1、第十二章 机械能和内能,本章核心素养提升,科学知识梳理,科学方法概览,第十二章 机械能和内能,科学应用示例,科学知识梳理,知识框架,本章核心素养提升,机械能和内能,机械能,动能,势能,定义,影响因素：物体的速度、质量,重力势能,弹性势能,定义,影响因素：物体质量、举高高度,定义,影响因素：材质、形变程度,动能和势能的相互转化,内能,定义,改变内能的方式：做功、热传递,影响因素,本章核心素养提升,机械能和内能,比热容,定义,物理意义,单位,相关公式,Q吸cm(tt0),Q吸cm(t0t),热值,定义,公式：,单位：J/kg或J/m3,热机,定义,工作原理,四个冲程,吸气冲程,压缩冲程机械能转化为
2、内能,做功冲程内能转化为机械能,排气冲程,重点突破,本章核心素养提升,一、两种能量(内能和机械能)的区别,动能,势能,分子动能,分子势能,本章核心素养提升,二、三个物理量(温度、内能、热量)的比较,分子动能,分子势能,热传递,本章核心素养提升,一定,不一定,不一定,不一定,一定,不一定,本章核心素养提升,三、两种改变内能的方式做功和热传递,增加,减少,温度差,转化,转移,本章核心素养提升,等效,本章核心素养提升,四、汽油机的一个工作循环,压缩冲程,做功冲程,本章核心素养提升,打开,下,上,下,打开,上,机械,内,内,机械,本章核心素养提升,五、八个实验 1六个演示实验,越大,质量,高度,高度,
3、桩下陷的深度,本章核心素养提升,温度,温度,大,做功,增加,升高,盒盖被弹开,内,机械,本章核心素养提升,质量,水升高的温度,本章核心素养提升,控制变量法,转换法,本章核心素养提升,(3)实验设计：将两辆相同小车分别从不同高度由静止开始下滑，撞击置于水平面上同一位置处的木块，发现放置在较高位置的小车撞击木块移动的距离远；在其中一辆小车上放一个砝码，然后让两辆小车从同一高度由静止开始下滑，撞击置于水平面上同一位置处的木块，发现放置砝码的小车撞击木块移动的距离远,本章核心素养提升,(4)实验结论：物体动能的大小与物体的_和_有关，_越大，_越大，物体所具有的动能就越大,质量,速度,质量,速度,本章
4、核心素养提升,【注意】(1)小车的动能大小由被撞击后_移动的距离远近反映出来，_移动的距离远说明小车的动能_，_移动的距离近说明小车的动能_这种研究物理问题的方法叫_(2)若水平面绝对光滑，本实验将_(选填“能”或者“不能”)达到探究目的，因为_.,木块,木块,大,木块,小,转换法,不能,光滑水平面上没有摩擦，木块将一直运动下去,本章核心素养提升,(3)让不同质量的小车从斜面上的同一高度由静止滑下，保证了_,小车到达水平面与木块即将碰撞时的速度相等,本章核心素养提升,控制变量法,转换法,本章核心素养提升,(3)实验设计：用相同的酒精灯给等质量的沙子和水加热：加热相同的时间，比较_；让沙子和水升
5、高相同的温度，比较_(4)实验现象：吸收相同热量时，沙子的温度升高得比水_(选填“快”或“慢”)；沙子和水升高相同的温度时，水需要加热的时间_(选填“长”或“短”),沙子和水升高的温度,沙子和水加热的时间长短,快,长,本章核心素养提升,(5)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_，物理学中用_表示不同物质的这种特性,不同,比热容,本章核心素养提升,【注意】(1)在相同的烧杯中分别装_的水和沙子(2)用_反映物体吸收热量的多少在实验中用搅拌棒给沙子和水不断搅拌的目的是_,质量相等,加热时间的长短,使物体受热均匀,本章核心素养提升,科学方法概览,本章核心素养提升,本章核心素养
6、提升,科学应用示例,夯基专训易错概念辨析,判断下列说法的正误，并对错误的说法分析指正()1.一个物体对另一个物体只有做了功，才具有能量分析指正：_.,物体具有能量，说明它具备了对其他物体做功的本领，但它不一定正在做功,本章核心素养提升,()2.运动物体所具有的能量叫动能分析指正：_.,物体由于运动而具有的能叫动能，但运动的物体可以具有动能和势能，同时还具有内能,本章核心素养提升,()3.快速运动的物体一定比静止的物体内能大分析指正：_. ()4.温度高的物体，内能一定大分析指正：_.,机械能和内能是两种互不关联的能量；内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，而与整个物体的速度无关
