九年级物理上册第十二章机械能和内能本章核心素养提升苏科版.doc

教学资料参考范本九年级物理上册 第十二章 机械能和内能本章核心素养提升 （新版）苏科版撰写人：_时 间：_知|识|框|架机械能和内能重|点|突|破一、两种能量(内能和机械能)的区别能量种类机械能内能定义物体_和_的总和物体内所有_和_的总和存在情况可以为零不能为零，自然界中一切物体都有内能研究对象宏观物体微观物体影响因素质量、速度、高度、弹性形变量质量、状态、材料、温度等改变大小的方法做功做功、热传递二、三个物理量(温度、内能、热量)的比较种类温度内能热量定义物体的冷热程度物体内部所有_和_的总和在_过程中转移的能量单位摄氏度( )焦耳(J)焦耳(J)形式状态量状态量过程量相互联系1.同一物体温度升高(或降低)，内能_增加(或减少)，但_是吸收(或放出)热量导致的，也可能是做功，如摩擦生热，钻木取火等；2.物体内能增加(或减少)，温度_升高(或降低)；物体内能增加(或减少)，_是吸收(或放出)热量导致的(也可能是做功)，如晶体熔化过程，钻木取火，空气压缩引火仪等；3.物体吸收(或放出)热量，内能_增加(或减少)，温度_升高(或降低)，如晶体熔化过程，水沸腾过程等(均选填“一定”或“不一定”)三、两种改变内能的方式做功和热传递类别做功热传递条件外界对物体做功，物体的内能_物体对外界做功，物体的内能_不同的物体或物体的不同部分之间存在_实质内能与其他形式的能之间的相互_内能的_方式压缩体积、锻打物体、摩擦生热、弯折物体等气体体积膨胀等热传导、热对流、热辐射实例打气筒打气，筒壁发热；钻木取火；多次弯折铁丝，在弯折部位铁丝发热等乙醚蒸气将活塞顶起，乙醚蒸气内能减少；试管中的水蒸气将木塞冲开，水蒸气内能减少热水中放入冰块，水温下降相互关系一个物体内能的改变，可以通过做功的方式，也可以通过热传递的方式来实现，即做功和热传递在改变物体内能上是_的四、汽油机的一个工作循环示意图冲程名称吸气冲程_排气冲程气门活塞变化进气门_，排气门关闭，活塞向_运动两气门关闭，活塞向_运动两气门关闭，活塞向_运动进气门关闭，排气门_活塞向_运动能量转换方式_能转化为_能_能转化为_能五、八个实验1六个演示实验图解现象、结论或注意事项物体的弹性势能与物体的弹性形变程度有关；橡皮筋的弹性形变程度越大，物体的弹性势能就_物体的重力势能与物体的_和_有关；要研究重力势能大小与物体质量的关系时，应控制_相同，通过观察_比较重力势能的大小墨水扩散的快慢与_有关，_越高，分子动能就越大，物体的内能就越_棉花燃烧起来，是因为活塞压缩气体_，使空气的内能_，温度_点火后现象是_，说明燃气的_能转化为盒盖的_能探究燃料热值时，除了要使两个容器、容器中水的质量完全相同外，还要控制燃料的_相同，待酒精和碎纸片充分燃烧后，通过比较_比较燃料热值大小2.两个探究实验(1)实验方法：_、_(2)实验装置：图12T1(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(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【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_.(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_3比较不同物质吸热的情况(1)实验方法：_、_(2)实验装置：图12T2(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”)(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【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_物理研究方法该方法在本章的应用类比法与宏观物体的动能与势能类比，得出内能的概念控制变量法探究影响动能大小的因素时，控制质量不变，探究动能与速度的关系，控制速度不变，探究动能与质量的关系；探究影响重力势能大小的因素时，控制质量不变，探究重力势能与高度的关系，控制高度相同时，探究重力势能与质量的关系比较不同物质吸放热本领时，控制质量相同，控制加热方式相同，比较加热相同时间后升高的温度，或比较升高相同温度所用的加热时间比较不同燃料燃烧放热本领时，控制燃料的质量相等，燃烧程度相同，比较等质量的水升高的温度转换法探究影响动能大小的因素时，将动能大小转化为木块被推动的距离进行比较，将速度转化为物体从同一斜面下滑的高度进行控制研究影响重力势能大小的因素时，将重力势能的大小转化为木桩被打入沙中的深度进行比较比较不同物质吸放热本领时，将物质吸热多少转化为相同加热条件下加热时间进行控制或比较比较不同燃料燃烧放热本领时，将燃料燃烧放热的多少转化为等质量的水升高的温度进行比较 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：_.()2.运动物体所具有的能量叫动能分析指正：_.()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：_.()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：_.()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：_.()9.同一物质发生物态变化后，比热容改变分析指正：_.()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：_.()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：_.()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：_.()15.燃料燃烧越充分，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：_.()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：_.提能专训重点考点剖析考点一动能、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例1 20xx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，重力势能增加考点专训见本章中考链接(二)考点1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例2 20xx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，温度不一定升高考点专训见本章中考链接(二)考点2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例3 20xx白银一模根据下表提供的数据，以下结论中正确的是()几种物质的比热容103J/(kg)物质水酒精煤油水银冰砂石铝铜比热容4.22.42.10.142.10.920.880.39A液体的比热容一定比固体的大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例4 