九年级上册物理苏科版第十二章机械能和内能（举一反三讲义）（学生版）

第十二章\o"第12章机械能和内能"机械能和内能目录【学习目标】 1【思维导图】 2【知识梳理】 2知识点1：\o"12.1机械能"机械能 2知识点2：\o"12.2内能热传递"内能热传递 5知识点3：\o"12.3物质的比热容"物质的比热容 9知识点4：\o"12.4机械能与内能的相互转化"机械能与内能的相互转化 5【方法技巧】 12方法技巧1动能和势能之间的转化 12方法技巧2温度、内能与热量辨析 12方法技巧3比热容相关计算 12【巩固训练】 12【学习目标】1．认识机械能，知道影响动能和势能的因素。2．理解内能的概念，知道改变内能的两种方式。​3．了解机械能与内能的相互转化，记住热量单位（焦耳J）。重点：1．能判断物体动能、势能的变化。​2．区分做功和热传递改变内能的差异。​3．理解“温度、内能、热量”的关系。难点：1．分析复杂过程中机械能与内能的转化。2．区分“内能”与“机械能”的本质不同。3．理解“晶体熔化时温度不变但内能增大”的原因。【思维导图】【知识梳理】知识点1：\o"12.1机械能"机械能一、动能1、\o"探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系"\o"能量的概念"能量的概念（1）能量：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能。

（2）单位：焦耳，符号J。

（3）理解：①能量表示物体做功本领大小的物理量；能量可以用能够做功的多少来衡量。

②一个物体“能够做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已经做功”。如：山上静止的石头具有能量，但它没有做功。也不一定要做功。2、功与能的关系（1）功是一个过程量，能量是一个状态量。功是描述一个力对物体作用过程中所取得成效的物理量，它是相对于一个过程而言能量是指一个物体具有能够对外做工的本领。

（2）具有能量的物体不一定在做功，但正在做功的物体一定具有能量。

（3）一个物体能够对外做的功越多，它具有的能量就越大。3、动能概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能。

（1）一切物体都具有动能（运动是绝对的）。（2）影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。当物体的质量一定时，物体运动的速度越大其动能越大，物体的速度越小其动能越小，具有相同运动速度的物体，质量越大动能越大，质量越小动能越小。4、探究动能的大小与哪些因素有关

（1）提出问题：动能的大小与哪些因素有关？

（2）猜想和假设：动能的大小可能与物体的质量有关，还可能与物体的运动速度有关

（3）实验方法：控制变量法和转换法（4）实验器材：斜面、钢球、木块

（5）实验步骤：

①让同一个钢球从斜面的不同高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近；

②换用质量不同的钢球，让它们从斜面的同一高度自由滚下，推动木块移动，比较两次木块被推距离的远近。

（6）实验现象：

①同一钢球从不同高度滚下，钢球碰撞木块时的速度不同。高度越高，钢球滚到平面上时的速度越大，木块被推得越远；

②质量不同的钢球从同一高度滚下，钢球滚到平面上时的速度相同。质量越大的钢球将木块推得越远。

（7）得出结论：

①物体动能的大小与物体的运动速度有关，物体运动速度越大，物体的动能越大；

②物体动能的大小与物体的质量有关，物体的质量越大，物体的动能越大。

（8）归纳总结：动能的大小与物体的质量和运动速度有关。质量相同的物体，运动的速度越大，它的动能越大；运动速度相同的物体，质量越大，它的动能也越大二、势能1、势能：弹性势能和重力势能统称为势能。2、重力势能

（1）重力势能概念：物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能。

（2）影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。当物体的质量一定时，物体距零势能面的高度越大，其重力势能越大，物体距零势能面的高度越小，其重力势能越小；当物体距零势能面的高度一定时，物体质量越大其重力势能越大，物体质量越小其重力势能越小，物体的质量越大，举得越高，其重力势能就越大。

3、探究重力势能的大小与哪些因素有关？

（1）实验方法：控制变量法和转换法（2）实验设计：让高处的重物下落，将小木桩打入沙中，比较小木桩陷入的深度。应用控制变量法确定要探究的量；应用转换法，通过小木桩陷入的深度来反映重力势能的大小。