7、,因为内能的大小不但与温度有关，还与质量和所处状态等因素有关，所以温度越高的物体，内能不一定越大,本章核心素养提升,()5.同一物体，温度越高，内能越大分析指正：_.()6.物体的内能增大，一定是通过做功改变的分析指正：_.,改变内能的方式有两种：做功和热传递,本章核心素养提升,()7.热量总是从内能多的物体转移到内能少的物体分析指正：_.()8.同种物质，质量越大，比热容就越大分析指正：_.,热传递的条件是两个物体之间或者同一物体的不同部位存在温度差，与物体具有内能的多少无关,比热容是物质的一种属性，和物体质量的大小没有关系,本章核心素养提升,()9.同一物质发生物态变化后，比热容改变分析指
8、正：_.()10.夏天在河岸边觉得沙子热得发烫而河水却不怎么热，是因为水的比热容比沙子的比热容大分析指正：_.,本章核心素养提升,()11.两个气门关闭，活塞向下运动的冲程是压缩冲程分析指正：_。 ()12.汽油机的做功冲程中，是燃气的内能转化为活塞的机械能分析指正：_.,两个气门关闭，活塞向下运动的冲程应该是做功冲程,本章核心素养提升,()13.汽油机的一个工作循环中对外做功两次 分析指正：_. ()14.内燃机的结构中有喷油嘴的是汽油机，有火花塞的是柴油机分析指正：_.,汽油机的一个工作循环中对外做功一次,汽油机的顶部有一火花塞；柴油机的顶部有一喷油嘴,本章核心素养提升,()15.燃料燃烧
9、越充分，其热值越大 分析指正：_.()16.热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比，与燃料的质量成反比分析指正：_.,热值是燃料的一种属性，与燃料燃烧是否充分无关,燃料的热值是某种燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量的比值，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量和放出的热量多少无关,本章核心素养提升,()17.汽油机效率比柴油机效率低，是因为汽油的热值比柴油的热值小 分析指正：_.,汽油机效率比柴油机效率低与热值无关，与燃料的燃烧情况、散热情况、压缩程度有关,提能专训重点考点剖析,本章核心素养提升,考点一动能、势能及其转化,本考点侧重考查生活中动能、势能及其转化的现象，我们要结合实例，深入理解其概念，掌握
10、动能、势能大小的影响因素，并能解释动能和势能的相互转化现象,本章核心素养提升,例1 2017常德行驶在高速公路上的小汽车，司机突然发现刹车失灵，为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道，最终停下下列说法正确的是()A上坡过程中，小汽车的机械能保持不变B小汽车停下后，不再具有惯性C上坡过程中，小汽车处于平衡状态D上坡过程中，小汽车动能减小，重力势能增加,D,本章核心素养提升,解析为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上的避险车道，上坡过程中，机械能部分转化为内能，机械能减小，故A错误；物体在任何时候都有惯性，小汽车停下后，惯性不可能消失，故B错误；上坡过程中，小汽车速度逐渐减小，运动状态发
11、生变化，小汽车处于非平衡状态，故C错误；上坡过程中，质量不变、速度减小，所以动能减小，高度增加，所以重力势能增大，故D正确,本章核心素养提升,考点二内能,此考点主要考查对内能概念的理解以及改变内能的方式解决与内能有关的问题关键是理解内能的定义，即物体内所有分子的动能和分子势能的总和影响内能大小的主要因素温度，改变内能的方法做功和热传递，以及热量与内能的关系，解答这一部分内容时要注意利用概念辨析法去理解,本章核心素养提升,例2 2017曲靖关于热现象下列说法正确的是()A温度相同的物体，其内能的大小一定相同B熔点越高的物体，熔化时吸收的热量越多C物体的内能减小，一定是对外做了功D物体吸收热量，温
