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省公开课一等奖新名师获奖课件

第十二章机械能和内能1/70本章关键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2/70科学知识梳理知识框架本章关键素养提升机械能和内能机械能动能势能定义影响原因：物体速度、质量重力势能弹性势能定义影响原因：物体质量、举高高度定义影响原因：材质、形变程度动能和势能相互转化内能定义改变内能方式：做功、热传递影响原因3/70本章关键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(t－t0)Q吸＝cm(t0－t)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—机械能转化为内能做功冲程—内能转化为机械能排气冲程4/70重点突破本章关键素养提升一、两种能量(内能和机械能)区分能量种类机械能内能定义物体________和________总和物体内全部________和________总和存在情况能够为零不能为零，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原因质量、速度、高度、弹性形变量质量、状态、材料、温度等改变大小方法做功做功、热传递动能势能分子动能分子势能5/70本章关键素养提升二、三个物理量(温度、内能、热量)比较种类温度内能热量定义物体冷热程度物体内部全部________和________总和在________过程中转移能量单位摄氏度(℃)焦耳(J)焦耳(J)形式状态量状态量过程量分子动能分子势能热传递6/70本章关键素养提升相互联络1.同一物体温度升高(或降低)，内能________增加(或降低)，但________是吸收(或放出)热量造成，也可能是做功，如摩擦生热，钻木取火等；2.物体内能增加(或降低)，温度________升高(或降低)；物体内能增加(或降低)，________是吸收(或放出)热量造成(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(或降低)，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”)一定不一定不一定不一定一定不一定7/70本章关键素养提升三、两种改变内能方式——做功和热传递类别做功热传递条件外界对物体做功，物体内能______物体对外界做功，物体内能______不一样物体或物体不一样部分之间存在______实质内能与其它形式能之间相互______内能______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、热辐射增加降低温度差转化转移8/70本章关键素养提升实例打气筒打气，筒壁发烧；钻木取火；屡次弯折铁丝，在弯折部位铁丝发烧等乙醚蒸气将活塞顶起，乙醚蒸气内能降低；试管中水蒸气将木塞冲开，水蒸气内能降低热水中放入冰块，水温下降相互关系一个物体内能改变，能够经过做功方式，也能够经过热传递方式来实现，即做功和热传递在改变物体内能上是________等效9/70本章关键素养提升四、汽油机一个工作循环压缩冲程做功冲程10/70本章关键素养提升气门活塞改变进气门______，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______能打开下上下打开上机械内内机械11/70本章关键素养提升五、八个试验1．六个演示试验图解现象、结论或注意事项物体弹性势能与物体弹性形变程度相关；橡皮筋弹性形变程度越大，物体弹性势能就____________物体重力势能与物体________和________相关；要研究重力势能大小与物体质量关系时，应控制________相同，经过观察________________比较重力势能大小越大质量高度高度桩下陷深度12/70本章关键素养提升墨水扩散快慢与________相关，________越高，分子动能就越大，物体内能就越________棉花燃烧起来，是因为活塞压缩气体______，使空气内能______，温度______点火后现象是________，说明燃气________能转化为盒盖________能温度温度大做功增加升高盒盖被弹开内机械13/70本章关键素养提升探究燃料热值时，除了要使两个容器、容器中水质量完全相同外，还要控制燃料________相同，待酒精和碎纸片充分燃烧后，经过比较______________比较燃料热值大小质量水升高温度14/70本章关键素养提升2.两个探究试验(1)试验方法：____________、________．(2)试验装置：图12－T－1控制变量法转换法15/70本章关键素养提升(3)试验设计：①将两辆相同小车分别从不一样高度由静止开始下滑，撞击置于水平面上同一位置处木块，发觉放置在较高位置小车撞击木块移动距离远；②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木块，发觉放置砝码小车撞击木块移动距离远．16/70本章关键素养提升(4)试验结论：物体动能大小与物体________和________相关，________越大，________越大，物体所含有动能就越大．质量速度质量速度17/70本章关键素养提升【注意】(1)小车动能大小由被撞击后________移动距离远近反应出来，________移动距离远说明小车动能________，________移动距离近说明小车动能________．这种研究物理问题方法叫________．(2)若水平面绝对光滑，本试验将________(选填“能”或者“不能”)到达探究目标，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18/70本章关键素养提升(3)让不一样质量小车从斜面上同一高度由静止滑下，确保了____________________________________________．小车抵达水平面与木块即将碰撞时速度相等19/70本章关键素养提升3．比较不一样物质吸热情况(1)试验方法：____________、____________．(2)试验装置：图12－T－2控制变量法转换法20/70本章关键素养提升(3)试验设计：用相同酒精灯给等质量沙子和水加热：①加热相同时间，比较________________________；②让沙子和水升高相同温度，比较________________________．(4)试验现象：吸收相同热量时，沙子温度升高得比水________(选填“快”或“慢”)；沙子和水升高相同温度时，水需要加热时间________(选填“长”或“短”)．沙子和水升高温度沙子和水加热时间长短快长21/70本章关键素养提升(5)试验结论：不一样物质在质量相等、升高温度相同时，吸收热量__________，物理学中用____________表示不一样物质这种特征．不一样比热容22/70本章关键素养提升【注意】(1)在相同烧杯中分别装__________水和沙子．(2)用________________________反应物体吸收热量多少．在试验中用搅拌棒给沙子和水不停搅拌目标是________________________．质量相等加热时间长短使物体受热均匀23/70本章关键素养提升科学方法概览物理研究方法该方法在本章应用类比法与宏观物体动能与势能类比，得出内能概念控制变量法探究影响动能大小原因时，控制质量不变，探究动能与速度关系，控制速度不变，探究动能与质量关系；探究影响重力势能大小原因时，控制质量不变，探究重力势能与高度关系，控制高度相同时，探究重力势能与质量关系．比较不一样物质吸放热本事时，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温度，或比较升高相同温度所用加热时间．比较不一样燃料燃烧放热本事时，控制燃料质量相等，燃烧程度相同，比较等质量水升高温度24/70本章关键素养提升转换法探究影响动能大小原因时，将动能大小转化为木块被推进距离进行比较，将速度转化为物体从同一斜面下滑高度进行控制．研究影响重力势能大小原因时，将重力势能大小转化为木桩被打入沙中深度进行比较．比较不一样物质吸放热本事时，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．比较不一样燃料燃烧放热本事时，将燃料燃烧放热多少转化为等质量水升高温度进行比较25/70本章关键素养提升科学应用示例夯基专训—易错概念辨析判断以下说法正误，并对错误说法分析指正．(