（3）实验过程：

①让同一重物从不同的高度静止落下，撞击相同的两个小木桩，从较高处下落的重物将小木桩撞入沙中深些

②用质量不同的重物，分别从同一高度处由静止落下，撞击相同的两个小木桩，质量大的重物将小木桩撞入沙中深些

（3）实验结论：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。4、弹性势能

（1）弹性势能概念：物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能。

（2）影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。当弹簧本身的性质相同时，形变越大，它具有的弹性势能就越大，形变越小，具有的弹性势能就越小；当弹簧形变相同时，性质不同的弹簧弹性势能不同。5、探究弹性势能的大小与哪些因素有关

（1）实验方法：控制变量法和转换法（2）实验设计：‌使用两根材料不同的弹簧A和B（‌长度和粗细相同）‌，‌小球、‌木块和长刻度尺。‌将弹簧按照不同的压缩长度安装好，‌确保弹簧被压缩的长度在弹性限度内。‌将小球置于弹簧的右端，‌放手后观察小球弹出的距离，‌以及木块被推动的距离。‌

（3）实验操作‌

第一次实验中，‌将弹簧压缩到一定的长度ΔL1，‌记录木块被推动的距离S1。‌

第二次实验中，‌将弹簧压缩到长度ΔL2（‌ΔL2＞ΔL1）‌，‌再次记录木块被推动的距离S2。‌

（4）数据分析：‌比较S1和S2的距离，‌如果S2的距离大于S1，‌说明弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关。‌‌（5）实验结论：同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。三、动能和势能的相互转化1、机械能：动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。2、动能和重力势能之间可以相互转化：动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能。3、动能和弹性势能之间也可以相互转化：它可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能．拉弯的弓把箭射出去的过程中，拉弯的弓具有弹性势能，射出去的箭具有动能，这是弓的弹性势能转化为箭的动能。4、机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。5、各种形式的能量都可以相互转化：如电能可以转化为光能和内能；太阳能可以转化为电能等，动能和势能的相互转化只是能量相互转化中的一种形式，能量转化过程中一种能量减少，另一种能量增加。6、水能的利用（1）我们的祖先利用水流冲击水轮转动，用来汲水、磨粉。（2）修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机。将发电机装在水轮机的上面，并把它们的轴连接在一起，由水轮机带动发电机发电。一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。7、风能的利用（1）我们的祖先利用风力鼓起帆来推动船航行。（2）风吹动风车，带动发电机发电。在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田联在一起供电。【典例1】在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑甲、乙，如图所示。若要判断哪一个圆斑是皮球从较高处落下形成的，正确、合理的分析思路是（）①球在和地面接触过程中动能转化成的弹性势能较大

②球的形变量较大，在地面上形成的圆斑较大③球下落过程中重力势能转化为动能

④球在较高处具有较大的重力势能

⑤球在接触地面前具有较大的动能A．②①⑤④③ B．②④③⑤①C．④③⑤①② D．④⑤③①②【典例2】2024年10月30日4时27分蔡旭哲、宋令东、王浩泽三位航天员在酒泉卫星发射中心成功升空进入预定轨道，搭载神舟十九号飞船的长征二号F遥十九运载火箭加速升空过程中，重力势能，机械能（选“变大”、“变小”或“不变”）。【典例3】如图所示，某实验小组在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，让小球从同一斜面某处由静止释放，撞击同一水平面上的同一木块，并使木块向前移动一段距离后静止。(1)该实验是通过观察来判断（选填“小球”或“木块”）动能的大小；(2)为了探究物体动能大小与速度的关系，应选择两次实验进行分析；(3)甲、丙两次实验中，让小球从同一高度由静止释放的目的是控制小球到达水平面时的相同，比较甲、丙实验现象可初步得出结论：其它条件一定时，物体越大，动能越；(4)由实验探究联想到：高速公路限速牌上标明“120”和“100”字样，（选填“大客车”或“小轿车”）的限速应该是100km/h。【变式1】如图是一个光滑的轨道。某只小球从轨道的O点出发，由静止开始下滑，小球始终没有离开轨道，你认为小球最远可以运动到（）A．a点 B．b点 C．c点 D．d点【变式2】2025年4月24日，搭载神舟二十号载人飞船的长征二号F遥二十运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空，如图所示。在加速升空过程中，机械能（选填“变大”、“变小”或“不变”）。点火发射时，火箭向下喷射高速气体，同时获得向上的动力，这说明物体间力的作用是的。【变式3】如图所示，甲是探究“动能的大小与什么因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，实验中让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，在粗糙程度不同的水平面上运动。请回答下列问题：(1)甲实验的目的是探究钢球动能的大小与的关系；实验时，它是通过观察，从而判断钢球动能的大小；(2)进行乙实验时，每一次都让同一小车从斜面上相同的高度由静止滑下，其目的是使小车在水平面运动的起始相同；通过观察小车在粗糙程度不同的水平面上运动距离的大小来判断小车在不同的水平面受到的大小。从而可以推理：如果运动的物体不受力，它将做；(3)这两个实验都用到了和的实验方法。知识点2：\o"12.2内能热传递"内能热传递一、内能1、内能的概念：分子有质量，分子在不停地做着无规则运动，所以分子具有动能；分子间存在着相互作用力，所以分子之间还具有势能；在物理学中，把物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。（1）内能的单位：内能的单位是焦耳，简称焦，用字母J表示。（2）内能的特点：①任何物体在任何情况下都具有内能；②内能具有不可测量性，即不可能准确地知道一个物体具有多少内能；③内能是可以变化的；④对单个分子或少量分子谈内能是无意义的。二、热传递——改变内能的一种方式1、热传递的概念：热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象，叫做热传递。没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递。

