（湖南专版）2019届中考物理专题十机械能和内能复习知识清单.pdf

专题十 机械能和内能 专题十 机械能和内能 知识结构 一、 机 械 能 及 其 转 化 能量 定义:一个物体能够 做功 我们就说这个物体具有能量 单位: 焦耳() 机械能 动能:物体由于 运动 而具有的能量 物体 速度 和 质量 越大动能越大 重力势能:物体由于 被举高 而具有的能量 物体的 高度 和 质量 越大重力势能越大 弹性势能:发生 弹性形变 的物体具有的能量 同一物体 弹性形变 越大弹性势能越大 动能和势能的转化 动能转化为势能:竖直向上抛出的物体在减速上升过程中它的动能 减小 重力势能 增大 势能转化为动能:正在加速下落的物体它的重力势能 减小 动能 增大 机械能守恒:一个物体如果只有动能和势能之间的相互转化在转化过程中机械能 保持不变 或者说机械能是 守恒 的 二、 内 能、 比 热 容 分子动理论 ()一切物体都是由 分子 组成的 ()分子在永不停息地做 无规则 运动同一物体温度越高时分子运动越 剧烈 这种运动叫分子的 热运动 ()分子间存在着相互作用的 引力 和 斥力 扩散现象:不同物质接触时彼此进入对方的现象 扩散现象说明分子间有 间隙 且分子在不停地做 无规则运动 内能 定义:构成物体的所有分子其热运动的 动 能与分子 势 能的总和 单位: 焦耳() 改变内能的方法 做功:实质是内能与 机械 能间的相互 转化 热传递:实质是内能的 转移 比热容 定义:一定质量的某种物质在温度升高(或降低)时吸收(或放出)的热量与它的 质量 和 温度变化量 的乘积之比 单位: 焦每千克摄氏度/ () 影响因素:物质 种类 和物体状态 应用 水的比热容为 ./ ()水可以调节气温、取暖、作冷却剂是因为水的比热容比较 大 热量的计算:其中 表示 升高 或 降低 的温度 三、 内 能 的 利 用 热机 定义:利用 内能 做功的机械 种类:蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等 内燃机 分类:汽油机和柴油机 四冲程依次为吸气冲程、 压缩 冲程、 做功 冲程和排气冲程 有能量转化的冲程 压缩冲程: 机械能 转化为 内能 做功冲程: 内能 转化为 机械能 热值 定义:某种燃料 完全燃烧 放出的热量与其 质量 之比 单位: 焦每千克(/ ) 影响因素:燃料的 种类 热量计算: 热机的效率 定义:热机用来做 有用功 的那部分能量与燃料完全燃烧放出的 热量 之比 提高效率的方法 ()让燃料燃烧更充分 ()减小机械摩擦造成的能量损耗 ()减少热量的散失 ()废气再利用 能量守恒定律:能量既不会凭空 消灭 也不会凭空 产生 它只会从一种形式 转化 为其他形式或者从一个物体 转移 到其他物体而在转化和转移的过程中能量的总量 保持不变 年中考 年模拟 考点清单 考点一 机械能及其转化 一、影响动能与势能大小的因素 影响动能大小的因素是物体的质量和速度 物体质量越 大运动速度越大它具有的动能也越大 影响重力势能大小的 因素是物体的质量和高度物体质量越大被举得越高所具有 的重力势能越大 影响同一个物体弹性势能大小的因素是发生 弹性形变的程度 二、动能和势能的相互转化 机械能内部转化情况可用下图表示(不计能量损失、物体质 量不变) 重力 势能 速度增大高度减小 高度增大速度减小 动 能 速度增大弹性形变减小 弹性形变增大速度减小 弹性 势能 总机械能守恒 考点二 内能、比热容 一、影响内能大小的因素 定义微观宏观量值 分子的 动能 分子由于热运动 而具有的能 分子永不停息地 做无规则运动 与温度有关 永远不 等于零 分子的 势能 分子之间由于存 在相互作用而具 有的能 分子间存在相互 作 用 的 引 力 和 斥力 与物体的 体积有关 可能等 于零 物体的 内能 物体内所有分子 的分子动能和分 子势能的总和 分 子 永 远 在 运 动、分子间存在 作用力 与质量、 温度及体 积等有关 永远不 等于零 二、改变内能的两种方式 注意 做功不一定都使物体的内能发生变化 做功是否会 引起物体内能的改变要看物体消耗的能量是否转化为物体的 内能 如举高物体时做功所消耗的能量变成了物体的势能并 未转化为物体的内能所以物体的内能就没有改变 三、比热容 物理意义 表示不同物质“容纳”热量本领强弱的物理量比热容 大表明物质“容纳”热量本领强 公式吸()、放()可简写为: 特点 ()物质的一种特性每种物质都有自己的比热容不 同物质的比热容一般不同因此可以用比热容的不同 来(粗略地)鉴别不同的物质 ()同一种物质的比热容一般不随质量、形状的变化而 变化 如一杯水与一桶水它们的比热容相同 ()对同一种物质比热容大小与物态有关例如水的 比热容与冰的不同 水 的 比 热 容 较 大 的 应用 调节温度 ()使沿海地区昼夜温差小内陆地区昼 夜温差大形成海陆风 ()农民在秧田里灌一些水在夜晚降温 时使秧苗的温度变化不大对秧苗起了 保护作用 作冷却剂或 取暖 ()汽车的发动机、发电厂的发电机的冷 却系统用水作为冷却剂 ()冬季供热用的散热器、暖水袋 考点三 内能的利用 热机的效率 .