第十二章 机械能和内能（单元复习课件）物理新教材苏科版九年级上册

该初中物理单元复习课件系统梳理了“机械能和内能”的核心知识，涵盖动能、势能及其转化、内能、比热容、机械能与内能相互转化等内容，通过思维导图和节次逻辑串联知识点，构建完整的能量知识网络。 其亮点在于结合实验探究（如动能影响因素实验用控制变量法）和分层练习（从基础选择到综合计算），培养学生科学探究和科学思维能力，联系生活实例（水的比热容应用）强化物理观念，助力学生巩固知识，教师精准开展复习教学。

第12章 机械能和内能 单元复习 物理九年级上册 •苏科版 本章思维导图 第一节 机械能 第十二章 机械能和内容 速度相同的物体,质量越________,动能越 _____. 一个物体_______对另一个物体做功，则称这个物体具有能量 即一个物体具有做功的本领 1.能量与做功的关系 能够 实验装置： 小车 研究对象: 木块被推动的距离（反映小球动能的大小） 观察现象: 便于控制小车刚到达水平面时的速度 质量相同的物体,速度越_____,动能越_____. 结论1: 结论2: 大 大 大 大 2.影响动能大小的因素实验 使用斜面的目的 知识点一 动能 转换法 控制变量法 知识点一 动能 1.（24-25八年级下·安徽黄山·期末）当小汽车和大货车在红绿灯路口由静止状态同时启动时，通常小汽车更快达到相同速度。这是因为小汽车的质量较小，因此          较小，运动状态更容易改变。而汽车通过路口时，应注意观察周边情况并限速，是因为汽车速度越大，          越大，发生碰撞时造成的危害也更严重。          惯性 动能 2.某实验小组在“探究影响动能大小的因素”实验中，准备的器材有：质量分别为m、2m的钢球、木块和斜面等。实验过程如图： (1)本实验是通过                        来反映钢球动能大小的。 (2)为了探究物体动能大小与质量的关系，应选择         两图进行实验分析。 (3)实验中为了探究动能大小与速度的关系，应让质量相同的钢球，从同一斜面的         （选填“相同质量”或“不同高度”）由静止滚下。实验现象表明：当质量一定时，钢球速度越大，动能越        。这个结论可用来解释汽车        （选填“超速”或“超载”）带来的危害。 (4)实验装置中，如果水平面光滑，能否完成本实验的探究内容？           。 知识点一 动能 木块移动的距离 乙、丙 不相同 大 超速 不能 知识点二 弹性势能 能对其他物体做功，说明发生弹性形变的物体具有能量 发生弹性形变的物体 在一定限度内，物体的______________越大，它具有的弹性势能越大 具有弹性势能的物体对外做功的实质， 弹性势能转化为其他形式的能 弹性形变程度 甲 用弹弓弹射“子弹” 乙 压缩的弹簧弹开小车 （1）为验证猜想一，他设计了如图所示实验， （小球质量大于木块的质量）实验时将同一弹簧压缩不同的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球撞击同一位置的相同木块上，分析比较 ______________ ，从而得出弹性势能大小。 （2）为验证猜想二，需选用材料_________的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩_____（选填“相同”或“不同”）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若 。说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。 3.在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想： 猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关； 猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关； 木块移动的距离 前后两次木块移动的距离不同 不同 相同 知识点二 弹性势能 知识点三 重力势能 实验装置： 木块 研究对象: 小桌下陷的深度 观察现象: 小结: 物体的重力势能与物体的 和 有关， 越大， _____越大，重力势能越大。 高度 质量 高度 质量 质量相同的物体,高度越____,重力势能越____. 结论1: 高度相同的物体,质量越_____,重力势能越____ 结论2: 高 大 大 大 4.在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验时，提出了如下猜想： 猜想一：物体的重力势能与物体的质量有关； 猜想二：物体的重力势能与物体所在高度有关。为验证猜想，利用小桌、沙子、透明的箱子、质量不同的重物进行实验。把小桌放在平整的沙面上，让重物从高处落下，撞击桌面的中心部位，桌腿陷入沙子。图为实验过程中的有关情景。 