2、热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射。

（1）传导——热量通过接触物体由高温部分向低温部分传递。

（2）对流——通过液体或气体（流体）自身的流动由高温部分向低温部分传递。

（3）辐射——热量不通过物体媒介，直接由高温物体发射到低温物体的传递。

3、热传递具有方向性：热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，不会自发的从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分。4、热传递使物体内能发生改变的实质是：同一种形式的能量（内能）发生了转移．其转移的规则是内能从高温物体转移到低温物体，或从物体的高温部分转移到低温部分。三、温度、热量与内能的关系1、内能和温度的关系

（1）物体内能的变化，不一定引起温度的变化，这是由于物体内能变化的同时，有可能发生物态变化；

如晶体的熔化和凝固过程，还有液体沸腾过程，内能变化，温度保持不变。（2）温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢，

因此，物体的温度升高，其内部分子无规则运动的速度增大，分子的动能增大，因此内能也增大，反之，温度降低，物体内能减小，因此，物体温度的变化，一定会引起内能的变化。

2、内能与热量的关系（1）物体的内能改变了，物体却不一定吸收或放出了热量，这是因为改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，即物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是对物体做了功（或物体对外做了功）。

（2）热量是物体在热传递过程中内能变化的量度，当物体与外界不做功时，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少，因此物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。

3、热量与温度的关系（1）

物体吸收或放出热量，温度不一定变化，这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰的熔化或水的凝固），这时，物体虽然吸收（或放出）了热量，但温度却保持不变。（2）物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出热量，也可能是由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。4、内能和温度是物体本身就具有的，而热量是伴随着热传递存在的，内能和温度都是状态物理量，而热量则是过程物理量；物体吸收热量，内能一定增加，温度不一定升高；物体温度升高，内能一定增加．三个物理量之间既有密切联系，又有本质区别。※注意热量、温度和内能：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。【例4】如图，为一种夏季使用的汽车冰凉坐垫，它通过生物冰快速激发成型技术研制而成。坐垫内物质通常情况下为固态，人坐上去后，坐垫内物质就会慢慢转变为液态，但温度保持不变。此过程可持续数小时，人坐在上面会感觉凉爽。下列有关分析不正确的是（）A．坐垫内物质是晶体B．坐垫内物质熔点低于人体温度C．坐垫是通过做功的方式给人体降温的D．人坐上去时，坐垫内物质发生了熔化现象【例5】秋季是苹果成熟的季节。如图所示，将苹果放在纸箱里，在箱外就能闻到苹果的香味，这说明分子在不停地做运动。气温越高，香味越浓，这是因为温度越高，分子的这种运动越（选填“剧烈”或“缓慢”）；用手很难将苹果掰成两半，说明分子间存在相互作用的（选填“引力”或“斥力”）。【变式1】小宇走进厨房进行劳动实践，他发现厨房里涉及到很多物理知识，下列说法不正确的是（）A．冷冻室取出的排骨表面有“白霜”，“白霜”的形成是凝华现象B．在排骨的“解冻”过程中，排骨中的冰吸热熔化成水C．排骨汤煮沸后冒出大量的“白气”，“白气”的形成是汽化现象D．排骨汤盛出后不容易凉，原因之一是汤上面覆盖了一层油脂，减缓了热量散失【变式2】火爆冬日街头的冰糖葫芦，是将糖块加热成糖浆，裹在山楂上做成的。制作糖浆时不断地加热、搅拌，主要是通过的方式改变糖浆内能。熬的糖浆会拉出很长的丝，因为分子间存在。知识点3：\o"12.3物质的比热容"物质的比热容一、热量1、热量定义：在热传递过程中，传递能量的多少叫作热量。热量通常用字母Q表示。

