1、五、機械能(一)、動能和勢能1、能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能理解：能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。 一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。機械能勢能重力勢能定義：物體由于被舉高而具有的能量。決定其大小的因素：物體質(zhì)量越大、舉得越高，勢能就越大彈性勢能定義：發(fā)生形變的物體具有的能量。決定其大小的因素：物體彈性形變越大、彈性勢能就越大動能定義：物體由于運動而具有的能量決定其大小的因素：物體速度越大、質(zhì)量越大，動能就越大2、知識結(jié)構(gòu)：1、 探究決定動能大小的

2、因素： 猜想：動能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)； 實驗研究：研究對象：小鋼球 方法：控制變量； ？如何判斷動能大小：看小鋼球能推動木快做功的多少 ？如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達斜面底端時速度大小相同； ？如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下；分析歸納：保持鋼球質(zhì)量不變時結(jié)論：運動物體質(zhì)量相同時；速度越大動能越大；保持鋼球速度不變時結(jié)論：運動物體速度相同時；質(zhì)量越大動能越大；得出結(jié)論：物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動能越大，質(zhì)量越大動能也越大。物體質(zhì)量m/kg速度v/(m.s-1)動能E/J牛約600約0.5約75中學(xué)生約50約6約900 練習(xí)：右表中給出了一頭牛漫步行走和

3、一名中學(xué)生百米賽跑時的一些數(shù)據(jù)：分析數(shù)據(jù)，可以看出對物體動能大小影響較大的是 速度你判斷的依據(jù)：人的質(zhì)量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍此時動能為牛的12倍說明速度對動能影響大4、機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。理解：有動能的物體具有機械能；有勢能的物體具有機械能；同時具有動能和勢能的物體具有機械能。動能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化勢能彈性勢能重力勢能(二)、動能和勢能的轉(zhuǎn)化1、知識結(jié)構(gòu)：2、動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；3、動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：如果一

4、個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；如果一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。4、動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析：首先分析決定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。還要注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補充或沒有能量損失），則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機械能不變。題中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失機械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失機械能不守恒。(三)、水能和風能的利用機械能的天然資源風能水能攔河

5、筑壩海水潮汐直接做功發(fā)電1、 知識結(jié)構(gòu)：2、水電站的工作原理：利用高處的水落下時把重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，水的一部分動能轉(zhuǎn)移到水輪機，利用水輪機帶動發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化為電能。練習(xí)：水電站修筑攔河大壩的目的是什么？大壩為什么要設(shè)計成上窄下寬？答：水電站修筑攔河大壩是為了提高水位，增大水的重力勢能，水下落時能轉(zhuǎn)化為更多的動能，通過發(fā)電機就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。第十五章 熱和能復(fù)習(xí)提綱一、分子熱運動：1、物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型，其直徑以10-10m來度量。2、一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動 擴散：不同物質(zhì)在相互接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象。擴散現(xiàn)象說明：A分子之間有間隙。B分子在做不停的

6、無規(guī)則的運動。課本中的裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是：防止二氧化氮擴散被誤認為是重力作用的結(jié)果。實驗現(xiàn)象：兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻，結(jié)論：氣體分子在不停地運動。固、液、氣都可擴散，擴散速度與溫度有關(guān)。分子運動與物體運動要區(qū)分開：擴散、蒸發(fā)等是分子運動的結(jié)果，而飛揚的灰塵，液、氣體對流是物體運動的結(jié)果。3、分子間有相互作用的引力和斥力。 當分子間的距離分子間平衡距離 r ，引力斥力。時，引力斥力，斥力起主要作用，固體和液體很難被壓縮是因為：分子之間的斥力起主要作用。時，引力斥力，引力起主要作用。固體很難被拉斷，鋼筆寫字，膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。當10時，分子之間作用力十

7、分微弱，可忽略不計。 破鏡不能重圓的原因是：鏡塊間的距離遠大于分子之間的作用力的作用范圍，鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。二、內(nèi)能：1、內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。2、物體在任何情況下都有內(nèi)能：既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用，那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊。3、影響物體內(nèi)能大小的因素：溫度：在物體的質(zhì)量，材料、狀態(tài)相同時，溫度越高物體內(nèi)能越大。質(zhì)量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時，物體的質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大。材料：在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時，物體的材料不同，物體的內(nèi)能可能不同。存在狀態(tài)：在

8、物體的溫度、材料質(zhì)量相同時，物體存在的狀態(tài)不同時，物體的內(nèi)能也可能不同。4、內(nèi)能與機械能不同：機械能是宏觀的，是物體作為一個整體運動所具有的能量，它的大小與機械運動有關(guān)內(nèi)能是微觀的，是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關(guān)。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動，而不是物體的整體運動。5、熱運動：物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。 溫度越高擴散越快。溫度越高，分子無規(guī)則運動的速度越大。三、內(nèi)能的改變：1、內(nèi)能改變的外部表現(xiàn)：物體溫度升高（降低）物體內(nèi)能增大（減小）。物體存在狀態(tài)改變（熔化、汽化、升華）內(nèi)能改變。反過來，不能說內(nèi)能改變必然導(dǎo)致溫度變

