第十一讲：机械能和内能docx学案

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机械能：动能和势能统称为机械能。
动能：物体由于运动而具有的能。
重力势能：物体由于被举高而具有的能。
弹性势能：物体由于发生弹性形变而具有的能。
2、动能和势能的影响因素
（1）影响动能的因素是物体的质量和速度。质量相同时，速度大的物体具有的动能大；速度相同时 ，质量大的物体具有的动能大。
（2）影响重力势能的因素是物体的质量和速度。质量相同时，高度大的物体重力势能大；高度相同时，质量大的物体重力势能大。
（3）同一物体的弹性形变越大，其弹性势能越大。
3、动能和势能的相互转化
（1）动能转化为重力势能时，物体的速度不断减小，高度不断增加；重力势能转化为动能时，高度降低，速度增大。
（2）动能转化为弹性势能时，速度减小，弹性形变增大；弹性势能转化为动能时，弹性形变减小，速度增大。
4、机械能守恒
（1）物体通常既具有动能，又具有势能。
（2）当物体只受重力和弹性力时（不受阻力时），机械能总量保持不变。即动能减小了多少，势能就增加多少；势能减小了多少，动能就增加多少。
例题1 一个实心铁球和一个实心木球质量相等，将它们放在同一水平地面上，下列结论中正确的是（ ）
A. 铁球的重力势能大于木球的重力势能 B. 铁球的重力势能小于木球的重力势能
C. 铁球的重力势能等于木球的重力势能 D. 上述三种情况都有可能
【答案】 B
【考点】动能和势能的大小变化
例题2 如图，一木块从斜面上匀速滑下，下列说法正确的是（ ）
​
A. 木块只受到重力和斜面的支持力 B. 下滑过程中，木块的重力势能转化为动能
C. 下滑过程中，木块的重力势能转化为内能 D. 下滑过程中，木块的机械能保持不变
【答案】 C
【考点】动能和势能的转化与守恒
例题3 如图所示，大人与小孩爬相同的楼梯所用时间相同，下列说法正确的是（ ）
A. 大人与小孩做功相同，两人功率相同 B. 大人与小孩做功相同，小孩功率大
C. 大人比小孩做功多，大人功率大 D. 大人比小孩做功多，小孩功率大
【答案】 C

例题4 如图所示，s=60cm，与之对应的h=30cm。现用弹簧测力计进行两次操作：(1)沿竖直方向匀速提升小车：(2)沿斜面方向匀速拉动小车，记录数据如表，分析数据有如下一些发现。其中，错误的是（ ）
A. 斜面是一个省力的简单机械 B. 小车克服摩擦力做功60J
C. 利用斜面不能省功 D. 斜面的机械效率为83.3%
【答案】 B
【考点】功的计算公式的应用，机械效率的计算，斜面及其工作特点
例题5 .2015年在苏州举行的第53届世乒赛中首次使用了“40+”新球，新球与“40”旧球如图甲所示．
小科想比较两种球的弹性大小，做了如下实验：将两球从相同高度由静止同时释放，比较两球落到同一桌面上弹起的高度得出弹性大小，发现很难比较两球弹起的高度，继续观察，两球在桌面上反复弹跳，发现新球停止弹跳时，旧球还在弹跳，如图乙所示，多次实验结果相同，说明旧球的弹性比新球好。
（1）乒乓球下落过程中重力势能逐渐________；
（2）该实验体现了转换的思想，将比较球的弹性分别转换为比较弹起的高度和________。
【答案】 （1）减小
（2）反弹次数
【考点】动能和势能的大小变化
例题6 如今电动车越来越受到人们的欢迎，行驶中的电动车主要是将________能转化为________能，
在给电动车充电时，电能转化为________能储存在蓄电池内。
【答案】 电；机械；化学
【考点】能量利用效率
变式训练 如图所示为国产油电混合动力汽车。