)1.一个物体对另一个物体只有做了功，才含有能量．分析指正：____________________________________________________________________________________________________.×物体含有能量，说明它具备了对其它物体做功本事，但它不一定正在做功26/70本章关键素养提升(

)2.运动物体所含有能量叫动能．分析指正：_____________________________________________________________________________________________.×物体因为运动而含有能叫动能，但运动物体能够含有动能和势能，同时还含有内能27/70本章关键素养提升(

)3.快速运动物体一定比静止物体内能大．分析指正：_______________________________________________________________________________________________________.(

)4.温度高物体，内能一定大．分析指正：______________________________________________________________________________________________.××机械能和内能是两种互不关联能量；内能与物体内部分子热运动和分子间相互作用情况相关，而与整个物体速度无关因为内能大小不但与温度相关，还与质量和所处状态等原因相关，所以温度越高物体，内能不一定越大28/70本章关键素养提升

(

)5.同一物体，温度越高，内能越大．分析指正：_____________________________________________________________________________________________.(

)6.物体内能增大，一定是经过做功改变．分析指正：________________________________.×√改变内能方式有两种：做功和热传递29/70本章关键素养提升(

)7.热量总是从内能多物体转移到内能少物体．分析指正：____________________________________________________________________________________________.(

)8.同种物质，质量越大，比热容就越大．分析指正：_________________________________________.××热传递条件是两个物体之间或者同一物体不一样部位存在温度差，与物体含有内能多少无关比热容是物质一个属性，和物体质量大小没相关系30/70本章关键素养提升(

)9.同一物质发生物态改变后，比热容改变．分析指正：___________________________________________________.(

)10.夏天在河岸边以为沙子热得发烫而河水却不怎么热，是因为水比热容比沙子比热容大．分析指正：__________________________________________________.√√31/70本章关键素养提升(

)11.两个气门关闭，活塞向下运动冲程是压缩冲程．分析指正：__________________________________________。

(

)12.汽油机做功冲程中，是燃气内能转化为活塞机械能．分析指正：________________________________.×√两个气门关闭，活塞向下运动冲程应该是做功冲程32/70本章关键素养提升(

)13.汽油机一个工作循环中对外做功两次．分析指正：_______________________________________.