（1）热量是热传递过程中物体内能的改变量，因此，热量是个过程量。只有在热传递过程中，才能谈论热量，离开热传递过程谈热量是毫无意义的。

（2）我们不能说某个物体具有或含有多少热量，更不能比较两个物体具有热量的多少。热量只能与表示过程的词语连用，如“吸收热量”“放出热量”。二、比热容1、比热容的概念（1）单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容，简称比热。比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。

（2）比热容的单位：在国际单位制中，比热容的单位是J/（kg•℃），读作焦每千克摄氏度。

（3）水的比热容是4.2×103J/（kg•℃）；它的物理意义是1千克水，温度升高或者降低1℃，吸收或者放出的热量是4.2×103焦耳。2、水的比热容的特点及应用（1）由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气候。①夏天，太阳光照射到海面上，海水的温度在升高过程中吸收大量的热，所以人们住在海边并不觉得特别热。②冬天，气温低了，海水由于温度降低而放出大量的热，使沿海气温不至于降得太低，所以住在海边的人们又不觉得特别冷。（2）一定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖。①作冷却剂时，是让水吸收带走更多的热量。②用来取暖时，是让水放出更多热量供给人们，另一方面。（3）比热容解释简单的自然现象：如为什么海水与沙子在同一时刻的温度不一样？因为海水与沙子受光照的时间完全相同，所以它们吸收的热量相同，但是海水的比热比沙子的比热大，所以海水升温比沙子升温慢；没有日照时，海水降温比沙子降温慢。三、热量的计算1、物体的温度升高时吸收热量为：Q吸=cm（t-t0）；降低时放出的热量为：Q放=cm（t0-t）。（1）其中c——物体的比热容——单位J/（kg•℃）；m——物体的质量——单位kg；t0——物体原来的温度℃；t——物体后来的温度℃。（2）若用△t表示物体变化的温度（升高或降低的温度），物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q=cm△t。（3）公式可以变形为、、。2、应用热量公式解题应注意的几个问题（1）注意识别和恰当地使用有关“温度变化”的用词，一定要分清初温、末温，升高了、升高到（或降低了、降低到）的温度含义，要根据题意作出正确的判断。

（2）应用热量公式的条件是物质的状态不能改变，若不考虑这个因素，计算结果就会出现错误。

（3）在使用热量公式进行计算时，首先各物理量的单位必须统一用国际单位，如温度t的单位用℃，质量m的单位用kg，比热容c的单位用J/（kg•℃），热量的单位用J；其次，对有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱套，注意分清“升高”“升高了”“降低”“降低了”对应的都是温度的改变量△t，而不是温度t；而“升高到”“降低到”对应的才是物体的末温t。3、热平衡的应用（1）热平衡：在热传递过程中，如果没有热量损失，则高温物体放出的热量Q放等于低温物体吸收的热量Q吸，即Q放=Q吸，把这个关系叫热平衡方程。

（2）热平衡方程式：两个温度不同的物体放在一起，高温物体放出热量，低温物体吸收热量，当两个物体温度达到相同时，如果没有热量损失，则有Q吸=Q放，称为热平衡方程，在热量计算题中，常采用此等式。【例6】干燥的泥土比热容为，受潮含有水分后，其比热容为。则这堆泥土所含水分的百分比是（水的比热容为[]（