知识点三 重力势能 （1）实验探究的是______（选填“重物”或“小桌”）的重力势能； （2）实验中通过比较______________________来判断物体重力势能的大小； （3）通过比较_______（选填“甲乙”“乙丙”“丙丁”或“甲丁”）两图，可得出的实验结论是：______________________________ ； （4）如图所示的实验，_____（选填“能”或“不能”）顺利验证两个猜想。 不能 重物 桌腿陷入沙子的深度 甲乙 物体的质量相同时，所在高度越高，重力势能越大 知识点三 重力势能 知识点四 动能和势能的相互转化 1. 机械能 动能、重力势能和弹性势能统称为______能。机械能是和物体的运动紧密联系的能量。机械能的单位是焦耳（J）。 2. 动能和势能的转化 机械 观察单摆的运动 最高点 观察滚摆的运动 【结论】动能和重力势能在一定条件下可以相互转化。 【结论】动能和弹性势能在一定条件下可以相互转化。 3.动能和弹性势能的转化 知识点四 动能和势能的相互转化 木球压缩弹簧时，动能转化为弹性势能；弹簧把木球弹回，弹性势能转化为动能。 归纳结论 动能和重力势能可以相互转化 动能和弹性势能可以相互转化 动能和势能可以相互转化 知识点四 动能和势能的相互转化 小球在A点时静止，动能为零，从A点由静止释放，能达到与A点等高的B点，说明没有能量损失，即机械能守恒。由于B点与A点等高，重力势能相等，所以B点动能与A点相同也为0。 摆球从A点运动到O点的过程中，摆球的质量不变，高度减小，重力势能逐渐减小，速度变大，动能逐渐变大。此过程中，重力势能转化为动能。 5.如图所示，将摆球从A点静止释放，经过最低点O到达B点，A、B两点等高，摆球到达B点时动能为___J；摆球从A点到O点的过程中，_______ 能转化为动能。整个过程中，摆球的机械能大小______（选填“不变”或“减小”）。 不变 0 重力势 知识点四 动能和势能的相互转化 6.在温哥华冬奥会上，来自黑龙江省的选手李妮娜在自由式滑雪比赛中获得银牌。她在比赛过程中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，则从a点向b点运动过程中，动能____（选填“增大”、“减小”或“不变”）；她在a点处的机械能 _______ 她在c点处的机械能；c点的机械能______d点的机械能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 等于 增大 大于 知识点四 动能和势能的相互转化 （1）从O点到A点的过程中，螺丝帽的机械能______ 。 （2）从A点到C点的过程中，弹性绳的弹性势能______，螺丝帽的动能 。（均选填“增大”“减小”“不变”或“先增大后减小”）。 7.如图是小明用螺丝帽模拟义“蹦极”的简化示意图，弹性绳一端系住螺丝帽，另一端固定在铁架台的O点。螺丝帽由静止开始自由下落，A点处弹性绳正好处于原长；B点处螺丝帽受到的重力与弹性绳对螺丝帽的拉力大小相等；C点处是螺丝帽到达的最低点。（整个过程忽略空气阻力和摩擦、弹性绳的自重不计） 不变 先增大后减小 增大 知识点四 动能和势能的相互转化 第二节 内能 热传递 第十二章 机械能和内容 内能: 物体内所有___________和___________的总和。 分子动能 分子势能 思考：内能大小与哪些因素有关 单个分子质量 分子数 （物质的种类） （物体的质量） 分子运动速度 （物体的温度） 分子间的作用力 （物体的状态） 思考： 物体温度升高表示内能增大，温度不变的物体，内能一定不变吗？ 分子动能 分子势能 物体温度不变，仅表示物体分子动能不变。但物体内所有分子势能可能是变化的。 知识点一 内能 1．以下与机械能和内能的说法中正确的是（　　） A．物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 B．物体的内能就是物体的机械能 C．物体的机械能可能为零，内能不可能为零 D．热传递一定是从能量的物体传向能量小的物体 知识点一 内能 C 2.仔细观察图中甲、乙两杯水。下列说法正确的是（　　）  A．甲杯中水的内能多 B．乙杯中水的内能多 C．甲杯和乙杯中水的内能一样多 D．无法判断 B 知识点一 内能 高温物体 热传递的实质 低温物体 内能 热传递的条件： 不同物体间或物体的不同部分之间存在温差。 温度相同，热传递停止。 热传递的方向： 高温物体 低温物体 内能转移 内能的减少量 内能的增加量 热量： 物体在热传递过程中转移的能量。 即内能的变化量。 热传递是高温物体______热量，内能______。低温物体______热量，内能______。 放出 减少 吸收 增大 知识点二 热传递 围炉烤火 热传递是改变物体内能的一种方式。 热传递的特点： 1.热传递的条件：温度差； 2.热传递传递的是：能量（而不是温度）。 高温处 热传递 能量 低温处 内能转移 知识点二 热传递 知识点二 热传递 3.