(

)14.内燃机结构中有喷油嘴是汽油机，有火花塞是柴油机．分析指正：_________________________________________.××汽油机一个工作循环中对外做功一次汽油机顶部有一火花塞；柴油机顶部有一喷油嘴33/70本章关键素养提升(

)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热量成正比，与燃料质量成反比．分析指正：____________________________________________________________________________________________.××热值是燃料一个属性，与燃料燃烧是否充分无关燃料热值是某种燃料完全燃烧放出热量与燃料质量比值，它只与燃料种类相关，与燃料质量和放出热量多少无关34/70本章关键素养提升(

)17.汽油机效率比柴油机效率低，是因为汽油热值比柴油热值小．分析指正：_______________________________________________________________________________________________________.×汽油机效率比柴油机效率低与热值无关，与燃料燃烧情况、散热情况、压缩程度相关35/70提能专训—重点考点剖析本章关键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、势能及其转化现象，我们要结合实例，深入了解其概念，掌握动能、势能大小影响原因，并能解释动能和势能相互转化现象．36/70本章关键素养提升例1[·常德]行驶在高速公路上小汽车，司机突然发觉刹车失灵，为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上避险车道，最终停下．以下说法正确是(

)A．上坡过程中，小汽车机械能保持不变B．小汽车停下后，不再含有惯性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D37/70本章关键素养提升[解析]为了避险，将车开上铺有碎石且沿山坡向上避险车道，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，小汽车速度逐步减小，运动状态发生改变，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．38/70本章关键素养提升考点二内能此考点主要考查对内能概念了解以及改变内能方式．处理与内能相关问题关键是了解内能定义，即物体内全部分子动能和分子势能总和．影响内能大小主要原因——温度，改变内能方法——做功和热传递，以及热量与内能关系，解答这一部分内容时要注意利用概念辨析法去了解．39/70本章关键素养提升例2[·曲靖]关于热现象以下说法正确是(

)A．温度相同物体，其内能大小一定相同B．熔点越高物体，熔化时吸收热量越多C．物体内能减小，一定是对外做了功D．物体吸收热量，温度不一定升高D40/70本章关键素养提升[解析]此题主要考查内能概念以及改变内能两种方法．影响内能大小原因是物体质量(体积)、温度、种类和所处状态．固体熔化时吸收热量多少与物体质量相关，而与固体熔化时熔点没相关系．改变内能方法有两种：做功和热传递，所以内能降低可能是物体对外界做功，也可能放出了热量．晶体熔化特点是温度不变，吸收热量．41/70本章关键素养提升考点三物质比热容及其应用本考点主要从不一样物质吸、放热能力探究、比热容了解、比热容计算、水比热容较大应用等角度进行命题．42/70本章关键素养提升几个物质比热容[103J/(kg·℃)]物质水酒精煤油水银冰砂石铝铜比热容4.22.42.10.142.10.920.880.39例3[·白银一模]依据下表提供数据，以下结论中正确是(

)A．液体比热容一定比固体大B．质量相等铝块和铜块，升高相同温度，铝块吸收热量多C．同一物质发生物态改变后，比热容不变D．质量相等水和煤油，吸收相同热量后，水温度改变大B43/70本章关键素养提升44/70本章关键素养提升[易错点拨](1)比热容反应是物质吸、放热能力，是物质本身一个属性，与物体吸收热量、温度高低及温度改变量、物体质量等无关．但同一个物质状态不一样，比热容也能够不一样，如水和冰．(2)相同质量不一样物质，吸收或放出相同热量，温度改变量与比热容成反比，即比热容大物质温度改变小，比热容小物质温度改变大．相同质量不一样物质，升高或降低相同温度，比热容大物质吸收或放出热量多．比热容小物质吸收或放出热量少．45/70本章关键素养提升例4用相同电加热器分别对质量相等A、B两种液体加热(不计热量损失)，如图12－T－3所表示是A、B两种液体温度随加热时间改变关系图像，以下说法正确是(

)A．A比热容与B比热容之比为2∶1B．A比热容与B比热容之比为2∶3C．加热相同时间，B吸收热量比A吸收热量多D．A和B升高相同温度，B吸收热量较多图12－T－3A46/70本章关键素养提升47/70本章关键素养提升考点四热机例5[·绥化]如图12－T－4所表示是汽油机一个工作循环四个冲程，次序排列正确是(