）A． B． C． D．【例7】大多数汽车发动机冷却液是用水和乙二醇混合而成的，其中主要成分是水，这是利用了水的比热容（选填：大或小）的特点；车开动后，水从发动机中吸收热量，使水的内能（选填：增加或减少），确保发动机的温度不会过高。【例8】如图所示，规格相同的两个烧杯中分别装有甲、乙两种液体，。用两个规格不同的加热器加热，该过程中忽略液体蒸发且加热器产生的热量全部被液体吸收，得到如图丙所示的温度与加热时间的图像，前6min甲、乙两种液体吸收的热量情况如图丁所示。(1)甲液体比热容的大小为，并且有（选填“”“”或“”）；(2)甲液体在2min时的内能（选填“”“”或“”）4min时的内能，你判断的依据是。【例9】太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，小华家的太阳能热水器在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100kg、初温为20℃的水升高到70℃。已知水的比热容是4.2×10³J/（kg·℃），求：在这5小时内，热水器中的水吸收的热量。【变式1】下表是一些物质的比热容，下列说法中正确的是（）常温常压下几种物质的比热容[单位J/(kg·℃)]水煤油干泥土铝冰水银铜砂石A．不同种类的物质，比热容一定不同B．比热容与物质的状态无关C．相同质量的铜块和铝块吸收相同的热量，铝块的升温更慢。D．海边昼夜温差较小是因为水的比热容小【变式2】近年来，重庆生产出了全球最耐摔的玻璃，这是一种纳米微晶玻璃材质，名叫“昆仑玻璃”，“昆仑玻璃”在制作时需高温烧制，现将一块体积为烧制好的玻璃从降低至时放出的热量为J；现用一个水平向右、大小为的力推动它在水平面上做匀速直线运动，此时所受摩擦力为。[，]【变式3】如图甲是扎西探究“不同物质吸热规律”的实验装置：(1)两个相同的烧杯中装有相同且初温相同的水和煤油，用相同的酒精灯对它们加热；(2)实验时用相同的热源加热的目的是；(3)根据实验数据，小东作出了水和煤油的温度随加热时间变化的图象（见图乙）。由图乙可知，杯中的水和煤油，升高相同的温度时，吸收的热量（填“相同”或“不相同”），的吸热能力更强。【变式4】在标准大气压下，将一壶内质量为2kg，初温为5℃的水，加热到55℃，忽略水在加热过程中的损失。求：(1)水吸收的热量Q；(2)接着再继续加热，若水又吸收了3.36×105J的热量，求水的末温。知识点4：\o"12.4机械能与内能的相互转化"机械能与内能的相互转化一、做功——改变内能的另一种方式1、做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少。2、做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。3、物体内能的改变方式：做功和热传递。

（1）做功和热传递在改变物体的内能上是等效的；

（2）做功和热传递在本质上是不同的：做功使物体的内能改变，是其他形式的能量和内能之间的转化（不同形式能量间的转化）；热传递使物体的内能改变，是物体间（或物体不同部分）内能的转移（同种形式能量的转移）。二、热机1、热机：利用内能做功的机械叫热机。（1）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。（2）内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。内燃机根据其所使用的燃料分为汽油机和柴油机两类。2、汽油机（1）构造：进气门、排气门、气缸、火花塞、曲轴、连杆等。

（2）工作原理：在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气〔化学能→内能〕，使燃气推动活塞做功〔内能→机械能〕。（3）冲程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。（4）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的。①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸；

②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高；

③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；

④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

（5）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能；（6）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。3、柴油机：

（1）构造：与汽油机相似，区别在于柴油机顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。

（2）工作原理：与汽油机相同。

（3）工作过程：与汽油机相似。

（4）柴油机启动时也要靠外力使飞轮和曲轴转动起来。

（5）特点与应用：

特点：柴油比汽油便宜，但柴油机比较笨重。

应用：载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船以及发电机。三、燃料的热值1、热值概念：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。（1）对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。（2）热值是燃料的一种属性，同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。（3）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。

（4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40×107J/kg。2、热值的计算公式：Q=mqM——燃料的质量——单位千克（kg）；q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）；Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。3、比较不同燃料的热值大小（1）准备实验器材：‌需要准备铁架台、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计各两只，‌以及适量的水和两种不同的燃料（‌如酒精和汽油）‌。‌

