《机械能与内能的相互转化学案（典型例题分析） 九年级上册物理》由会员分享，可在线阅读，更多相关《机械能与内能的相互转化学案（典型例题分析） 九年级上册物理（6页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课题：机械能与内能的相互转化学习目标通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其他形式能和内能的相互转化过程通过观察分析内能转化为机械能的现象，知道热机的工作原理了解四冲程汽油机的基本结构及工作过程知道不同燃料的热值一般不同，会查热值表，会进行燃料燃烧放热的简单计算知识点做功改变内能的另一种方式1、 活动探究（1）将铁丝快速弯折多次，用手指触摸一下弯折处，我们会发现弯折处的温度较高，内能增大。用如图所示的空气压缩引火仪进行实验，快速推动活塞，发现里面的棉絮被点燃了。说明筒内的空气温度升高，内能增大。 结论：对物体做功，物体的内能会增大。 机械能转化为内能 做功是改变物体内能的另一种方式（
2、2） 壶内装一些水，盖好壶盖，放在火上加热，使水沸腾，水蒸气会把壶盖顶起来。水蒸气对壶盖做功把内能转化为机械能。 用打火装置点燃桶内的酒精，我们看到塞子被冲了出去，并且桶口冒白气。说明在此过程中。酒精燃烧后，气体对塞子做了功。 气体的温度下降，内能减小。结论：物体对外做功时，物体自身内能会减小 内能转化为机械能 2、 改变物体内能的两种方式： 热传递 内能的转移 做功 内能与其他形式能的转化做功与热传递在改变物体的内能上是等效的，一个物体内能增加，可能是对他加热（热传递）的，也可能是对它做功了。 知识点热机1、 热机：热机是将燃料产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置2、 常见热机有：蒸
3、汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机。3、 汽油机和柴油机是最常见的两种内燃机4、 汽油机：（1） 工作原理：利用汽缸内燃烧的汽油产生高温高压的燃气来推动活塞做功（2） 构造：如图所示（3） 工作过程：A、 冲程：冲程汽油机在工作时，活塞在气缸内往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。B、 汽油机的一个工作循环有四个冲程组成：分别是吸气冲程，压缩冲程、做功冲程、排气冲程。汽油机是通过四个冲程不断循环来保证连续工作的。C、 每完成一个工作循环，曲轴和飞轮均转动两周，活塞往返两次，对外做功一次，在四个冲程中，只有做功冲程中燃气对外做功，其他三个冲程靠安装在曲轴上的飞轮的惯性
4、来完成。 D、 压缩冲程机械能转化为内能做功冲程内能转化为机械能知识点燃料的热值1、 比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放出热量的多少（1） 用天平测出质量为10g的酒精和10g的碎纸片，分别放入燃烧器皿中，点然后给两个完全的烧杯和质量、初温相同的水加热。等到酒精和碎纸片充分燃烧（燃尽）后分别记录水的温度。（2）水的初温/ 燃料燃尽后的水温/ 水温的变化/ 10g酒精15352010g碎纸片152510充分燃烧质量相等的酒精和碎纸片，燃烧酒精使水的温度变化较大（转换法），说明燃烧酒精时放出的热量较多。（3）质量相等的不同燃料在完全燃烧后放出的热量，一般是不相等的。2、热值（q）（1）定义：燃料完
5、全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。（2）单位：焦/千克，符号为J/Kg，气体燃料通常以焦/米3为热值单位，符号为J/m3（3）定义式：q=（4）热值表示单位质量的某种燃料在完全燃烧时所放出热量的多少，如酒精的热值为3.0107J/Kg她表示1Kg酒精完全燃烧所放出的热量是3.0107J（5）同种燃料的热值相同，不同然的热值一般不同（6）热值是所有燃料的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧没有关系。不能认为热值q与Q放成正比，与m成反比3、计算热量的公式：Q放=mq，部分液体和气体燃烧可用Q放=qV4、利用燃料燃烧获得内能的效率：（1）对我们
