初三物理知識點復(fù)習(xí)——機械能和內(nèi)能

1、機械能和內(nèi)能【知識結(jié)構(gòu)】 機械能勢能重力勢能定義：物體由于被舉高而具有的能量。決定其大小的因素：物體質(zhì)量越大、舉得越高，勢能就越大彈性勢能定義：發(fā)生形變的物體具有的能量。決定其大小的因素：物體彈性形變越大、彈性勢能就越大動能定義：物體由于運動而具有的能量決定其大小的因素：物體速度越大、質(zhì)量越大，動能就越大動能轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化勢能彈性勢能重力勢能1231定義：放熱：吸熱：4熱量計算：2內(nèi)然機熱機1種類：構(gòu)造和工作原理1是分子和的總和。2改變內(nèi)能的方法分子熱運動3計算：2單位：比熱容擴散引力和斥力內(nèi)能熱和能3燃料的熱值4熱機的效率【中考考點】這一章的知識相對來說比較基礎(chǔ)，應(yīng)用比較廣泛，題型主要集中在選擇、

2、填空、探究、熱量的計算中?？键c主要內(nèi)容為：動能和勢能的轉(zhuǎn)化、分子動理論、機械能和內(nèi)能的區(qū)別、熱量、溫度、內(nèi)能之間的關(guān)系、熱機、熱傳遞的理解、熱量的計算、改變內(nèi)能的方法、能源、：利用比熱熔解釋自然現(xiàn)象?！局R梳理】一、動能和勢能1、能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能 理解：能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。 一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。2、探究決定動能大小的因素： 猜想：動能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)；實驗研究：研究對象：小鋼球 方法：控制變量； ？如何

3、判斷動能大?。嚎葱′撉蚰芡苿幽究熳龉Φ亩嗌?？如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達斜面底端時速度大小相同； ？如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下；分析歸納：保持鋼球質(zhì)量不變時結(jié)論：運動物體質(zhì)量相同時；速度越大動能越大；保持鋼球速度不變時結(jié)論：運動物體速度相同時；質(zhì)量越大動能越大；得出結(jié)論：物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動能越大，質(zhì)量越大動能也越大。3、機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。理解：有動能的物體具有機械能；有勢能的物體具有機械能；同時具有動能和勢能的物體具有機械能。二、動能和勢能的轉(zhuǎn)化1、動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減

4、小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；2、動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：如果一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；如果一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。3、動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析：首先分析決定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。還要注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補充或沒有能量損失），則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機械能不變。題中如果有“在光滑斜面上滑動

5、”則“光滑”表示沒有能量損失機械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失機械能不守恒。三、水能和風(fēng)能的利用機械能的天然資源風(fēng)能水能攔河筑壩海水潮汐直接做功發(fā)電1、 知識結(jié)構(gòu)：2、水電站的工作原理：利用高處的水落下時把重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，水的一部分動能轉(zhuǎn)移到水輪機，利用水輪機帶動發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化為電能。四、分子動理論及其應(yīng)用：1、物質(zhì)是由分子組成的。分子若看成球型，其直徑以10-10m來度量。2、一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運動擴散：不同物質(zhì)在相互接觸時，彼此進入對方的現(xiàn)象。擴散現(xiàn)象說明：A分子之間有間隙。B分子在做不停的無規(guī)則的運動。裝置下面放二氧化氮這樣做的目的是：防止二氧化氮擴散被

6、誤認為是重力作用的結(jié)果。實驗現(xiàn)象：兩瓶氣體混合在一起顏色變得均勻，結(jié)論：氣體分子在不停地運動。固、液、氣都可擴散，擴散速度與溫度有關(guān)。分子運動與物體運動要區(qū)分開：擴散、蒸發(fā)等是分子運動的結(jié)果，而飛揚的灰塵，液、氣體對流是物體運動的結(jié)果。3、分子間有相互作用的引力和斥力。當(dāng)分子間的距離分子間平衡距離 r ，引力斥力。時，引力斥力，斥力起主要作用，固體和液體很難被壓縮是因為：分子之間的斥力起主要作用。時，引力斥力，引力起主要作用。圖2-4說明：分子之間存在引力 固體很難被拉斷，鋼筆寫字，膠水粘東西都是因為分子之間引力起主要作用。當(dāng)10時，分子之間作用力十分微弱，可忽略不計。破鏡不能重圓的原因是：鏡