（2）设置实验装置：‌按照实验装置图依次将燃料盒、‌石棉网、‌烧杯、‌温度计自下而上固定好。‌

（3）控制变量：‌确保两种燃料的质量相同，‌燃烧的时间相同，‌加热相同质量的同种液体。‌

进行实验：‌在两个烧杯中倒入质量相同、‌初温相同的水；‌在燃料盒中倒入质量相等的适量酒精和汽油；‌分（4）别点燃酒精和汽油，‌加热烧杯内的水，‌直到燃料燃尽。‌记录数据：‌燃料燃尽后，‌记录两烧杯内水升高的温度△t。‌

（5）分析结果：‌比较两装置中烧杯内水升高的温度△t，‌升高的温度越高，‌表明水吸收的热量越多，‌进而表明燃料的放热能力越强。‌【例10】放寒假后，小楠在奶奶家生活了一段时间，发现了一些事情，其中是通过做功来改变物体内能的是（）A．帮奶奶烧火做饭时感到浑身发热B．感到冷时用炭火盆取暖，身体感到暖和C．把长木头锯断后，锯子热乎乎的D．把凉的手揣进怀里，一会儿手就热乎了【例11】如图所示，用酒精灯加热试管中的水。当水沸腾后，塞子被试管内的水蒸气推出，水蒸气的内能转化为塞子的能。图2中汽油机（填“甲”或“乙”）的工作过程与图1所示的能量转化一致。【例12】油电混合动力汽车是新型节能汽车。这种汽车在内燃机启动时，可以给汽车提供动力的同时，也给动力蓄电池组充电。已知某型号混合动力汽车所用的蓄电池能够储存的最大电能是，若该车以80km/h的车速匀速直线行驶了0.5h，此时所受阻力f大小为900N，蓄电池组的电能也增加了最大电能的10%，内燃机共消耗燃油2.5kg。（）则：(1)该汽车此次行驶中，若燃油完全燃烧可放出多少热量？(2)该汽车行驶中牵引力做了多少功？(3)该汽车内燃机的效率是多大？【变式1】如图所示，下列说法正确的是（）A．图甲，橡皮塞被冲开的过程与内燃机的做功冲程相同，都是机械能转化为内能B．图乙，小孩从滑梯上面匀速滑下时，动能不变，机械能不变C．图丙，搓手的过程是通过热传递的方式增加内能D．图丁，用力向下压缩活塞时，活塞对气体做功，机械能转化为内能【变式2】在修路工地上，经常看见工人师傅用切割机切割水泥路面，由于切割时锯片与路面不断摩擦，这是通过的方式使锯片的内能增加，温度升高；为了保护锯片，就要不断地向锯片上浇水，这是通过热传递的方式使锯片的内能减少，温度降低。用水来降温是利用了水具有较大的的性质。【变式3】周末，李明和家人到郊外野炊，他们购买了一些木炭用于烧水。已知锅内装有5kg水，把水从18℃加热至98℃，在这个过程中用掉500g的木炭。已知水的比热容为木炭的热值求：(1)在这个过程中水吸收的热量。(2)在这个过程中木炭完全燃烧放出的热量。(3)用木炭烧水的效率。【方法技巧】方法技巧1动能和势能之间的转化1、动能与重力势能间的转化：看到下落，学生就容易习惯性的认为重力势能转化为动能，当当物体匀速下落时，速度不变，物体的动能不变，此时重力势能没有转化为动能。2、动能与弹性势能间的转化：关键是确定哪个阶段物体做加速运动，哪个阶段小球做减速运动。加速运动时：弹性势能转化为动能；减速运动时：动能转化为弹性势能。3、动能、重力势能、弹性势能间的转化：在分析动能、重力势能和弹性势能之间的转化时，根据物体运动情况，可以把物体的运动的整个过程进行分段。考虑每段运动过程中，物体运动速度的变化情况，物体的形变情况，即可分析重力势能和弹性势能的变化规律，以及动能与重力势能和弹性势能之间的转化。方法技巧2杠杆的平衡条件探究1、温度：温度表示物体的冷热程度，同一物体，温度越高，分子热运动越剧烈，内能越大。2、热量：热量和功一样，是过程量，只是用来衡量物体内能或机械能变化了多少，离开过程，谈热量毫无意义。就某一状态而言，只有内能，不存在热量。3、内能：内能是状态量，一般描述物体“具有内能、内能改变了多少、转移了内能”等。方法技巧3力对物体是否做功的判断1、用公式计算时注意区分温度和温度差：计算物质吸收或放出热量时，要注意公式中的△t是温度差而不是某一温度。吸热时Δt=t末温-t0放热时Δt=t0–t末温2、用比例法解题：第一步，以比值的形式写出要求的比值；第二步，用公式展开要求的比值；第三步，代入各物理量的数值；第四步，计算求解。【巩固训练】1．社团活动中同学们正在烤月饼，随着烤箱内温度的升高，月饼越来越香，这说明（