6、有用的能量与燃料完全燃烧放出的能量的比值，叫做燃料的利用率=100（2） 热机的效率：热机气缸内燃料燃烧产生的内能，相当大的一部分被废气带走，只有很少一部分转化为有用的机械能。要提高热机的效率，首先要使燃料充分燃烧，其次要尽量减少各种热量的损失，还要保证良好的润滑，减少机械摩擦。典型例题例题1：端午节那天，小志给小文开啤酒瓶盖时，发现瓶口出现“白雾”，这是瓶内的气体冲出时，内能转化为_能，使气体的内能减小，温度降低，水蒸气_（填物态变化名称）而产生的现象，这个现象说明_方式可以改变物体的内能。解析：开啤酒瓶盖时，瓶内的气体冲出，气体对瓶盖做功，将气体的内能转化为瓶盖的机械能，使气体的内能减小、
7、温度降低，水蒸气液化耳形成“白雾”；这个现象说明做功方式可以改变物体的内能。故答案为：机械；液化；做功。例题2：汽车是我们常用的交通工具之一，汽油机是汽车的动力装置，在压缩冲程末，火花塞点火使燃料猛烈的燃烧，将 _能转化成内能。如图所示是汽油机的 _冲程。若某汽车效率为40%，完全燃烧10kg的汽油可转化为 _J的机械能。（q汽油=4.6107J/kg） 解析：（1） 内燃机的个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中压缩冲程将机械能转化成内能，压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈地燃烧是化学能转化为内能；做功冲程将内能转化成机械能；由图可知，此时的两个气门关闭，活塞下行，（关
8、键火花塞产生电火花）为做功冲程；（2） 燃料完全燃烧放出的热量用公式Q=qm计算，其中q为燃料的热值，根据效率求出机械能的大小。2t汽油完全燃烧要放出的热量：Q 放 =mq=10kg4.610 7 J/kg=4.610 8 J；则机械能为：E=Q 放 =4.610 8 J40%=1.84108 J。故答案为：化学；做功；1.8410 8 例题3：某品牌汽车汽油机的能量流程图如图所示，在汽油机的一个工作循环中，机械能转化为内能的是 _冲程；若汽车行驶过程中消耗汽油0.2kg，已知汽油的热值为4.2107J/kg，假如这些汽油完全燃烧，则牵引力做的功是 _J；使水箱中20kg的冷却水温度升高 _（
9、不计热散失），行驶中的汽车在紧急刹车时，刹车片会发烫，这是通过 _的方式增加物体内能的。c水=4.2103J/（kg） 解析：汽油机的个工作循环中，机械能转化为内能的是压缩冲程；汽油放出的热量Q 放 =qm=4.210 7 J/kg0.2kg=8.410 6 J；汽油机输出的有用功的效率：=1-33%-30%-7%=30%，则牵引力做的功是：W 有用 =Q 放 =30%8.410 6 J=2.5210 6 J；冷却水的效率等于有用功的效率，水吸收的热量Q 吸 =W 有用 =2.5210 6 J，由Q 吸 =cm（t-t 0 ）得，2.5210 6 J=4.210 3 J/kg20kgt，解得：
10、t=30。刹车片发热，是刹车片克服摩擦做功，使刹车片的内能增加、温度升高，是通过做功途径改变物体内能。故答案为：压缩；2.5210 6 ；30；做功。例题4：小明同学学习了燃料的热值后，考虑到燃料燃烧放出的热量会被水吸收，而水的比热容已知。他自己设计了一个实验来比较煤油和菜籽油的热值的大小关系。他组装了如图所示的装置进行实验，记录结果如表。燃料加热前的水温/燃料燃尽后水温/煤油2544菜籽油2534（1）为了保证实验结论的可靠，小明同学选择了两套完全相同的装置。在实验中除了控制水的初温相等外，还应控制水的_相等。（2）安装实验器材时，应按照_（选填“自下而上”或“自上而下”）的顺序安装。（3）
11、根据记录结果分析得出：煤油和菜籽油两种燃料中，热值较大的是_。（4）实验中燃料燃烧放出的热量，通过_的方式使水的内能增大（选填“做功”或“热传递”）。（5）小明同学还想利用这个实验测算出煤油和菜籽油的热值，那么除了图中装置外，小明还要使用的测量仪器是_。 解析：（1） 利用控制变量法和转换法设计实验的能力，由于燃料的热值不能直接测量，所以通过水温升高的度数大小来体现燃料的热值大小；由于水吸收热量后升高的温度受水的质量的影响，所以在实验中还应控制水的质量和初温相等；（2） 为保证用火焰的外焰加热，且温度计的玻璃泡不能接触容器底和容器壁，所以先安装下面器材，再安装上面器材，便于调节器材间的距离；（3） 用相同质量的煤油和菜籽油燃烧后加热相同的水，由表中数据可知，用煤油加热的水温度升的高，则说明煤油燃烧放出的热量多，煤油的热值大；（4） 掌握热传递的概念。热传递，是热从温度高的物体传到温度低的物体，或者从物体的高温部分传到低温部分的过程。燃料燃烧放出的热量，通过热传递的方式使物体的内能增大。（5） 要测量煤油的热值，需要知道煤油和被加热水的质量，所以需要天平测量煤油和水的质量，除了图中装置外，小明还要使的测量仪器是天平。故答案为：（1）质量； （2）自下而上；（3）煤油；（4）热传递；（5）天平。