人们经常使用退热贴，是因为人体和退热贴的        不同，两者发生         ，人体的内能         （选填“增加”或“减少”），从而起到降温的作用。             温度   热传递 减少 4．关于温度、热量、内能，下列说法正确的是（　　） A．物体的温度越高，放出的热量越多 B．物体的内能增加，温度一定升高 C．一个物体的温度升高，内能一定增加 D．物体吸收了热量，它的温度一定升高 C 知识点二 热传递 第三节 物质的比热容 第十二章 机械能和内容 1.比热容描述不同物质吸放热的性质：为了描述不同物质吸放热的性质，物理学中引入了比热容这一物理量。 2.比热容的定义：物理学中，将物体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，叫作比热容。 4.比热容用c表示，单位是焦/(千克 · 摄氏度),符号是J/(kg·℃) 。比热容是物质的一种物理属性。 3.比热容在数值上等于单位质量的某种物质温度升高(或降低)1℃所吸收(或放出)的热量。 知识点一 比热容 c = Q m·∆t Q的单位：焦耳（J） m的单位：千克（kg） ∆t的单位：摄氏度（℃） 5. 单位：J/（kg·℃），读作：焦每千克摄氏度。 4. 如果用m表示物质的质量，△t表示物质升高或降低的温度，Q表示物质吸收或放出的热量，物质的比热容c可表示为  6. 研究表明，对于同种物质， 相等； 对于不同物质， 一般不等。 知识点一 比热容 水的比热容较大的应用 知识点二 比热容的应用 汽车发动机常用水的冷却液 热水袋中装入热水用来取暖 水的比热容大，在质量一定、升高相同温度时，吸热多，故用水作冷却剂效果好。 水的比热容大，在质量一定、降低相同温度时，放热多，故用水取暖效果好。 ①用水取暖 冬天，房间里暖气片里为什么用水循环放热？因为水的比热容大，在质量一定时，降低相同温度，水放出的热量多，所以用热水取暖效果好。 ②用水冷却 汽车发动机为什么用水来冷却? 有什么好处?因为水的比热容大，在质量一定的条件下，升高相同温度时，水吸收热量多，用水作冷却剂效果好。 发动机中的水循环 冬天暖气片里流动的是水 知识点二 比热容的应用 ③用水调节气温 为解决城市的热岛效应，不少城市修建人工湖来调节气温，为什么？ 因为水的比热容比较大，和其他液体相比，如果它们吸收相等的热量，水温升高比较小；如果它们放出相等的热量，水温降低较小。在相同情况下，水能使周围物体的温度变化较小，所以说水对气温的调节起较大作用。 修建人工湖，利用水的 吸热本领强，来调节气温 知识点二 比热容的应用 1. 热量的计算 根据比热容公式c （1）物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸=cm（t-t0）＝cmΔt （2）物体温度降低时，所放出的热量为： Q放=cm（t0-t）＝cmΔt t0 表示物体原来的初温度，t 表示物体后来的末温度。 知识点三 热量的计算 2. 热平衡 （1）概念：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低；低温物体吸收热量，温度升高。若放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为“达到热平衡”。 （2）热平衡方程： Q吸 = Q放 c1m1（t1-t01）＝c2m2（t2-t02） 知识点三 热量的计算 解： 水吸收的热量 Q=cm(t-t₀)=4.2×10³J/(kg·℃)×1.5kg×(100-20)℃ =5.04×10⁵J 5. 初温为20℃、质量为1.5 kg 的一壶水，温度升高到100℃需要吸收多少热量? 反思 实际上，烧开这一壶水需要提供的热量大于5.04×10⁵ J。想 一 想，这是为什么? 容器（水壶）吸收热量、热散失等。 知识点三 热量的计算 6.使20 g冰的温度从-10℃升高到0℃，但未熔化成水，需要吸收多少热量？如果这些热量是由温度从5℃降低到0℃的水供给的，需要多少克5℃的水？［冰的比热容2.1×103 J/(kg·℃)］ 解：m冰=20 g=20×10-3 kg，Δt冰=0℃-(-10℃)=10℃，冰吸收的热量Q吸=c冰m冰Δt冰=2.1×103 J/(kg·℃)×20×10-3 kg×10℃=420 J； 由题知，冰升高温度吸收的热量由水降温放热提供，即Q吸=Q放=c水m水Δt水，Δt水=5℃-0℃=5℃，需要水的质量 知识点三 热量的计算 第四节 机械能与内能的相互转化 第十二章 机械能和内容 做功改变物体的内能的实质是： 机械能与内能间的相互转化 实验现象： 现象实质： 铁丝的温度升高 人对铁丝做功，机械能转化为内能，铁丝内能增加 知识一 机械能与内能相互转化 实验现象： 当瓶塞跳出时可以看到瓶内出现了“白雾” 现象实质： 因为瓶内气体膨胀做功，内能______，温度降低，使水蒸气______形成的小水珠 减小 液化 做功——改变物体内能 对物体做功，物体内能_____ 物体对外做功，物体内能_____ 增加 减少 热传递 做功 区别 改变内能 能量从高温处转移到低温处 热传递的条件：温度差 外界对物体做功，物体内能增加； 物体对外界做功，物体内能减小 实质 内能的转移 其他形式的能(如机械能)与内能之间的转化 联系 做功和热传递都可以改变物体的内能。 