2018-2019学年九年级物理全册 第十三章 内能、比热容与机械能讲义 （新版）新人教版

111内内能能、、比比热热容容、、机机械械能能知识互联网漫画释义能的含义①能是物体具有的做功本领．②一个物体能做多少功,它就具有多少能．注意“能做功”并不意味着它正做功或一定做功．能的种类很多,如机械能、内能、电能、原子能、化学能等,能的国际单位是“焦”．符号“J”机械能动能势能(包括:重力势能、弹性势能)模块一机械能知识导航113动能①动能——物体由于运动而具有的能．②动能大小的影响因素:质量、速度(物体的质量越大,速度越大,它的动能就越大．)重力势能①重力势能——物体由于被举高而具有的能.②重力势能大小的影响因素:质量、被举的高度(质量越大,举得越高,它的重力势能就越大)弹性势能弹性势能——物体由于发生弹性形变而具有的能．弹性物体的弹性越强,形变越大,它具有的弹性势能就越多能量的转化①在一定条件下,各种不同形式的能量之间是可以相互转化的②在能量转化中,“功”是能量转化的量度,做功可以实现能量的转化,并且做多少功,就意味着有多少能量发生转化．③物体的势能和动能是可以互相转化的．如果没有摩擦等阻力,那么在势能和动能的相互转化过程中,机械能的总量保持不变．【例1】说明下列物体具有什么形式的机械能(1)坦克(玩具)中被卷紧的发条：;(2)正在升空的“长征二号”火箭：;(3)葛洲坝大坝内上游的水：．【答案】(1)弹性势能;(2)动能和重力势能;(3)重力势能．【例2】如图是探究物体动能大小与物体的质量、速度的关系的示意图.夯实基础(1)在探究动能与速度的关系时,要保持________不变,让小球从________(填“相同”或“不同”)的高度滚下,以不同的速度推动木块移动.(2)要探究动能与物体质量的关系时,要保持________相同,就是让质量不同的小球从____________滚下.(3)物理研究方法有许多,如等效替代法、类比法、对比法、控制变量法等.本实验运用了两种研究方法：一是____________法;二是转换法,就本题来说用来表示小球动能大小的方法就是转换法.【答案】(1)质量;不同(2)速度;同一高度(3)控制变量;小球推动木块移动的距离.【例3】为探究重力势能的大小与什么因素有关,小华利用带有四个铁钉的小方桌、沙箱及质量不同的重物设计并进行了如图所示实验.(1)实验中通过观察__________________________________来判断物体重力势能的大小.(2)若要探究重力势能大小与高度的关系应选择图_________和图_____进行分析比较.(3)图2和图3探究的问题是_________________________________________________.【解析】本题考查控制变量法及转换法的应用.【答案】(1)小方桌陷入沙中的深度(2)12(3)重力势能大小与质量有何关系能力提升115【例4】如图所示,一辆在水平路面上匀速行驶的洒水车正在洒水作业,关于该洒水车,下列说法正确的是()A．机械能不变,重力势能不变B．机械能变小,重力势能动能变小C．机械能不变,动能变小D．机械能变小,动能不变【答案】B【例5】由高性能复合材料制成的撑杆,已经成为决定撑杆跳高胜负的关键．这主要是因为这种高性能复合材料比传统撑杆材料具有更好的(填一种物理性质);在撑杆跳高运动员越过横杆之后下落的过程中,他的转化为动能．【答案】弹性、重力势能【例6】(多选)一个小球由A点自由下落时,相继经过B、C两点,如图所示,AB=BC(忽略空气阻力),则下列分析中正确的是()A．物体在下落过程中,一定受非平衡力的作用B．在AB、BC两段内的平均速度相等C．在AB、BC两段内重力做功相等D．在A、B、C三点处物体具有的机械能相等【解析】A选项:在忽略空气阻力的情况下,小球自由下落的过程中只受到重力的作用,合力不为0,加速下落,所以A正确.B选项:由于小球加速下落,AB=BC,在通过相同的路程所用时间变短,tABtBC,即AB段平均速度小于BC段平均速度.