机械效率: 有用 总 其中 有用指有用功即对人们 有用的功总指利用机械做的总功 .热效率: 有用 其中 有用指有效利用的热量 指 总能量 如果是炉子则 为燃料完全燃烧放出的热量(总 )如果是太阳能热水器则 为太阳光照射到热水器上的总能 量如果是电热器则 为电流做功放出的热量() .热机的效率: 有用 总 其中 有用指用来做有用功 的那部分能量总指燃料完全燃烧释放的能量 易混清单 一、温度、内能、热量三者的区别与联系 .区别 从分子动理 论的观点理解 概念辨别表达方式 存在 形式 单位 温 度 是分子热运动 的剧烈程度的 标志 物体的冷 热程度 不能“传递” 和“转移” 只能说“是” 多少 状 态 量 内 能 物体内所有分 子的分子动能 和分子势能的 总和 能量的一 种形式 “具有” 状 态 量 专题十 机械能和内能 续表 从分子动理 论的观点理解 概念辨别表达方式 存在 形式 单位 热 量 在热传递过程 中内能转移的 多少 在热传递 过 程 中 传递内能 的多少 “吸收”或 “放出” 过 程 量 .联系 温度的变化可以改变一个物体的内能 传递热量的多少 可以量度物体内能改变的多少 物体吸收或放出热量它的内 能可能发生改变但它的温度不一定改变 如冰熔化时要吸收 热量内能增加但温度却保持在 不变 同样物体放出热 量时温度也不一定降低 二、内能与机械能的区别 定义存在情况 研究 对象 相关因素 改变大小 的方法 机 械 能 物体动能和 势能的总和 可以为零 宏观 物体 质量、速 度、高度、 弹性形变 量等 做功 内 能 物体内部所 有分子的分 子动能和分子 势能的总和 不能为零 自然界中 一切物体 都具有内能 微观 粒子 质量、体 积、温度 等 做功、 热传递 方法一 用控制变量法研究影响动能大小的因素 “控制变量法”是研究物理问题最常用的一种方法 影响动 能大小的因素不止一个要研究与其中一个因素的关系时应该 保证其他因素不变 要研究动能的大小与质量的关系时应保 证物体在水平面上具有相同的速度 把质量不同的两物体放在 斜面的同一高度可以使物体在到达平面时具有相同的速度 “控制变量法”便于研究物体动能的大小与物体质量的关系 例 ( 湖南长沙 分)为了模拟研究汽车超载和 超速带来的安全隐患小亮同学设计了如图甲、乙、丙所示的探 究实验 将 、 三个小球先后从同一装置高度分别为 、 、的位置滚下( )推动小木块运动一 段距离后静止 请你对以下问题进行解答: ()选择甲、丙两图所示实验进行比较是用来研究 带来的安全隐患 ()选择甲、乙两图所示实验进行比较可以得到的结论是 解析 研究汽车超载和超速带来的安全隐患实际上类 似于我们课本上探究影响动能大小的因素的实验 ()选择甲、丙两图所示实验进行比较两次实验小球的质 量不同但小球从同一高度滚下到达水平面时的速度相同所 以是探究超载带来的安全隐患 ()选择甲、乙两图所示实验进行比较两次实验小球的质 量相同但小球从不同高度滚下到达水平面时的速度不同甲 图中小球到达水平面时的速度快小木块移动的距离远可以得 到的结论是:在质量一定时速度越大安全隐患越大 答案 ()超载 ()在质量一定时速度越大安全隐患 越大 变式训练 ( 湖南张家界 分)某兴趣小组提出 利用“研究重力势能的大小与哪些因素有关”的实验装置(如图 所示)与所需器材(斜面、木块、不同质量的小钢球)来探究“影 响重力势能大小的因素”的设想 请你帮助完成如下实验方案: ()实验中通过观察 的大小来判断小 球重力势能的大小 ()本实验中若水平面绝对光滑则不能得出结论原因是 ()实验中为了要探究重力势能与物体的质量的关系要选 用上述图 具体的操作方法是让小球从 (选填“相 同”或“不同”)的高度由静止滚下 ()要探究重力势能与物体的高度的关系要选用上述图 具体的操作方法是让小球从 (选填“相同”或“不 同”)的高度由静止滚下 ()通过比较分析可以得出的结论是 答案 ()木块被推出的距离 ()钢球与木块将会做匀 速直线运动 ()乙 相同 ()甲 不同 ()重力势能的大 小与物体的质量和高度有关 解析 ()物体的位置越高重力势能越大到达水平面 时转化成的动能越大把木块推得越远所以可通过观察木块 被推出的距离的大小来判断小球重力势能的大小()若水平 面是绝对光滑的则球与木块在水平面上运动时将不受任何阻 力所以木块和球将一直运动下去无法比较被推出距离的大 小()探究重力势能与物体的质量的关系应让球所处的高度 年中考 年模拟 相等球的质量不同所以应选乙图并让小球从同一高度由静 止滚下比较木块被推出的距离 ()探究重力势能与物体的高 度的关系时要选用质量相同的小球从不同的高度由静止下 滑所以应选甲图()通过以上分析实验可以得出:重力势能的 大小与物体的质量和高度有关 方法二 区分内燃机的四个冲程的方法 一要看进气门、排气门的开闭状态二要看活塞的运动方 向在此基础上进行综合分析 具体情况如下表所示 冲程进气门排气门活塞运动方向 吸气冲程打开关闭向下运动 压缩冲程关闭关闭向上运动 做功冲程关闭关闭向下运动 排气冲程关闭打开向上运动 例 如图表示四冲程内燃机的某个冲程示意图这个冲程是 ( ) .吸气冲程.压缩冲程 .做功冲程.排气冲程 解析 由图可知两气门都关闭活塞下