中考物理复习专题10 机械能和内能

专题十机械能和内能４３专题十机械能和内能对应学生用书起始页码９４页－１０分子是保持物质化学性质的最小微粒。分子直径的数量级为①１０ｍ分子世界{常见的物质是由大量的②分子、原子构成的，分子间有空隙ìï分子动理论{分子处在永不停息的③无规则运动中ïï分子间不仅存在④吸引力，而且还存在⑤排斥力ï能量：一个物体能对另一个物体⑥做功，那么这个物体就具有能量ïìï定义：物体由于运动而具有的能ïï动能{ïï决定因素：ａ．物体的⑦质量；ｂ．物体的⑧速度ïï定义：物体由于被举高而具有的能ïïï重力势能{决定因素：ａ．物体的⑨质量；ｂ．物体所在的⑩高度ï机械能í势能{ï定义：物体因弹性形变而具有的能ï弹性势能{ïï决定因素：ａ．弹性形变的????????????程度；ｂ．物体自身材料等机械ïï动能和势能统称为机械能ïï机械能{能和íï保持不变的条件：只有动能与势能互相转化内能ïî动能和势能是可以相互????????????转化的ïï概念：物体内所有分子做无规则运动的????????????动能和分子????????????势能的总和ìïï与温度的关系：温度升高，内能????????????增大；温度降低，内能????????????减少ïï发生条件：????????????有温度差ïïï热传递（能量的转移）方向：高温处→低温处ï{ïï改变物体内能的方式结果：温度相同ï{ï物体对外界做功，内能????????????减少ïï做功（能量的转化）{ï外界对物体做功，内能????????????增大ïïïì定义：一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的质量和????????????升高的温度的乘积之比，ïïïïï叫作这种物质的比热容îïï内能í比热容í单位：Ｊ／（ｋｇ·℃）ïï热量计算公式：????????????Ｑ＝ｃｍΔｔïïïïî水的比热容的应用：由于水的比热容较大，一般把水用作冷却剂、传热介质；另外，水还有调节气温的作用ï定义：将燃料燃烧释放的????????????内能转化为????????????机械能的装置ï热机ì????????????吸气冲程üï{ïï活塞往复运动２次，ï????????????压缩冲程（机械能转化为内能）ïï汽油机的一个工作循环íý对外做功????????????１次，ïï????????????做功冲程（内能转化为机械能）ïïïï飞轮运转????????????２周î????????????排气冲程þï定义：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值ïî热值{符号及单位：用ｑ表示，单位是Ｊ／ｋｇ质量为ｍ的燃料完全燃烧放出的热量为：Ｑ放＝????????????ｍｑ????（３）影响同一个物体弹性势能大小的因素是发生弹性形变????的程度。????考点一机械能及其转化２．机械能内部转化情况可用下图表示（不计能量损失、物体????１．影响动能与势能大小的因素质量不变）。????（１）影响动能大小的因素是物体的质量和速度。物体的质îïïïïïïïï总ï机ï械í能ï守ï恒ïïïïïïïïì????量越大，运动速度越大，它具有的动能也越大。重力速度增大，高度减小动速度增大，弹性形变减小弹性????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????（２）影响重力势能大小的因素是物体的质量和高度，物体的势能高度增大，速度减小能弹性形变增大，速度减小势能????质量越大，位置越高，所具有的重力势能越大。,４４５年中考３年模拟中考物理????考点二内能及其转化????续表一、内能????①比热容是反映物质自身性质的物理量，不同物质的比热容一般不同；因此，可以用比热容的不同来（粗略地）鉴微观解释宏观影响因素量值????别不同的物质物体内部分子由????温度———温度越高，分子的无????特点②同一种物质的比热容一般不随质量、形状的变化而变分子于永不停息地做永远不规则运动越激烈，分子平均动????化。如一杯水与一桶水，它们的比热容相同动能无规则运动而具等于零能越大③对同一种物质，比热容大小与物态有关，例如水的比热有的能????容与冰的不同物态和体积———反映在分子????间作用力大小和分子间距离????①沿海地区昼夜温差小，内陆地区昼夜温差分子势能是由于分子的大小上。当体积变化不显可能等????大，形成海陆风分子间相互作用调节温度势能著时，从物态去判断分子势于零????水的比热②农民在秧田里灌一些水，在夜晚降温时，使而产生的能量能，例如：０℃的冰熔化成????