9、化。（因為內(nèi)能的變化有多種因素決定）2、改變內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。A、做功改變物體的內(nèi)能：做功可以改變內(nèi)能：對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體對外做功物體內(nèi)能會減少。做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化如果僅通過做功改變內(nèi)能，可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。（）解釋事例：圖15.2-5甲看到棉花燃燒起來了，這是因為活塞壓縮空氣做功，使空氣內(nèi)能增加，溫度升高，達到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火：使木頭相互摩擦，人對木頭做功，使它的內(nèi)能增加，溫度升高，達到木頭的燃點而燃燒。圖15.2-5乙看到當塞子跳起來時，容器中出現(xiàn)了霧，這是因為瓶內(nèi)空氣推動瓶塞對瓶塞做功，內(nèi)能減小，溫度降低，使水蒸

10、氣液化凝成小水滴。B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。熱傳遞是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。熱傳遞的條件是有溫度差，傳遞方式是：傳導(dǎo)、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能（熱量），而不是溫度。熱傳遞過程中，物體吸熱，溫度升高，內(nèi)能增加；放熱溫度降低，內(nèi)能減少。熱傳遞過程中，傳遞的能量的多少叫熱量，熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。 C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別：由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同，所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同，前者能的形式發(fā)生了變化，后者能的形式不變。 D、溫度、熱量、內(nèi)能 區(qū)別：溫度：表示物體的

11、冷熱程度。 溫度升高內(nèi)能增加 不一定吸熱。如：鉆木取火，摩擦生熱。熱量：是一個過程。 吸收熱量 不一定升溫。如：晶體熔化，水沸騰。 內(nèi)能不一定增加。如：吸收的熱量全都對外做功，內(nèi)能可能不變。內(nèi)能：是一個狀態(tài)量 內(nèi)能增加 不一定升溫。如：晶體熔化，水沸騰。 不一定吸熱。如：鉆木取火，摩擦生熱指出下列各物理名詞中“熱”的含義：熱傳遞中的“熱”是指：熱量 熱現(xiàn)象中的“熱”是指：溫度熱膨脹中的“熱”是指：溫度 摩擦生熱中的“熱”是指：內(nèi)能（熱能）四、熱量：1、比熱容： 定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（降低）1時吸收（放出）的熱量。 物理意義：表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。 比熱容是物質(zhì)的一種特性

12、，大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。 水的比熱容為4.2×103J(kg·) 表示：1kg的水溫度升高（降低）1吸收（放出）的熱量為4.2×103J水常調(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大2、計算公式：吸m（tt0），放m（t0t）3、熱平衡方程：不計熱損失 吸放五、內(nèi)能的利用、熱機(一)、內(nèi)能的獲得燃料的燃燒 燃料燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。(二)、熱值1、定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。2、單位：J/kg3、關(guān)于熱值的理解：對于熱值的概念，要注重理解三個關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料

13、”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言，如果燃料的質(zhì)量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒：表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。 熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。3、公式：Qmq（q為熱值）。 實際中，常利用Q吸Q放即cm(t-t0)=qm聯(lián)合解題。4、酒精的熱值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0

14、15;107J。煤氣的熱值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。5、火箭常用液態(tài)氫做燃料，是因為：液態(tài)氫的熱值大，體積小便于儲存和運輸6、爐子的效率：定義：爐子有效利用的熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。公式：=Q有效/ Q總= cm(t-t0)/ qm(三)、內(nèi)能的利用 1、內(nèi)能的利用方式： 利用內(nèi)能來加熱；從能的角度看，這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。 利用內(nèi)能來做功；從能的角度看，這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。2、熱機：定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。 能的轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 蒸氣機內(nèi)燃機噴氣式發(fā)動機3、內(nèi)燃機：將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒

15、，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。它主要有汽油機和柴油機。4、內(nèi)燃機大概的工作過程：內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功沖程是內(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程，是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。5、 熱機的效率：熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。公式：=W有用/ Q總= W有用/qm 提高熱機效率的途徑：使燃料充分燃燒 盡量減小各種熱量損失 機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。6、汽油機和柴油機的比較：汽油機柴油機不同點構(gòu)造：頂

16、部有一個火花塞。頂部有一個噴油嘴。吸氣沖程吸入汽油與空氣的混合氣體吸入空氣點燃方式點燃式壓燃式效率低高應(yīng)用小型汽車、摩托車載重汽車、大型拖拉機相同點沖程：活塞在往復(fù)運動中從汽缸的一端運動到另一端。一個工作循環(huán)活塞往復(fù)運動2次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，經(jīng)歷四個沖程，做功1次。六、能量守恒定律1、自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，但在日常生活中我們也有所了解，如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能，跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能，跟原子核的變化有關(guān)的核能，跟化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的化學(xué)能等。2、在一定條件下，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移（列舉學(xué)生所熟悉的事例，說明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移）。在熱傳遞過程中，高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球，甲球的機械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過程中能量形式?jīng)]有變。3、在