2012九年级物理第十章_机械能和内能_知识归纳

一、机械能

（一）动能和势能的比较

1、动能和势能的转化情况

在一定条件下，动能和重力势能之间可以相互转换,动能和弹性势能之间也可以相互转换

2、动能和势能的转化分析

（1）分析决定动能、重力势能、弹性势能的因素怎样变化，判断动能和势能的大小如何变化。

（2）注意在动能和势能相互转化过程中有没有能量补充或损失，判断机械能总量改变还是不变。

例：“物体沿水平方向上滑动”，则机械能不变；“物体在斜面上匀速下滑”，则机械能减少。

二、内能

（一）定义：物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。

（二）注意：内能是一种与分子热运动有关的能量，任何一个物体都具有内能。

（三）影响物体内能大小的因素

1、温度：在物体的质量、材料、状态相同时，温度越高，内能越大。

2、质量：在物体的温度、材料、状态相同时，质量越大，内能越大。

3、材料：在物体的温度、质量、状态相同时，材料不同，内能可能不同。

4、状态：在物体的温度、材料、质量相同时，状态不同，内能也可能不同。

（四）内能的改变

1、内能改变的外部表现

物体温度升高（降低）→物体内能增大（减小）

物体状态改变（如熔化、汽化、升华）→内能改变

反过来，不能说内能改变必然导致温度变化（内能的变化有多种因素决定）。

2、改变内能的二种方式：热传递和做功（对改变内能来说，这二种方式是等效的。）

（1）热传递的实质：内能在物体间的转移（吸收热量，内能增加；放出热量，内能减少。）

（2）做功的实质：内能和其他能的转化（对物体做功，内能增加；物体对外做功，内能减少）

三、热量

（一）热量定义：物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量。（热量的国际单位是焦耳）

（二）与热量相关的物理量

1、比热容c

（1）表示：质量相等的不同物质，升高（降低）相同的温度，吸收（放出）的热量不相等。

（2）定义：单位质量的某种物质，温度升高（降低）1℃吸收（放出）的热量叫做这种物质的比热容。

（3）单位：焦/（千克·℃），符号为J/（㎏·℃）

（4）注意：比热容大小与物质的种类、状态有关，与物体的质量、温度、吸热和放热等无关。

（5）意义：水的比热：4.2×103J/(kg·℃) 物理意义是1kg水温度升高1℃吸收的热量为4.2×103J

（6）应用：由于水的比热容较大，所以经常利用水来调节气温、取暖、散热等。

2、燃料的热值q

（1）表示：不同燃料在燃烧时将化学能转变成内能的本领大小

（2）定义：单位质量某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值

（3）单位：焦/千克，符号为J / ㎏    （气态燃料也可用J / m³）

（4）意义：汽油的热值是4.6×107J/kg，其意义是1 kg汽油完全燃烧放出的热量是4.6×107J

（5）注意：燃料的热值大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧状况等无关。

（6）应用：火箭常用液态氢燃料是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输。

（三）热量计算

1、热传递过程中吸收或放出的热量 

2、燃料燃烧的放热公式： 

四、温度、内能、热量的比较

五、热机

1、原理：将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能。

2、汽油机的一个工作循环

（1）经历四个冲程，分别为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

（2）曲轴旋转二圈，活塞往复二次。

（3）压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中，内能（燃料燃烧释放的内能）转化为机械能。

一台单缸四冲程汽油机的飞轮的转速为1200r/min，则汽油机每秒内完成＿＿个冲程，对外做功＿＿＿次。

3、热机效率

（1）定义：热机中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效率。

(2)公式：

4、炉子效率：请你类比热机效率写出它的定义及其公式

练习：

1、跳伞运动员在空中打开降落伞后，匀速下落的过程中，运动员的（    ）

   A.动能增加，重力势能减少，机械能不变   B. 动能不变，重力势能减少，机械能减少

C. 动能减少，重力势能增加，机械能增加  D. 动能不变，重力势能不变，机械能不变

2、如图所示跳水运动员跳板跳水时的情景，从运动员腾空跳起向上运动后再向下落入水中，若不计空气阻力，则在整个过程中（    ）

  A.运动员的动能一直在增大，机械能不变   

B.运动员的重力势能一直在减小，机械能不变

  C.运动员的动能先减小后增大，机械能不变

 D.运动员的重力势能先减小后增大，机械能增大

3、关于温度、热量、内能间的关系，下列说法中正确的是（    ）

A、物体吸收了热量，它的温度一定升高，内能一定增加

B、物体温度升高了，它的内能一定增加，一定是吸收了热量

C、温度高的物体具有的热量就多

D、同一个物体温度升高，则内能增加

4、如图所示，把一个底端密闭的薄壁金属管固定在桌上，管里放一些酒精，管口用塞子塞紧，用绳子在管外绕几圈并迅速地来回拉动；

（1）过一段时间后，看到的现象是            ，是        能         转化为           能，里面燃气的温度             ；

（2）拉动绳子克服摩擦做功，是将机械能转化为__________能；

（3）请说出该实验中的某一现象并简述其原因。

现象：_______________________；原因：________________________。

5、在八百多年前，我国就发明了图示这种流行于民间的玩具式走马灯，它的

工作原理和近代的燃气轮机相同。如果点燃走马灯内的蜡烛，燃烧产生的高温

气体将      （选填“向上运动”、“向下运动”或“绕蜡烛旋转”）， 运动的

热空气便推动纸风车和固定在转轴上的纸马转动。这种走马灯工作时

将内能转化为       能。

6、美国《大众科学》杂志评出2006～2007年度奇思妙想十大发明，其中最引人注意的是“六冲程引擎”，这种引擎在完成四冲程工作后，会把水注入汽缸，使水瞬间变成水蒸气，从而带动活塞运动，产生第五冲程，为汽车提供动力，第六冲程是让水蒸气进入冷凝器，变成可再次注入汽缸的水，其中第五冲程相当于四冲程内燃机的      冲程，能量是      能转化     能；在第六冲程中发生的物态变化是          ；请你指出该“六冲程引擎”的一个优点：                  。

7、在大型游乐场里，小明乘坐如图所示匀速转动的“摩天轮”，正在向最高点运动，对此过程，下列说法正确的是（  ）

A．小明的重力势能保持不变    B．小明的动能保持不变

C．小明的机械能守恒          D．小明的机械减少

 8、如图所示，小刚对子弹击穿木板靶心前后子弹能量变化的问题进行了思考，有如下四点看法：（1）动能减少，是因为有部分机械能转化为内能 

 （2）动能减少，是因为子弹的机械能增加了

（3）动能减少，是因为子弹克服摩擦做了功

 （4）子弹机械能不变      

在他的看法中，正确的有（    ）

 A．1点     B.2点     C.3点    D.4点

9、小洪同学家中原来用液化气烧水，每天约用60℃的热水100kg，她家今年春节买了一台“皇明”太阳能热水器。（1）这台热水器夏天平均每天可将100kg的水从20℃加热到60℃,这些水吸收了多少热量? (2)若石油液化气燃烧放出的热量有70％被水吸收,她家改用太阳能热水器后，平均每个月节约多少kg液化气（液化气的热值为8.0×107J/kg，每个月按30天计算）

 （3）请你说说使用太阳能热水器的优点。（至少说出两点）