)A．甲乙丙丁B．乙丙甲丁C．丁丙乙甲D．丁甲丙乙图12－T－4C48/70本章关键素养提升[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．故正确排列次序应该为丁丙乙甲．49/70本章关键素养提升[方法技巧]汽油机工作过程及各冲程判断(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)依据气门开、闭和活塞向上、向下运动情况判断各冲程：①进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动为吸气冲程；②进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动为排气冲程；③两个气门都关闭，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．50/70本章关键素养提升考点五燃料热值及热量计算此考点主要从热值概念及与热值相关热量计算等角度进行命题，普通以填空题、计算题形式出现．51/70本章关键素养提升例6“可燃冰”作为新型能源，有着巨大开发使用潜能，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出热量可到达煤气数十倍，说明“可燃冰”________很大．以10倍关系粗略计算，1kg“可燃冰”完全燃烧放出热量为________J，能够把________kg水从20℃加热至60℃.[c水＝4.2×103J/(kg·℃)，q煤气取4.2×107J/kg]热值4.2×108250052/70本章关键素养提升53/70试验专训—重点试验突破本章关键素养提升试验一探究动能大小与哪些原因相关例7[·盘锦]为探究物体动能大小与哪些原因相关，某试验小组利用斜面、质量不一样小钢球、木块等器材进行了如图12－T－5所表示试验．图12－T－554/70本章关键素养提升(1)试验中小钢球动能大小是经过____________________来判断．(2)试验中经过________两图来探究动能大小与质量关系，两次试验，让小钢球从同一高度自由滚下，目标是使小钢球滚到斜面底端时含有相同________．(3)试验中经过甲、乙两图能够得出结论：在质量一定时，物体________越大，动能越大．木块被推进距离远近甲、丙速度速度55/70本章关键素养提升(4)若在进行甲、丙两图试验时，丙图中木块被撞后滑出木板，为了使木块不滑出木板，需要重新进行丙图试验，以下方法可行是________．A．换用表面更粗糙木板B．换用一个质量较大木板C．换用质量较小钢球D．降低钢球滚下时高度C56/70本章关键素养提升【变式延伸】结合上例探究以下问题1．若水平面为光滑，则________(选填“能”或“不能”)完成该试验，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“等效替换法”等，本试验利用了控制变量法和________．不能假如水平面是光滑，木块被钢球撞击后将做匀速直线运动转换法57/70本章关键素养提升3．某同学在上述试验中取得启发，设计了如图12－T－6所表示装置探究“物体动能大小与质量和速度关系”．将钢球从某一高度由静止释放，钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上木块，将木块撞出一段距离．图12－T－658/70本章关键素养提升试验次数钢球质量/g钢球下摆高度/cm木块滑行距离/cm1202020240205836020(1)本试验使钢球取得动能操作方法是__________________________，钢球动能大小是经过观察____________________来判断．将钢球从某一高度由静止释放木块移动距离59/70本章关键素养提升(2)从表中数据能够看出，他们让质量不一样钢球从相同高度摆下，使钢球抵达竖直位置_____相同，从而探究动能与____关系．(3)在第3次试验中，木块被撞后滑出木板，需要重做第3次试验，甲同学提议换用一样较长木板，乙同学提议换一个较大木块，丙同学提议降低钢球下摆高度．你认为应该采取________同学提议．(4)由上述试验数据和现象可得出结论：____________________________________．速度质量甲在速度一定时，物体质量越大，动能越大60/70本章关键素养提升【开放探究】某同学想用质量不一样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，探究铁球动能大小与质量关系(如图12－T－7所表示)，这个设计方案是________(选填“正确”或“错误”)，原因是______________________________________________________________________.图12－T－7错误弹簧压缩程度相同，弹性势能相同，小球动能相同对木块做功相同，木块移动距离相同61/70本章关键素养提升试验二探究不一样物体吸热升温现象加热时间/min01234温度/℃沙子2022242628水2021222324例8[·丹东二模]为了比较水和沙子吸热本事大小，小明做了以下试验：在两个相同烧杯中分别装有质量、初温都相同水和沙子，用两个相同酒精灯对其加热，试验数据统计以下：62/70本章关键素养提升(1)在此试验中，用加热时间长短来表示物质_______多少．(2)分析上表中试验数据可知：质量相同水和沙子，升高相同温度时，水吸收热量______(选填“大于”或“小于”)沙子吸收热量．(3)假如加热相同时间，质量相同水和沙子，______(选填“沙子”或“水”)升高温度更高．吸收热量大于沙子63/70本章关键素养提升(4)试验中有些同学发觉：刚开始加热时，情况与(3)结论不符，你认为可能原因是___________________________________________________________________________