）A．烤制过程中，月饼含有的热量增多B．分子间有斥力C．分子间有引力D．温度越高，分子运动越剧烈2．内蒙古的羊肉闻名全国，如图所示为赤峰人冬天喜欢的美食——汆羊肉，关于汆羊肉，下列说法中正确的是（）A．煮羊肉的过程中是通过做功的方式来增加羊肉的内能B．刚出锅的羊汤上面冒出的“白气”是水汽化形成的C．对着羊肉吹气是为了加快水的蒸发，使羊肉尽快降温D．手上沾点水再去端盛有刚出锅的汆羊肉的碗不会太烫，是因为水汽化放热3．如图所示，是运油-20加油机给歼-16战斗机加油的情景，在加油过程中，加油机和战斗机均沿水平方向做匀速直线运动，下列说法正确的是（）A．战斗机的动能减小 B．战斗机的重力势能不变C．加油机的动能增大 D．加油机的重力势能减小4．如图所示，为空气压缩引火仪，快速下压有机玻璃管内的活塞，可以看到管内硝化棉燃烧。下列说法正确的是（）A．快速下压活塞的过程，活塞对空气做功，空气内能减小B．硝化棉温度升高，是通过做功改变硝化棉内能C．硝化棉被点燃，表明筒内气体的温度升高D．下压活塞的过程中，活塞的机械能全部转化为空气的内能5．厨房不仅是加工食材的场所，也是日常生活中充满物理知识的“实验室”，如图甲是用蒸锅在天然气灶上烧水蒸包子的过程中，下列说法正确的是（）A．天然气燃烧越充分，热值越大，热效率越高B．包子的温度升高，内能增大，所含热量增加C．“蒸包子”是通过做功的方式改变包子内能的，这种改变内能方式的实质是能量的转移D．锅盖被“顶起”，该过程将内能转化为机械能，这与图乙中C图的能量转化相同6．中华古诗词是我国的瑰宝，下列关于诗词中物理知识的解释，说法正确的是（）A．“夏荷轻摇，珠露合聚”，露珠聚在一起说明分子间存在引力B．“泥融飞燕子，沙暖睡鸳鸯”，春日沙子白天较暖是因为沙子比热容大C．“昔去雪如花，今来花似雪”，雪的温度低，其内能为零D．“春来雪化草庭湿，暖日冰融栅院池”，冰在熔化时持续吸热，其内能不变7．下列说法正确的是（）A．投出去的实心球向上运动时，动能变大B．乒乓球被打出后，在空中运动过程中，运动状态不改变C．跳远运动员起跳后能继续向前运动，是由于运动员受到惯性D．跳高运动员起跳蹬地时，运动员对地的压力等于地对运动员的支持力8．如图所示是用相同的加热装置对质量相同的a、b、c三种物质加热时，它们的温度随时间变化的图像。下列对图像的分析正确的是（

）A．加热时间内物质a的温度不变，内能不变 B．如果a、b是同种物质，b的质量大于a的质量C．温度从T1升高到T2时，a物质吸收的热量比b多 D．b的比热容大于c的比热容9．一台单缸四冲程汽油机，如图所示的汽油机（活塞向上运动）正处于冲程；四个冲程中，做功冲程是主要冲程，其它三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的来完成。10．2021年6月17日，我国成功发射了“神舟十二号”载人航天飞船。火箭升空时，为了防止火箭温度过高，在火箭表面涂上一种易熔化、汽化的特殊的涂料。涂料熔化、汽化吸热使火箭内能发生了改变，这是通过（选填“做功”或“热传递”）的方式改变内能的。11．如图，在光滑的水平台面上，一轻质弹簧左端固定，右端连接一金属小球，O点是弹簧保持原长时小球的位置。压缩弹簧使小