北师大版九年级物理第十章机械能、内能及其转化复习学案

个性化教案

年级 初三 科目 物理 教师 张

学生姓名 日期 时间

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案》的内容

课标要求

十、机械能、内能转化

1. 了解能量的概念及单位，并能判断物体机械能变化情况

2. 理解分子内能相关概念，能描述出物体能量的转换的过程

学习目标

3. 体会热机的工作工程，明白热机工作中的能量转换

4. 理解比热容、热值相关概念，掌握热效率的一般计算方法

教与学过程

生活中我们经常会听到“能量”这个词，在八年级下次我们还学习了

(一)

开课导入

“做功”这一概念，那什么是能量？它和我们学习的功之间又有什么联

系呢？今天我们就一起站在宏观角度学习自然界中物体具有的“机械

能”和微观角度物体分子的“内能”，体会自然界能量的转换吧。

1.运动的物体所具有的能叫动能,动能的大小与质量和 有关。

（二）

2.被举高的物体具有的能叫重力势能,重力势能的大小与 和 有关。

新知预测

3.扩散现象表明 ；分子间有间隙。 和 是改变物体内能

的两种方式,前者的实质是内能的 ，后者的实质是 。

4. 水的比热容是 ,它表示的物理意义是 。

- 1 -

5.物体温度升高时吸收的热量 ，物体冷却时放出的热量 。

QQ

吸

放

6. 叫做这种燃料的热值.热值的单位是 符号是__

__。质量m的燃料完全燃烧,所放出来的热量Q= 。

7．一股汽油机的工作过程是由吸气、 ___、做功、__ _ 四个冲程组成的。在做功冲

程,把内能转化为 。

8．汽油机的点火方式叫 式,柴油机的点火方式叫 式。

- 2 -

考点一、机械能

①在探究影响动能和重力势能的因素的实验中，应用到的实验方法有 和 。

②转换法的体现：通过比较 ，判断小球动能大小；通过比较 ，判断铁块

重力势能大小

③结论：动能和势能(包括重力势能和弹性势能)统称机械能

（三）

物体由于运动具有动能，物体的 越大，运动的 越快，动能 。

讲授新知

物体由于被抬高具有重力势能，物体质量越 ，被抬高的越 ，重力势能越大。

动能和势能的相互转化

填一填：

1. 滚摆在最高处由静止开始下落的过程中，滚摆运动的越来越 ，

动能越 ，重力势能越来越 。在此过程中，滚摆的 能逐渐转

化为 能；滚摆在最最低处开始上升的过程中，滚摆运动的越来

越 ，动能越 ，重力势能越来越 。在此过程中，滚摆的 能逐渐转化为

能。

考点二、内能

①分子动理论：

1、物质是由大量的 或 构成的。

2、分子在永不停息的做 。

- 3 -

3、温度越高，分子的运动越 。

4、分子之间有 。

5、分子之间存在相互作用的 和 。

扩展：分子的直径只有10m，所以肉眼可见的小颗粒是不是分子？

分子间的间隙不同，构成了物质的固体、液体、气体三种形态，三种状态分子间的

间隙大小关系为： > > ,通过加热使得物态发生变化，

实际上是改变了分子间的 。

②扩散现象：两种不同的物质可以 地彼此进入对方，这种现象叫 现象，

扩散现象既说明分子都在不停地 ；也说明分子之间

有 。

③改变内能两种方式： 和 。前者是不同形式能量的 ；

后者是相同形式能量(内能)的 ；两者在作用效果上是 的

-10

考点三、热机

①用途：利用燃料的内能对外做功的机器

②分类：常见的有蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气式发动机等，内燃机可以划分成

为 和 两大类，它们分别用 和 作为燃料；喷气式发

动机也分为两种： 和 ，它们的主要区别在于： 需

要以空气中的氧气作为助燃剂，所以它的飞行高度受限。

③内燃机工作过程

扩展：

1、柴油机和汽油机在构造上的主要区别是：汽油机汽缸的顶部是 ，而柴油