7、塊間的距離遠大于分子之間的作用力的作用范圍，鏡子不能因分子間作用力而結(jié)合在一起。五、內(nèi)能的初步概念：1、內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。2、物體在任何情況下都有內(nèi)能：既然物體內(nèi)部分子永不停息地運動著和分子之間存在著相互作用，那么內(nèi)能是無條件的存在著。無論是高溫的鐵水，還是寒冷的冰塊。3、影響物體內(nèi)能大小的因素：溫度：在物體的質(zhì)量，材料、狀態(tài)相同時，溫度越高物體內(nèi)能越大。質(zhì)量：在物體的溫度、材料、狀態(tài)相同時，物體的質(zhì)量越大，物體的內(nèi)能越大。材料：在溫度、質(zhì)量和狀態(tài)相同時，物體的材料不同，物體的內(nèi)能可能不同。存在狀態(tài)：在物體的溫度、材料質(zhì)量相同時，物體存在

8、的狀態(tài)不同時，物體的內(nèi)能也可能不同。4、內(nèi)能與機械能不同：機械能是宏觀的，是物體作為一個整體運動所具有的能量，它的大小與機械運動有關(guān)內(nèi)能是微觀的，是物體內(nèi)部所有分子做無規(guī)則運動的能的總和。內(nèi)能大小與分子做無規(guī)則運動快慢及分子作用有關(guān)。這種無規(guī)則運動是分子在物體內(nèi)的運動，而不是物體的整體運動。5、熱運動：物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動?，F(xiàn)象：溫度越高擴散越快。說明：溫度越高，分子無規(guī)則運動的速度越大。六、內(nèi)能的改變：1、內(nèi)能改變的外部表現(xiàn)：物體溫度升高（降低）物體內(nèi)能增大（減?。Ｎ矬w存在狀態(tài)改變（熔化、汽化、升華）內(nèi)能改變。反過來，不能說內(nèi)能改變必然導(dǎo)致溫度變化。（因為內(nèi)能的變化有多種

9、因素決定）2、改變內(nèi)能的方法：做功和熱傳遞。A、做功改變物體的內(nèi)能：做功可以改變內(nèi)能：對物體做功物體內(nèi)能會增加。物體對外做功物體內(nèi)能會減少。做功改變內(nèi)能的實質(zhì)是內(nèi)能和其他形式的能的相互轉(zhuǎn)化如果僅通過做功改變內(nèi)能，可以用做功多少度量內(nèi)能的改變大小。（）解釋事例：看到棉花燃燒起來了，這是因為活塞壓縮空氣做功，使空氣內(nèi)能增加，溫度升高，達到棉花燃點使棉花燃燒。鉆木取火：使木頭相互摩擦，人對木頭做功，使它的內(nèi)能增加，溫度升高，達到木頭的燃點而燃燒。圖2-11看到當(dāng)塞子跳起來時，容器中出現(xiàn)了霧，這是因為瓶內(nèi)空氣推動瓶塞對瓶塞做功，內(nèi)能減小，溫度降低，使水蒸氣液化凝成小水滴。B、熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。