秧苗的温度变化不大，对秧苗起了保护作用容较大的０℃的水，分子势能是增加的????应用①汽车的发动机、发电厂的发电机的冷却系物体内部所有分????作为冷却统用水作为冷却剂物体的子做无规则运动永远不????剂或取暖温度、体积和物质的量②冬季供热用的散热器、暖水袋内能的动能和分子势等于零????能的总和????二、机械效率、热效率、热机效率的对比二、内能和机械能????提高效率是节约能源，增强环保的重要途径。效率问题是机械能是宏观的，是物体作为一个整体运动所具有的能量，????衡量各种机械优劣的重要指标，例如前面我们学习了简单机械它的大小与物体运动和位置的整体情况有关。????的效率、炉子的热效率、热机的效率等。三种效率的计算如下：内能是微观的，内能大小与分子做无规则运动快慢及分子????Ｗ有用????（１）机械效率：η＝×１００％，其中Ｗ有用指有用功，即对人间作用力、分子间距离有关，这些具体特点与物体整体的运动没Ｗ总有直接关系。所以物体的内能大小与机械能没有直接关系，但????们有用的功；Ｗ总指利用机械做的总功。内能可以和机械能相互转化。????Ｑ有用（２）热效率：η＝×１００％，其中Ｑ有用指有效利用的热量，Ｅ????Ｅ三、改变内能的两种方式????指总能量。如果总能量来源于燃料完全燃烧，则Ｅ＝Ｑ放＝ｍｑ。２????如果总能量来源于电热，则Ｅ＝Ｑ＝ＩＲｔ。????Ｗ有用（３）热机效率：η＝×１００％，其中Ｗ有用指用来做有用功的????Ｑ总????那部分能量，Ｑ总指燃料完全燃烧释放的能量。提高热机效率的????途径：使燃料充分燃烧；尽量减小各种热量损失；保持机件间良????好的润滑、减小摩擦等。????例（２０１８四川成都，Ｂ３，２分）小李家使用的燃气热水器，将３????３０ｋｇ的水从２０℃加热到４５℃，消耗了０．１５ｍ的天然气。已知水３７３????的比热容为４．２×１０Ｊ／（ｋｇ·℃），天然气的热值为４×１０Ｊ／ｍ，则下????列与该过程有关的计算结果和分析正确的是（）????Ａ．水吸收的热量与水的末温成正比５????Ｂ．水吸收的热量是３．１５×１０Ｊ????Ｃ．热水器的能量转化效率是５２．５％????Ｄ．热水器的能量转化效率与环境温度无关????解析根据公式Ｑ吸＝ｃｍΔｔ可知水吸收的热量与水温度的注意做功不一定都使物体的内能发生变化。做功是否会变化量成正比，故Ａ错误；水吸收的热量Ｑ吸＝ｃｍΔｔ＝４．２×引起物体内能的改变，要看物体消耗的能量是否转化为物体的????３６１０Ｊ／（ｋｇ·℃）×３０ｋｇ×（４５℃－２０℃）＝３．１５×１０Ｊ，故Ｂ错误；内能。如举高物体时，做功所消耗的能量变成了物体的势能，并????Ｑ吸未转化为物体的内能，所以物体的内能就没有改变。????Ｑ＝Ｖｑ＝０．１５ｍ３×４×１０７Ｊ／ｍ３＝６×１０６Ｊ，η＝×１００％＝放????Ｑ放考点三物质的比热容及热量的计算６３．１５×１０Ｊ????×１００％＝５２．５％，所以Ｃ正确；热水器的转化效率和环６一、比热容????６×１０Ｊ境温度有关，故Ｄ错误。一定质量的某种物质，在温度升高时吸收的热量与它的????定义答案Ｃ质量和升高的温度乘积之比，叫作这种物质的比热容????当水的质量和初温一定时，随着末温的升意义表示物质吸热（或放热）能力的物理量????????高，水吸收的热量增大，不能错误地认为水吸收的热量与末温成单位Ｊ／（ｋｇ·℃）????正比。公式Ｑ吸＝ｃｍ（ｔ－ｔ０）、Ｑ放＝ｃｍ（ｔ０－ｔ），可简写为：Ｑ＝ｃｍΔｔ掌握吸收热量的计算公式，知道水吸收的热????量为有用能量，燃料完全燃烧放出的热量为总能量是解答本题,专题十机械能和内能４５????的关键。????????１．蹦极????蹦极，也叫机索跳，是一项非常刺激的户外休闲活动。跳跃温度、内能、热量三者的区别与联系????者站在４０米以上高度的桥梁、塔顶、高楼、吊车甚至热气球上，１．区别????把一端固定的一根长长的橡皮绳绑在踝关节处然后两臂伸开，????双腿并拢，头朝下跳下去。绑在跳跃者踝部的橡皮绳很长，足以从分子动理存在概念辨别表达方式单位????使跳跃者在空中享受几秒钟的“自由落体”。当人体落到离地面论的观点看形式????一定距离时，橡皮绳被拉开、绷紧、阻止人体继续下落，当到达最不能说“传????低点时橡皮绳再次弹起，人被拉起，随后，又落下，这样反复多次温分子热运动的剧烈物体的冷递”和“转状????直到人静止为止，这就是蹦极的全过程。态℃度程度的标志热程度移”，只能说量????“是”多少????????物体内所有分子做内能量的一状????无规则运动的动能“具有”态Ｊ能种形式量????