（1）给汽车蓄电池充电时，能量由电能转化为________；
（2）该汽车在平直的公路上以20米/秒的速度匀速行驶50秒，行驶中受到摩擦力的大小为800N，则这一过程中汽车牵引力做的功为________焦耳。
【答案】 （1）化学能
（2）8×105 【考点】功，功率
二、内能
热运动：物体内部大量微粒的无规则运动。 温度越高，微粒的无规则运动越剧烈。
内能：物体内部大量微粒作无规则运动时具有的能。任何物体都具有内能
内能的单位：焦耳。
物体的温度升高时，内能增大；物体的温度降低时，内能就减小。但是物体的内能增大时，温度不一定升高。
热传递：热量从高温物体向低温物体或者从同一物体的高温部分向低温部分传递的现象。
热传递的三种方式：传导、对流、辐射。
热传递总是由高温物体指向低温物体，高温物体放出热量温度降低，低温物体吸收热量温度升高，直到两物体温度相等为止。
热量：在热传递中，传递的能量的多少。
改变物体内能的方法：做功和热传递。这两中方法对改变物体的内能是等效的。
做工改变物体的内能；对物体做功，可以使物体的内能增加；物体对外做功，本身的内能会减小。
热传递改变物体的内能：物体从外界吸收热量，内能就增加；物体向外界放出热量，内能就会减小。
热量的计算：Q=cm△t
Q表示热量、c表示物体的比热、m表示物体的质量、△t表示变化的温度
c水=4.2×103焦/（千克.摄氏度）表示每千克的水温度升高1摄氏度，所吸收的热量为
4.2×103焦
燃烧的热值：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值。
热值的单位：焦/千克。
燃料完全燃烧时放出的热量=燃料的热值×燃料的质量 即Q=mq
浙江新中考 汽车紧急刹车时，轮胎温度急剧升高，内能增大，图中四个事例中改变物体内能的方式与之相同的是( )
A. 钻木取火 B. 金属勺放在热汤中
C. 食品放入冰箱内 D. 物体放在取暖器旁
【答案】 A
【考点】物体内能的改变方法
例题7 为了比较甲、乙两种液体的比热容，小红进行了如下的实验：用两个完全相同的酒精灯，同时给质量和初温都相同的甲、乙两种液体加热，其他条件相同；分别记录加热的时间和对应的温度，根据记录的数据作出了两种液体的温度随时间变化的图像，如图所示。下列结论中错误的是（ ）
A. 要使甲、乙升高相同的温度，应给乙加热更长的时间，这说明乙的吸热能力强
B. 加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，则甲的比热容比乙小
C. 加热相同的时间时，甲升高的温度高一些，则甲吸收的热量多一些
D. 若已知甲的比热容是1.8×103J/（kg•℃），则乙的比热容是2.4×103J/（kg•℃）
【答案】 C
【考点】热量的计算
例题8 某电子打火机打火原理如图，压电陶瓷受到撞击时表面电荷重新分布，产生高电压，发出电火花点燃气体。撞击时，通过压电陶瓷实现的能量转化是________；放电时，两块压电陶瓷的连接方式是________联。
【答案】 机械能→电能(如把“机械能”写成“动能”也给分)；并
【考点】串联电路和并联电路的辨别，能量的相互转化和转移
例题9 电梯是高层住宅必备的交通工具，如图甲所示是某种升降电梯工作原理图，它由轿厢、对重、电动机、钢丝绳、滑轮等部件连接组成。电动机和对重通过钢丝绳分别给轿厢施加拉力，连接轿厢的两根钢丝绳非常靠近，轿厢与对重的运动方向始终相反。对重的质量为400kg，空轿厢的质量是500kg，额定载重量是1000kg，某次电梯满载上升时的v﹣t图象如图乙所示。不计钢丝绳重力和一切摩擦。
（1）电梯匀速上升的高度是多少？
（2）电梯匀速运动阶段，对重的重力做的功是多少？
（3）电梯满载匀速上升时，电动机钢丝绳对轿厢拉力的功率是多少？
【答案】 （1）根据图乙可知，电梯匀速上升的速度为2m/s，时间t=8s-2s=6s，
那么匀速上升的高度为：s=vt=2m/s×6s=12m；
（2）对重的重力做功W=Gh=400kg×10N/kg×12m=4.8×104J；
（3）当电梯满载匀速上升时，
轿厢的总重力为：G总=m总t=（500kg+1000kg）×10N/kg=15000N；
对重的重力为：G对重=m对重g=400kg×10N/kg=4000N；
根据公式G总=G对重+F得到：
15000N=4000N+F；
解得：F=11000N；
电动机钢丝绳对轿厢的功率：P=Fv=11000N×0.2m/s=2.2×104W。
【考点】速度公式及其应用，二力平衡的条件及其应用，功的计算公式的应用，功率计算公式的应用
例题10 省油灯是我国古代劳动人民智慧的结晶，其由上下两个碗状容器组成，中间有夹层，夹层有一小孔与外部相连.该油灯“上部盛水、夹层盛油”能够省油（如图所示），说明该灯能省油的原理.
【答案】 解：省油灯由上下两个碗状容器组成，中间有夹层，夹层有一小孔与外部相连，上部盛水、夹层盛油.这一构造能够减少油与空气直接接触的面积；上部盛水，当温度升高时上层容器中水的挥发能够降低油的温度；空气与油之间隔了层水，从而减小油上方的空气流速.
【考点】影响蒸发快慢的因素
例题11 .如图为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的挂烫机，它的正常工作电压为220V，水箱最多装水0.3kg，加热功率有高温和低温两个档位。设计师最初设计的内部电路有甲、乙两种接法，其中电热丝R=56Ω、R2=44Ω。

（1）高温水蒸气熨烫衣服时，水蒸气遇到衣服迅速________(填物态变化名称)成小水珠，放出热量将衣服熨平，所以使用时要避免烫伤。
（2）已知熔断器里的保险丝允许通过的最大电流为8.2A，请通过计算说明设计师应该选择哪个电路。
（3）按照所选的电路，用高温档把里面所装的0.22kg水从20℃加热到100℃(不考虑能量损失)，需要多长时间？(c水=4.2×103J/(kg·℃)
【答案】 （1）液化
（2）甲：Imax= =5A
乙：Imax=I1+I2= ≈8.9A.
I乙max>8.2A，选择甲电路。
（3）Pmax=UImax=220V×5A=1100W
Q=c水m(t2-t1)=4.2x103J(kg·℃)×0.22kgx(100℃-20℃)=73920J
t= =67.2s
【考点】液化及液化现象，欧姆定律及其应用，热量的计算，电功率计算公式的应用
数据操作
测力计示数(N)
移动距离(cm)
竖直提升
10
30
沿斜面拉动
6
60