所以B错误.C选项:重力做功=重力×竖直方向移动的距离,重力大小不变且AB=BC,所以两段做功相等,C正确.D选项:由于没有阻力做功,即没有机械能与内能之间的转化,机械能守恒即不变,D正确.故选ACD【答案】ACD【例7】如图所示,小球沿轨道由静止从A处运动到D处的过程中,忽略空气阻力和摩擦力,仅有动能和势能互相转化．则()·A·B·CA．小球在A处的动能等于在D处的动能B．小球在A处的动能大于在D处的动能C．小球在B处的机械能小于在C处的机械能D．小球在B处的机械能等于在C处的机械能【答案】D【例8】(多选)小丽同学在蹦床上运动,她从高处落下后又被弹起的过程中,下列说法中正确的是()A．蹦床形变最大时,小丽的重力势能最小B．蹦床恢复原状时,蹦床的弹性势能最大C．蹦床形变增大的过程中,小丽的动能先增加后减小D．蹦床形变减小的过程中,小丽的机械能先减小后增加【答案】AC分子动理论(1)物质是由大量分子所组成;分子很小,它的直径以10-10m来量度(2)分子在永不停息地做无规则的运动;(分子动能)①分子的热运动:分子的无规则运动成为分子的热运动,温度越高,热运动越激烈.②扩散现象(3)分子间同时存在相互作用的引力和斥力．(分子势能)【例9】判断题：1.物质的分子之间只存在相互作用的引力()2.扩散现象说明物质的分子在永不停息地做无规则运动()3.阳光射入房间内看到尘土飞扬,可以说明分子做无规则运动()4.在房间抽烟时,整个房间都油烟味,说明分子在不停地做无规则运动()5.铁丝很难被拉断,说明分子之间只存在引力()模块二分子动理论夯实基础知识导航1176.塑料吸盘能牢牢地吸附在玻璃上,主要是由于分子间存在着引力()7.橡皮筋被拉长后,分子之间只有引力()8.建筑工地上,汽车驶过时尘土飞扬,这是一种扩散现象()9.在花丛旁闻到浓郁的花香属于扩散现象()10.固体很难被压缩,因此固体之间是不能发生扩散现象的()【答案】1、3、5、6、7、8、10错2、4、9对内能物体中所有分子热运动的分子动能和分子势能的总和,叫做物体的内能．决定物体内能的因素有温度、体积、状态、质量等．改变内能的方式(1)改变内能的方式有热传递和做功两种．(2)热传递的过程是内能的转移过程,做功的过程是内能与其他形式能的转化过程．(3)做功和热传递对改变物体的内能是等效的．热量热传递过程中吸收或放出能量的多少(用Q表示),国际单位是焦(J)比热容(1)物理意义:比热容是反映物质吸热(或放热)本领大小的物理量,是物质的特性之一．(2)任何物质都有自己的比热容,物质的比热容与质量、吸收的热量、温度的变化等无关．(3)单位是J/(kg·℃)即:单位质量的某种物质温度升高(或者降低)1℃所吸收(或者放出)的热量为多少焦耳.热量计算物体在温度变化过程中吸收或放出的热量Qcmt其中c、m分别表示该物质的比热容和物体的质量,t表示温度的变化量．热值燃料在完全燃烧．．．．时放出的热量Qmq放m代表燃料的质量,单位是kg;q代表燃料的热值(燃烧值),单位是J/kg;Q放代表燃烧时放出的热量,单位是J．热平衡方程(1)在热传递过程中,如不计热损失,那么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QQ吸放;(2)如有热量损失,则QQQ吸损放．热平衡方程反映了热传递过程中能量是守恒的．模块三内能、热量、比热容夯实基础知识导航【例10】(多选)15．下列热学现象中,可能出现的现象是()A．物体温度不变,它的内能也可能增加B．现在科学家可以用一定的技术手段使一个物体内的所有分子都停止运动C．把酒精涂在温度计的玻璃泡上,用扇子扇,温度计的读数会降低D．物体的运动速度越大,物体内部分子运动的就越快,因而物体的内能越大【答案】AC【例11】(多选)15．下列说法中,错误的是()A．物体吸收了热量,温度一定升高B．一个物体温度越高,它含有的热量越多C．在花丛旁闻到浓郁的花香属于扩散现象D．温度和质量都相同的两杯水具有的内能也相同【答案】ACD【例12】(多选)16.关于温度、热量、内能,以下说法正确的是()A．