10、熱傳遞是熱量從高溫物體向低溫物體或從同一物體的高溫部分向低溫部分傳遞的現(xiàn)象。熱傳遞的條件是有溫度差，傳遞方式是：傳導(dǎo)、對流和輻射。熱傳遞傳遞的是內(nèi)能（熱量），而不是溫度。熱傳遞過程中，物體吸熱，溫度升高，內(nèi)能增加；放熱溫度降低，內(nèi)能減少。熱傳遞過程中，傳遞的能量的多少叫熱量，熱量的單位是焦耳。熱傳遞的實質(zhì)是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移。C、做功和熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別：由于它們改變內(nèi)能上產(chǎn)生的效果相同，所以說做功和熱傳遞改變物體內(nèi)能上是等效的。但做功和熱傳遞改變內(nèi)能的實質(zhì)不同，前者能的形式發(fā)生了變化，后者能的形式不變。D、溫度、熱量、內(nèi)能 區(qū)別：溫度：表示物體的冷熱程度。 溫度升高內(nèi)能增加 不一定吸熱。如：鉆木取

11、火，摩擦生熱。熱量：是一個過程。 吸收熱量 不一定升溫。如：晶體熔化，水沸騰。 內(nèi)能不一定增加。如：吸收的熱量全都對外做功，內(nèi)能可能不變。內(nèi)能：是一個狀態(tài)量 內(nèi)能增加 不一定升溫。如：晶體熔化，水沸騰。 不一定吸熱。如：鉆木取火，摩擦生熱七、熱量：1、比熱容： 定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)溫度升高（降低）1時吸收（放出）的熱量。 物理意義：表示物體吸熱或放熱的本領(lǐng)的物理量。比熱容是物質(zhì)的一種特性，大小與物體的種類、狀態(tài)有關(guān)，與質(zhì)量、體積、溫度、密度、吸熱放熱、形狀等無關(guān)。水的比熱容為4.2×103J(kg·) 表示：1kg的水溫度升高（降低）11吸收（放出）的熱量為4.2

12、15;103J。水常調(diào)節(jié)氣溫、取暖、作冷卻劑、散熱，是因為水的比熱容大。2、計算公式：吸m（tt0），放m（t0t）3、熱平衡方程：不計熱損失 吸放八、內(nèi)能的獲得燃料的燃燒燃料燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。九、熱值1、定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。2、單位：J/kg3、關(guān)于熱值的理解：對于熱值的概念，要注重理解三個關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言，如果燃料的質(zhì)量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關(guān)。完全燃燒：表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。 熱

13、值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。3、公式：Qmq（q為熱值）。實際中，常利用Q吸Q放即cm(t-t0)=qm聯(lián)合解題。4、酒精的熱值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。煤氣的熱值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3.9×107J。5、火箭常用液態(tài)氫做燃料，是因為：液態(tài)氫的熱值大，體積小便于儲存和運輸6、爐子的效率：定義：爐子有效利用的

14、熱量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。公式：=Q有效/ Q總= cm(t-t0)/ qm十、內(nèi)能的利用1、內(nèi)能的利用方式： 利用內(nèi)能來加熱；從能的角度看，這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。 利用內(nèi)能來做功；從能的角度看，這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。2、熱機：定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。能的轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能蒸氣機內(nèi)燃機噴氣式發(fā)動機3、內(nèi)燃機：將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。它主要有汽油機和柴油機。4、內(nèi)燃機大概的工作過程：內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功

15、沖程是內(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程，是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。5、 熱機的效率：熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。公式：=W有用/ Q總= W有用/qm提高熱機效率的途徑 使燃料充分燃燒機件間保持良好的潤滑、減小摩擦盡量減小各種熱量損失6、汽油機和柴油機的比較：【典例詳解】例1、2003年10月16日，“神州五號”載人飛船成功返航，實現(xiàn)了中國人幾千年的“飛天”夢. 當(dāng)飛船減速著陸時，“航天英雄”楊利偉的 ( )A、動能增加，重力勢能減少 B、動能減少，重力勢能減少C、動能減少，重力勢能不變 D、動能不變，重力勢能減少解析：本題考查的是