有资料显示：做功和热传递都可以改变物体的内能。这句话有如下解释， 做功和热传递在改变物体的内能上是等效的。 知识一 机械能与内能相互转化 7.神舟十三号载人返回舱成功着陆，返回舱与大气摩擦温度升高，内能增加。下列事例中物体内能改变方式与它相同的是（　　） A．汤勺放在热汤中温度升高 B．烧水时水温升高 C．压缩空气温度升高 D．取暖器旁的物体温度升高 C A B C D 知识一 机械能与内能相互转化 8. 在研究“物体内能的改变”时，做了如图甲、图乙两个实验： （1）如图甲所示，在—个配有活塞的厚玻璃筒里放—小团硝化棉，把活塞______下压。可以看到硝化棉燃烧，这是因为活塞压缩______做功，内能______，温度升高到棉花的着火点，使硝化棉燃烧； （2）如图乙所示，烧瓶内盛少量水，给瓶内打气，当瓶塞跳出时可以看到瓶内出现了“白雾”，这是因为瓶内气体膨胀做功，内能______，温度降低，使水蒸气______形成的； （3）两个实验说明了______可以改变物体 的内能，同时说明了内能和______能可以相互转化。 迅速 气体 增大 减小 液化 做功 机械 知识一 机械能与内能相互转化 汽油机完成一个工作循环: 1.经历四个冲程,分别为___________、 ___________、 ___________、 ___________。 2.曲轴转动________ ，活塞往返次________。 3.在压缩冲程中_______能转化为____能， 在做功冲程中____能转化为______能。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 两周 两次 飞轮的作用： 在一个工作循环中，汽油机只对外做一次功，其余的三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的。 机械 内 内 机械 甲 乙 判断汽油机的冲程依据: 1.活塞运动的方向 2.进气门排气门打开与闭合 知识二 热机 9．（2025·江苏无锡·三模）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔， 从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中，下列说法正确的是（　 ） A．罐内气体的内能增加 B．该过程机械能转化为内能 C．能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 D．能量转化情况与内燃机的做功冲程相同 D 知识二 热机 10．（2025·江苏南京·三模）图甲是四冲程汽油机某冲程的示意图，图乙是空气压缩引火仪，图丙是对试管中的水加热一段时间后而塞“飞出”。下列说法正确的是（   ） A．三个过程中改变气体内能的方式相同 B．三个过程中气体内能大小的变化情况相同 C．图甲是做功冲程，其能量转化与图丙中的能量转化相同 D．若该汽油机每秒可完成10个图甲冲程，则其飞轮转速为600r/min A 知识二 热机 知识三 燃料热值 1.热值：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，叫作这种燃料的热值。燃料的热值用q表示，单位是J/kg。 Q放= mq 质量为m的燃料，完全燃烧放出的热量 q: 燃料的热值；单位：J/kg Q：燃料完全燃烧放出的热量；单位：J m: 燃料的质量；单位：kg 3.物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 比值定义法 2.公式： 一些燃料的热值 1.与比热容相似，不同燃料的热值一般不同，其大小与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关； 2.氢气的热值最大：氢气热值1.43×108J/kg。 知识三 燃料热值 11.下列关于热值的说法正确的是（　　） A．5kg煤的热值大于1kg煤的热值 B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多 C．燃料燃烧不完全时热值变小 D．燃料的热值是燃料本身的特性 D 知识三 燃料热值 12.如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时同，塞子被试管内水蒸气推出，这与图           （选填“A”、“B”、“C”或“D”）所示汽油机           冲程的能量转化是一致的，若飞轮转速是600r/min该汽油机每秒钟内完成           个冲程，做功           次。 知识三 燃料热值 C   做功  20  5 谢谢聆听 Lavf58.45.100 $