用相同的电加热器分别对质量相等的A、B两种液体加热(不计热量损失)，如图12T3所示是A、B两种液体的温度随加热时间变化的关系图像，下列说法正确的是()图12T3AA的比热容与B的比热容之比为21BA的比热容与B的比热容之比为23C加热相同时间，B吸收热量比A吸收热量多DA和B升高相同的温度，B吸收热量较多考点专训见本章中考链接(二)考点3考点四热机例5 20xx绥化如图12T4所示是汽油机一个工作循环的四个冲程，顺序排列正确的是()图12T4A甲乙丙丁B乙丙甲丁C丁丙乙甲D丁甲丙乙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考点专训见本章中考链接(二)考点4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4.2103J/(kg )，q煤气取4.2107J/ kg考点专训见本章中考链接(二)考点5实验专训重点实验突破实验一探究动能大小与哪些因素有关例7 20xx盘锦为探究物体动能的大小与哪些因素有关，某实验小组利用斜面、质量不同的小钢球、木块等器材进行了如图12T5所示的实验图12T5(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(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【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_图12T63某同学在上述实验中获得启发，设计了如图12T6所示的装置探究“物体动能的大小与质量和速度的关系”将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离(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_来判断的实验次数钢球质量/g钢球下摆高度/ cm木块滑行距离/ cm1202020240205836020(2)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：_【开放探究】某同学想用质量不同的铁球将同一弹簧压缩相同程度后由静止释放，撞击同一木块，探究铁球的动能大小与质量的关系(如图12T7所示)，这个设计方案是_(选填“正确”或“错误”)的，原因是_.图12T7考点专训见本章中考链接(二)考点6实验二探究不同物体吸热升温现象例8 20xx丹东二模为了比较水和沙子吸热本领的大小，小明做了下列的实验：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：加热时间/ min01234温度/ 沙子2022242628水2021222324(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(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_.【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(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(5)下列事实能用上述实验结果解释的是()A夏天给教室洒水，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【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(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_时间t/分010203040150180泡沫塑料组水温T1/ 80645550412120棉絮组水温T2/ 80564332282020(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考点专训见本章中考链接(二)考点2详解详析【科学知识梳理】重点突破一、动能势能分子动能分子势能二、分子动能分子势能热传递一定不一定不一定不一定一定不一定三、增加减少温度差转化转移等效四、压缩冲程做功冲程打开下上下打开上机械内内机械五、1.越大质量高度高度桩下陷的深度温度温度大做功增加升高盒盖被弹开内机械质量水升高的温度2(1)控制变量法转换法(4)质量速度质量速度【注意】(1)木块木块大木块小转换法(2)不能光滑水平面上没有摩擦，木块将一直运动下去(3)小车到达水平面与木块即将碰撞时的速度相等3(1)控制变量法转换法(3)沙子和水升高的温度沙子和水加热的时间长短(4)快长(5)不同比热容【注意】(1)质量相等(2)加热时间的长短使物体受热均匀【科学应用举例】夯基专训1，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2，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3，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4，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56，改变内能的方式有两种：做功和热传递7，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8，比热容是物质的一种属性，和物体质量的大小没有关系910.11，两个气门关闭，活塞向下运动的冲程应该是做功冲程1213，汽油机的一个工作循环中对外做功一次14，汽油机的顶部有一火花塞；柴油机的顶部有一喷油嘴15，热值是燃料的一种属性，与燃料燃烧是否充分无关16，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17，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例1D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正确例2D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，吸收热量例3B解析液体的比热容不一定比固体的大，比如：冰比水银的比热容大质量相等的铝和铜，升高相同的温度，根据吸热公式Q吸cmt知，铝吸收的热量多质量相等的水和煤油吸收相同的热量后，根据公式t知，煤油的温度变化大例4A解析由图像可知，在相同时间内，吸收的热量相同，A的温度变化为tA20 ，B的温度变化为tB40 ，A、B的质量相同，由Q吸cmt得，c，则cAcBtBtA21，故A正确，B错误，C错误由图像可知，A、B升高相同的温度，对A加热的时间长，A吸收的热量多，故D错误例5C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例6热值4.21082500解析在同等条件下，“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”的热值很大.1 kg煤气完全燃烧放出的热量：Qmq煤气4.2107J/kg1 kg4.2107J，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量：Q10Q104.2107J4.2108J；由题知，Q吸Q4.2108J，因为Q吸c水m水(tt0)，所以水的质量：m水2500 kg.实验专训例7(1)木块被推动距离的远近(2)甲、丙速度(3)速度(4)C变式延伸1不能如果水平面是