16、動能和勢能的轉(zhuǎn)化，從影響動能的因素：質(zhì)量和速度；影響勢能的因素：質(zhì)量和高度入手，飛船減速著陸時，質(zhì)量不變，速度減小，高度減小。答案：B例2、對以下現(xiàn)象解釋不正確的是（ ）A、蘿卜放在泡菜壇里會變咸，這個現(xiàn)象說明分子是運動的B、兩塊表面干凈的鉛塊壓緊后會結(jié)合在一起，說明分子間存在斥力C、兩杯質(zhì)量相同的熱水和冷水，往其中各加一塊糖，過一會兒品嘗，熱水較甜-溫度越高，熱運動越劇烈解析：考點為運用分子動理論解釋日常生活中的問題，物質(zhì)是由分子組成的，分子不停的做無規(guī)則的運動，分子間存在相互作用的引力和斥力。擴散現(xiàn)象和熱現(xiàn)象說明了分子不停的做無規(guī)則運動，溫度代表分子平均動能。答案：B例3、甲、乙兩個冰塊的

17、質(zhì)量相同，溫度均為0。甲冰塊位于地面靜止，乙冰塊靜止在10米高處。這兩個冰塊（ ）A. 機械能一樣大 B. 乙的機械能大C. 內(nèi)能一樣大 D. 乙的內(nèi)能大解析：本題考查了機械能和內(nèi)能的區(qū)別：內(nèi)能屬于分子的能量，微觀能量，分子的熱運動和分子勢能的總稱，與溫度和分子間的相互作用有關(guān)。而機械能是物體宏觀的能量和物體的質(zhì)量、速度、高度有關(guān)。答案：B例4、關(guān)于熱量、溫度、內(nèi)能之間的關(guān)系，下列說法正確的是（）A物體溫度升高，內(nèi)能一定增加 B物體吸收熱量，溫度一定升高C物體溫度不變，一定沒有吸熱 D物體溫度升高，一定吸收熱量解析：本題考查了熱量、內(nèi)能、溫度之間的關(guān)系，關(guān)于三者的關(guān)系記住兩句話：物體的溫度升高

18、（降低），內(nèi)能一定增加（減少）；物體吸收（放出）熱量，物體的內(nèi)能一定增加（減少）。三者關(guān)系中只有這兩句存在一定的關(guān)系。答案：A例5、一箱汽油用掉一半后，關(guān)于它的說法下列正確的是（ ）A它的密度變?yōu)樵瓉淼囊话?B它的比熱容變?yōu)樵瓉淼囊话隒它的熱值變?yōu)樵瓉淼囊话?D它的質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼囊话虢馕觯宏P(guān)于比熱容和密度、熱值一樣都是物體的屬性，只要物質(zhì)的種類不變，一般情況下，比熱容、密度、熱值均不變。答案：D例6、在熱傳遞的過程中，傳遞的能量總是從A質(zhì)量大的物體傳到質(zhì)量小的物體 B密度大的物體傳到密度小的物體C溫度高的物體傳到溫度低的物體 D比熱大的物體傳到比熱小的物體解析：本題考查了熱傳遞的知識，熱傳遞的

19、條件是存在溫度差，熱傳遞的實質(zhì)是：能量的傳遞；熱傳遞的方向是：從高溫物體到低溫物體，或從物體的高溫部分到低溫部分。答案：C例7、質(zhì)量為0.5kg的水，溫度從 60降至40，會放出_J的熱量。若將這部分熱量全部被初溫為10、質(zhì)量為0.7kg的酒精吸收，則酒精的溫度將上升_。酒精的比熱容為2.4×103J（kg·），水的比熱容為 4.2 ×103J（kg·）解析：這道題主要考查學(xué)生對熱量的計算公式的掌握。由題可知，前半部分是用放熱計算公式，后半部分是用吸熱公式進行計算。則對前半部分因是放熱，所以，Q放=Cm（t0t）=4.2 ×103J（kg

20、83;）×0.5kg×（6040）=4.2×104J；對后半部分，由Q吸= Cm（tt0）變形得，t=Q吸/C酒精m+t0=4.2×104J/（2.4×103J（kg·）×0.7kg）+10=35。答案：4.2×104 35例8、鋁的比熱是0. 88×103焦 / (千克·)，水的比熱是4.2×103焦 / (千克·) 質(zhì)量為0.3千克的鋁鍋中放有2千克的水，把它們從20加熱到80時，求： （1）鋁鍋需要吸收多少熱量？（2）水需要吸收多少熱量？（3）一共需要吸收多少熱量?解析