0℃的冰也有内能B．物体的温度越高,所含的热量越多C．水沸腾时继续吸热,温度保持不变D．温度越低的物体,吸收的热量越多【答案】AC【例13】下列关于温度、热量和内能的说法中正确的是()A．零摄氏度的物体,它可能没有内能B．物体温度不变,它的内能一定不变C．物体吸收热量,它的温度可能不变D．物体内能增加,它一定吸收热量【答案】C【例14】小明根据下表所提供的几种物质的比热容得出以下几个结论,其中正确的是()几种物质的比热容c/[J·(kg·℃)-1]水4.2×103冰2.1×103酒精2.4×103砂石0.92×103煤油2.1×103铝0.88×103水银0.14×103铜0.39×103A．液体的比热容不一定都比固体大B．质量相等的水和煤油,吸收相等热量后,煤油的温度变化大C．同一物质发生物态变化后,比热容不变D．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【答案】ABD119【例15】(多选)如图所示,若x轴表示时间,y轴表示路程,则该图像反映了甲、乙两物体做匀速直线运动路程与时间的关系.若x轴和y轴分别表示其它的物理量,则该图像又可以反映在某种情况下,相应的物理量之间的关系.根据表一、表二所提供的几种物质的比热容和密度,判断下列说法中正确的是()物质比热容/J·(kg·℃)-1物质比热容/J·(kg·℃)-1物质密度/kg·m-3物质密度/kg·m-3水4.2×103冰2.1×103纯水1.0×103冰0.9×103酒精2.4×103砂石0.92×103硫酸1.8×103干松木0.5×103水银0.14×103铁0.46×103水银13.6×103铜8.9×103A．x轴表示物体升高的温度,y轴表示物体吸收的热量,在描绘出等质量的水和冰吸收热量和升高温度关系的图像中,甲应为水的关系图像B．x轴表示物体升高的温度,y轴表示物体吸收的热量,在描绘出等质量的砂石和铁吸收热量和升高温度关系的图像中,甲应为砂石的关系图像C．x轴表示体积,y轴表示质量,在描绘出硫酸和冰的质量和体积关系的图像中,甲应为冰的关系图像D．x轴表示体积,y轴表示质量,在描绘出纯水和干松木的质量和体积关系的图像中,甲应为纯水的关系图像【答案】ABD【例16】两个相同的容器分别装有质量相同的甲、乙两种液体.用同一热源分别加热,液体温度与加热时间关系图像如图所示.如果升高相同的温度,甲液体吸收的热量(填“大于”、“小于”或“等于”)乙液体吸收的热量.【答案】小于【例17】如图所示,用两个相同的电加热器分别给质量相同的甲、乙两种物质加热(不考虑热损失),实验数据如下表,则在加热时间相同的情况下,甲比乙温度升高的得,(选填：“多”或“少”)如果要使质量相同的甲和乙升高相同温度,吸收的热量最多.【答案】少;甲;加热时间(min)123456升高温度(℃)甲123456乙24681012加热时间(min)123456升高温度(℃)甲24681012乙123456t/min图10图14甲T/℃乙甲乙xy甲乙【例18】为了比较水和煤油吸热本领的大小,小明做了如图所示的实验.在两个相同的烧杯中分别装有质量和初温都相同的水与煤油,用两个相同的酒精灯分别对其加热.在此实验中,用加热时间长短来表示物质的多少(选填“吸热”或“温度升高”).【答案】吸热【例19】质量是2kg的水,温度从20℃升高到60℃,需要吸收多少热量?[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]【答案】Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg℃)×2kg×(60℃－20℃)＝3.36×105J【例20】用功率一定的电加热器给质量一定的某种液体均匀加热,研究液体升高的温度跟吸收热量的关系.下表中是该实验获取的部分数据,请你根据数据归纳出这种液体升高的温度t跟吸收热量Q的关系：在这种液体的________时t＝________.【答案】质量一定;Δt=0.5×10-3(℃/J)