热量。取水和食用油，质量相同，使它们吸收相同的热量（即用电加热器加热相同时间），比较它们的温度大小。 【实验器材】相同规格的电加热器、玻璃杯、温度计，相同质量的水和食用油等。 【进行实验与收集证据】 （1）取相同质量的水和食用油分别倒入两只烧杯中。按图组装实验器材。 （2）观察并记录加热前两液体的初温度t1，预先设定好液体加热的末温度t2. （3）分别给两液体加热，记下加热的开始时刻。加热时，上下反复缓慢地提拉搅拌器。 （4）当一种液体温度达到t2时，记录该液体加热的最终时刻，计算该液体加热的时间t。 对另一液体作同样的观察、操作和记录。当热源相同时，两液体升高温度相同的情况下，加热时间越长的液体从热源吸热越多。 （5）将用过的食用油和水倒在指定的器皿内。整理好实验器材。 实验表格： 加热时间/min 水的温度t1/℃ 食用油的温度t2/℃ 【分析论证】 加热时间/min 0 2 4 6 8 水的温度t1/℃ 20 24 28 32 36 食用油的温度t2/℃ 20 28 36 44 52 （1）加热相同的时间，吸收相同的热量，水的温度升高较少，说明水的吸热能力强。 （2）升高相同的温度，吸收不同的热量，水的加热时间较长，说明水的吸热能力强。 【实验结论】 不同物质，在质量相等、升高的温度相同时，吸收的热量不同。 【交流评估】 质量相等的不同物质，吸收相同的热量，升高的温度不同； 质量相等的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。 可见，不同种类的物质的吸热能力不同。 【实验方法】 转换法：实验中给不同物质加热用的是相同规格的电加热器(或相同的酒精灯)，相同时间提供的热量相同，实验中通过加热时间来比较吸收热量的多少，这属于转换法。 控制变量法：控制两种物质的质量相同、升高的温度相同，只有物质种类不同，通过比较加热时间来比较物质的吸热能力；控制两种物质的质量和加热时间相同，通过比较升高的温度来比较物质的吸热能力。 《比较不同物质的吸热情况》常考问题： （1）实验研究方法：控制变量法和转换法。 ①控制变量法：控制物质的质量和初温都相同，改变物质种类，比较不同物质吸热能力。 ②转换法：物体吸收热量多少通过加热时间长短比较。 （2）测量工具：天平、温度计、秒表。 （3）选取相同的热源加热的目的：保证相同加热时间内物质吸收的热量相同。（在比热容实验中吸热多少由加热时间来决定）。使用电加热器代替酒精灯的好处：更易控制相同时间提供热量相同。 （4）玻璃棒的作用：通过搅拌使物质受热均匀。 （5）实验设计中的要点： ①用天平称量质量相等的水和煤油。 ②用相同的加热器加热。（相同时间提供热量相同） ③加热相同时间，比较两种物质升高的温度。（加热相同时间，即吸收相同热量，温度升的高的比热容小） ④或升高相同温度，比加热时间。加热时间长的物质比热容大。 （6）实验数据或图像判断比热容大小：①升高温度相同，加热时间长（即吸收热量多）的比热容大；②加热时间相同（即吸收热量相同），温度升的高的，比热容小。 （7）为寻找普遍规律，应换用不同物质多次实验。 （8）实验结论： ①不同物质的吸热能力不同； ②质量相同的不同物质，加热相同的时间，温度变化大的吸热能力弱，即比热容小； ③质量相同的不同物质，升高相同的温度，加热时间长的吸热能力强，即比热容大。 （9）实验相关拓展： ①根据图像计算比热容，如图乙：已知水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，则煤油的比热容为2.1×103 J/(kg·℃)。（由和结合计算得出结果） ②因水比热容大的应用：如汽车发动机常用水作为冷却剂；寒冷的冬天水箱要加防冻液，这是为了降低水的凝固点。 ③加热过程中沙子和水的温度升高，是通过热传递方式使物体内能增加。 ④使两种液体快速升温的方法：（1）加个盖子；（2）减少液体的质量。 ⑤实验中，如果被比较物质质量m、加热时间t、物体升高温度△t都不等，可以用的比值大小来判断。（t表示加热时间长短，即吸收热量多少。） / 学科网（北京）股份有限公司 $