12、度不一定升高,D,本章核心素养提升,解析此题主要考查内能的概念以及改变内能的两种方法影响内能大小的因素是物体的质量(体积)、温度、种类和所处状态固体熔化时吸收的热量的多少与物体的质量有关，而与固体熔化时的熔点没有关系改变内能的方法有两种：做功和热传递，因此内能减少可能是物体对外界做功，也可能放出了热量晶体熔化的特点是温度不变，吸收热量,本章核心素养提升,考点三物质的比热容及其应用,本考点主要从不同物质吸、放热能力的探究、比热容的理解、比热容的计算、水的比热容较大的应用等角度进行命题,本章核心素养提升,例3 2017白银一模根据下表提供的数据，以下结论中正确的是(),A液体的比热容一定比固体的大
13、B质量相等的铝块和铜块，升高相同的温度，铝块吸收的热量多C同一物质发生物态变化后，比热容不变D质量相等的水和煤油，吸收相同的热量后，水的温度变化大,B,本章核心素养提升,本章核心素养提升,易错点拨 (1)比热容反映的是物质吸、放热的能力，是物质本身的一种属性，与物体吸收的热量、温度高低及温度变化量、物体的质量等无关但同一种物质的状态不同，比热容也可以不同，如水和冰(2)相同质量的不同物质，吸收或放出相同的热量，温度变化量与比热容成反比，即比热容大的物质温度变化小，比热容小的物质温度变化大相同质量的不同物质，升高或降低相同的温度，比热容大的物质吸收或放出的热量多比热容小的物质吸收或放出的热量少,
14、本章核心素养提升,A,本章核心素养提升,本章核心素养提升,考点四热机,C,本章核心素养提升,解析甲图进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；乙图两气门都关闭，活塞向下运动，火花塞点火是做功冲程，将内能转化为机械能；丙图两气门都关闭，活塞向上运动，是压缩冲程，将机械能转化为内能；丁图进气门打开，排气门关闭，活塞向下移动，是吸气冲程故正确排列顺序应该为丁丙乙甲,本章核心素养提升,方法技巧汽油机工作过程及各冲程的判断(1)汽油机一个工作循环包含四个冲程，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能(2)根据气门开、闭和活塞向上、向下运动情况判断
15、各冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动为吸气冲程；进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动为排气冲程；两个气门都关闭，活塞向上运动为压缩冲程，活塞向下运动同时火花塞点火为做功冲程,本章核心素养提升,考点五燃料的热值及热量的计算,此考点主要从热值的概念及与热值有关的热量计算等角度进行命题，一般以填空题、计算题的形式出现,本章核心素养提升,例6 “可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜能，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的_很大以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为_J，可以把_ kg的水从20 加热至60 .c水4.2103
16、J/(kg )，q煤气取4.2107J/ kg,热值,4.2108,2500,本章核心素养提升,实验专训重点实验突破,本章核心素养提升,实验一探究动能大小与哪些因素有关,本章核心素养提升,(1)实验中小钢球的动能的大小是通过_来判断的(2)实验中通过_两图来探究动能大小与质量的关系，两次实验，让小钢球从同一高度自由滚下，目的是使小钢球滚到斜面底端时具有相同的_(3)实验中通过甲、乙两图可以得出结论：在质量一定时，物体的_越大，动能越大,木块被推动距离的远近,甲、丙,速度,速度,本章核心素养提升,(4)若在进行甲、丙两图实验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要重新进行丙图的实