21、：本題考查了熱量的計算，關(guān)于熱量的計算首先建立熱平衡方程，然后根據(jù)公式進行求解，注意t表示的是溫度差，C表示比熱容，m表示質(zhì)量。在解答此題時，關(guān)鍵是注意鋁鍋中加水加熱，是鋁鍋和水同時吸收熱量，它們的初溫和末溫是一樣的，但吸收的熱量不一樣，因鋁和水的比容熱及質(zhì)量不同，在計算吸收的熱量時分別利用熱量的吸熱公式進行計算即可，共同吸收的熱量為二者熱量之和。解：(1)Q鋁=C鋁m鋁(t-t0)=0.88×103J/（kg·）×0.3kg×(80-20)=15840J；(2)Q水=C水m水（t-t0)=4.2×103J/（kg·）×2k

22、g×(80-20)=504000J；(3)Q=Q鋁+Q水=15840J+504000J=519840J。例9、下列事例中，用做功方法改變物體內(nèi)能的是（ ） A酒精涂在手上覺得涼 B冬天曬太陽，人感到暖和C鋸木頭時，鋸條會發(fā)燙 D燒紅的鐵塊溫度逐漸降低解析：本題考查改變物體內(nèi)能方法的區(qū)別，改變物體內(nèi)能的方法有：做功和熱傳遞，做功的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化，熱傳遞的實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移。答案：C例10、 關(guān)于四沖程汽油機的工作過程有以下幾種說法（ ） 在做功沖程中，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 在做功沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 只有做功沖程是燃氣對外做功汽油機和柴油機的點火方式相同 以上說法中正確的是A只有

23、B只有 C只有 D只有解析：考點是熱機，關(guān)于熱機應(yīng)掌握柴油機和汽油機的區(qū)別。答案：A【精題演練】1、婁底市境內(nèi)煤炭資源豐富，礦山工作車晝夜繁忙，其中金竹山煤礦的空中索道是連接山頂?shù)V區(qū)和山下火車站的重要通道，當(dāng)運煤車從山下沿索道勻速上升時A動能減少，重力勢能增加B動能減少，重力勢能減少 C動能不變，重力勢能增加D動能增加，重力勢能減少2、人們用冷水冷卻汽車發(fā)動機，用熱水取暖，主要是因為水的_較大。通常情況下，與同等質(zhì)量的其他物質(zhì)構(gòu)成的物體相比，升高或降低相同溫度，水吸收或放出的熱量較_（填“多”或“少”）。答案：比熱容 多3、“神舟七號”載人飛船完成各項任務(wù)后，在返回的過程中，返回艙進入大氣層將

24、通過一段黑障區(qū)，這一段時間飛船將“燒成”一個大火球，如圖6所示，而飛船內(nèi)的宇航員和設(shè)備則安然無恙，下列說法正確的是A飛船“燃燒”是由于高速運動的飛船與大氣層摩擦內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B飛船“燃燒”是由于高速運動的飛船與大氣層摩擦機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C飛船“燃燒”是航天員為了消除太空細菌采取的高溫消毒措施D飛船外殼上的燒蝕層先熔化后汽化，從而放出了大量的熱保護了飛船 答案：B4、泰安五岳專用汽車有限公司是一家大型的特種專用汽車生產(chǎn)基地。該廠某型號專用車在車型測試中，在一段平直的公路上勻速行駛5.6km，受到的阻力是3.0×103N，消耗燃油1.5×103m3（假設(shè)燃油完全燃燒）。若燃油的密度0.8×103kg/m3，熱值q4×107J/kg，求：（1）專用車牽引力所做的功。（2）已知熱機效率（式中W為熱機在某段時間內(nèi)對外所做的功，Q為它在這段時間內(nèi)所消耗的燃油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量），則該專用車的熱機效率是多少？答案：解：（1）因為