和分子势能的总和????在热传递????在热传递过程中内过程中，传“吸收”或过２．蹦极时什么时候速度最大热程Ｊ????量能转移的数量递内能的“放出”量下落过程中刚开始只受到重力（空气阻力忽略），向下加速????多少运动；下落距离大于橡皮绳长度时有向上的弹力，且弹力随着橡????皮绳伸长量的增加而增大。２．联系????在弹力和重力相等之前橡皮绳弹力小于重力，合力向下与（１）同一物体温度变化，物体的内能一定发生变化。????运动方向相同，加速运动。（２）内能变化有可能是热传递的结果，也可能是做功的????在弹力和重力相等之后橡皮绳弹力大于重力，合力向上与结果。????运动方向相反，减速运动。（３）物体吸收或放出热量一定是发生了热传递。????所以速度最大的时候产生于加速和减速的转折点，也就是（４）物体只吸收或放出热量，它的内能一定变化，但温度不????橡皮绳弹力和重力相等的时候。一定改变。如冰熔化时吸收热量，内能增加，但温度却保持在????０℃不变。同样，物体放出热量，温度也不一定降低。????方法一判断动能、势能和机械能大小是否变化的方法????变式训练１（２０１８福建Ａ，７，２分）２０１８年５月５日，中国国产航母完成首次舰载直升机起降。直升机减速下降靠近航母１．机械能＝动能＋势能＝动能＋重力势能＋弹性势能????甲板的过程中（）影响因素????Ａ．惯性变大Ｂ．动能变小动能：质量、速度????Ｃ．重力势能不变Ｄ．机械能不变重力势能：质量、被举高度????答案Ｂ弹性势能：弹性形变量、材料等????解析惯性是一切物体所固有的一种属性，只与物体的质分析题目中各因素的变化情况，就可以知道机械能的变化????量有关，直升机减速下降，质量不变，所以惯性不变，故Ａ错；与情况。????动能相关的物理量是质量和速度，直升机减速下降，质量不变，２．由机械能的大小变化情况可判断动能和势能相互转化过????而速度变小，所以动能变小，故Ｂ正确；重力势能与物体质量和程中能量减少还是增大———如果只有重力做功（即没有其他形????物体所处高度有关，直升机减速下降，虽质量不变，但所处高度式能量补充或没有能量损失），则动能、势能转化过程中机械能????变小，所以重力势能变小，故Ｃ错；动能和势能统称为机械能，前不变。如果物体在运动过程中受到摩擦和介质阻力等其他外????面已分析，动能和重力势能变小，所以机械能也变小，故Ｄ错误。力，物体的机械能大小将变化。????例１（２０１８天津，６，３分）用细线将小球????方法二区分内燃机的四个冲程的方法系好后，固定在天花板上，做成一个摆。如图所????一要看进气门、排气门的开闭状态，二要看活塞的运动方示，小球从Ａ点摆动到Ｂ点的过程中（）????向，在此基础上进行综合分析。Ａ．速度变小，动能变大????具体情况如表所示：Ｂ．速度变小，动能变小????冲程进气门排气门活塞运动方向Ｃ．速度变大，重力势能变小????Ｄ．速度变大，重力势能变大吸气冲程打开关闭向下运动????解析小球从Ａ点到Ｂ点，高度降低，故重力势能减少，重压缩冲程关闭关闭向上运动????力势能转化为动能，故速度增大，动能增大，故选择Ｃ。????做功冲程关闭关闭向下运动答案Ｃ,４６５年中考３年模拟中考物理????续表表示四冲程内燃机的两个冲程，从气门的启闭和活塞的运动可????冲程进气门排气门活塞运动方向以判定（）????排气冲程关闭打开向上运动????例２（２０１７山东潍坊，８，２分）如图是四冲程汽油机的剖????面图，它是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证????连续工作的。其中内能转化为机械能的是（）????????????????????Ａ．甲是吸气冲程，乙是压缩冲程????Ｂ．甲是吸气冲程，乙是做功冲程????Ｃ．甲是排气冲程，乙是做功冲程????Ｄ．甲是排气冲程，乙是压缩冲程Ａ．吸气冲程Ｂ．压缩冲程????答案ＣＣ．做功冲程Ｄ．排气冲程????解析甲图中进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，将解析做功冲程是内能转化为机械能的冲程，燃料燃烧，化????废气排出，是排气冲程；乙图中进气门、排气门均关闭，火花塞产学能转化为内能，高温高压的燃气推动活塞做功。故选Ｃ。????生电火花，活塞向下运动，是做功冲程。答案Ｃ????内燃机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气变式训练２（２０１７甘肃兰州中考诊断，２）如图所示，甲、乙冲程，是一个工作循环，活塞往复两次，对外做功一次。