17、验，下列方法可行的是_A换用表面更粗糙的木板B换用一个质量较大的木板C换用质量较小的钢球D降低钢球滚下时的高度,C,本章核心素养提升,【变式延伸】结合上例探究以下问题1若水平面为光滑的，则_(选填“能”或“不能”)完成该实验，理由是_2物理研究方法有许多，如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替代法”等，本实验利用了控制变量法和_,不能,如果水平面是光滑的，木块被钢球撞击后将做匀速直线运动,转换法,本章核心素养提升,本章核心素养提升,(1)本实验使钢球获得动能的操作方法是_，钢球动能的大小是通过观察_来判断的,将钢球从某一高度由静止释放,木块移动的距离,本章核心素养提升,(2)
18、从表中数据可以看出，他们让质量不同的钢球从相同高度摆下，使钢球到达竖直位置的_相同，从而探究动能与_的关系(3)在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次实验，甲同学建议换用同样较长的木板，乙同学建议换一个较大的木块，丙同学建议降低钢球下摆的高度你认为应当采用_同学的建议(4)由上述实验数据和现象可得出结论：_,速度,质量,甲,在速度一定时，物体的质量越大，动能越大,本章核心素养提升,错误,弹簧压缩程度相同，弹性势能相同，小球的动能相同对木块做的功相同，木块移动的距离相同,本章核心素养提升,实验二探究不同物体吸热升温现象,例8 2017丹东二模为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了下
19、列的实验：在两个相同的烧杯中分别装有质量、初温都相同的水和沙子，用两个相同的酒精灯对其加热，实验数据记录如下：,本章核心素养提升,(1)在此实验中，用加热时间的长短来表示物质_的多少(2)分析上表中的实验数据可知：质量相同的水和沙子，升高相同的温度时，水吸收的热量_(选填“大于”或“小于”)沙子吸收的热量(3)如果加热相同的时间，质量相同的水和沙子，_(选填“沙子”或“水”)升高的温度更高,吸收热量,大于,沙子,本章核心素养提升,(4)实验中有些同学发现：刚开始加热时，情况与(3)结论不符，你认为可能的原因是_.,水的导热性能好或沙子导热性能不好(沙子里温度计玻璃泡插入得比较浅或没有用搅拌棒搅
20、动),本章核心素养提升,【变式延伸】结合上例探究以下问题(1)在设计实验方案时，需要确定以下控制的变量，下列要求中不正确的是_(填字母)A采用相同的加热方法(如酒精灯火焰的大小，与烧杯底的距离等)B烧杯中分别装入相同体积的水和沙子C使用相同的烧杯,B,本章核心素养提升,(2)在实验中，应不停地用搅拌棒搅动水和沙子，其目的是_(3)实验中用两个相同的酒精灯对其加热的目的是_(4)通过实验可以得到不同物质的吸热能力不同的结论，物质的这种属性用_这个物理量来描述,使物体受热均匀,使水和沙子在相同的时间内吸收的热量相同,比热容,本章核心素养提升,(5)下列事实能用上述实验结果解释的是()A夏天给教室洒
21、水，感觉凉爽B用盐水腌蛋，一段时间后蛋会变咸C长期堆放煤的水泥地面变成黑色D沿海地区昼夜温差会比内陆地区小(6)通过以上的实验探究结论，小明终于明白在白天进入森林游玩时如果迷了路，他应该选择_(选填“顺风”或“逆风”)走出森林的道理,顺风,D,本章核心素养提升,【开放探究】小明和小芳同学为了研究泡沫塑料和棉絮的保温性能的差别，两人设计并做了一个实验他们用这两种材料分别包着装有热水的密闭烧瓶，让它们自然冷却，利用温度计和计时器定时测量两烧瓶中的水温随时间变化的情况(1)为控制变量，实验前除了取大小、厚度相同的泡沫塑料和棉絮外，还应考虑保持烧瓶相同、环境温度相同_和_相同,水的质量,水的初温,本章核心素养提升,(2)小明和小芳同学把实验测得的时间和温度数据记录在下列表格中，请你回答：他们实验时的室内温度是_ ，经过40 min后，泡沫塑料包的烧瓶水温降低了_ ，棉絮包的烧瓶水温降低了_ .由此可以得出的实验结论是_,20,39,52,泡沫塑料的保温性能比较好,本章核心素养提升,(3)除了采用在相同时间内观察水降低的温度来比较这两种材料的保温性能外，根据上表数据，你还可以采用_方法比较两种材料的保温性能,降低相同的温度比较所用时间的长短,