机汽缸的顶部是 。

2、它们工作过程中的主要区别是：汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是 ，而柴

油机在吸气冲程中吸入汽缸的是 ；通常汽油机的效率比柴油机的效率

要 。汽油机采取的点火方式是 ，而柴油机采取的点火方式

是 。

3、汽油机和柴油机的共同点(4221问题)：一个工作循环都有 个冲程，飞轮

转 周，对外做功 次，活塞往复 次。其中做功冲程是高温高压

- 4 -

燃气推动活塞运动，带动飞轮转动，其他冲程靠飞轮的惯性完成。

④火箭主要靠与空气的反作用力获得升空的动力，它主要以 做为燃料， 做为

助燃剂。

考点四、比热容

①比热容是用来描述物体 的物理量，用符号 表示。

②比热容的定义 。

③

比热容单位：

国际单位：J/（kg·K） 读作焦每千克开。

比热容的单位也常写作：J/（kg·℃） 读作焦每千克摄氏度。

④水的比热容为 ，其物理意义是:质量为1kg的水温度升高（或

降低）1℃（K），吸收（或放出）的热量是 。

⑤就如密度是物质的一种特性一样，只与物质的 和

比热容是物质的一种特性。

有关，与形状、大小、体积、温度、是否吸热都无关。

⑥利用比热容进行计算

公式： 、 、 、 。

例题：把质量为2Kg，温度为30℃的铝块加热到100℃，铝块吸收的热量是多少？（C铝=0.88×

103 J/（kg·℃）

解：Q=CmΔt=0.88×10 J/（kg·℃）×2Kg×（100℃-30℃）=1.232×10 J

吸铝铝

35

（注意解题格式，各物理量均采用国际主单位。）

考点五、热值

①不同燃料在燃烧时，将自身化学能转化为内能的量不同。

②热值的定义 ，符号： 。

③热值的单位： 和 。

④煤气的热值是3.9×10J/ m，其物理意义是 。

- 5 -

73

⑤，就如密度是物质的一种特性一样，只与物质的

热值是燃料本身的一种属性

和 有关，与形状、大小、体积、是否完全燃烧都无关。

⑥利用热值进行计算

公式： 和 。（注意单位）

⑦燃料的利用率（热效率）：有效利用的热量与燃料完全燃烧放出热量的比值

η= Q吸/Q放

☆利用热效率综合计算：

明明同学的家住于新农村建设示范村里，他父亲年前拉回了一套液化石油气灶具。液化石油

气热值为3.5×10J／kg，燃烧放出的热量只有60％被水吸收。将质量为5kg，初温为20℃

的水加热到100℃，水吸热为多少J?需要燃烧多少g液化石油气?

7

- 6 -

[2018河南省省实验三模]已知太阳能热水器内装有质量为m、温度为t0的水,经历阳光照射时间t

后,水的温度升高到t1,则热水器内的水吸收的热量Q吸=__________.相对于效率为η的烧煤锅炉来

说,可以节约质量为 的煤.(水的比热容用c水表示,煤的热值用q表示)

[2015河南,21]质量为3 t的小型载重汽车,额定功率为100 kW,车上装有6 t的砂石.汽车先以10

m/s的速度在平直公路上以20 kW的功率匀速行驶10 min,消耗汽油1.2 kg,然后又以额定功率用了

2 min的时间,将砂石从山坡底运送到50 m高的坡顶施工现场.g取10 N/kg.试问:

(1)1.2 kg的汽油完全燃烧放出的热量为多少?(已知汽油的热值为4.5×107 J/kg)

(2)汽车在平直公路上匀速行驶时,受到的阻力为多少?

（四）

举一反三

(3)汽车从坡底向坡顶运送砂石的机械效率是多少?

考法1分子动理论

1.[2011河南,2]空气中弥漫着荷花的清香,这是分子的 现象.

2.[2013河南,3]生活中的“粘”字常与一些物理现象有关,如:表面平滑的铅块紧压后会粘在一起,这是

因为分子间存在 .

3.[2015河南,5]信阳“毛尖”深受人们喜爱.用高温开水能很快泡出茶香、茶色,这是因为温度越高

, 越剧烈.

4.[2012河南,5]北极和南极是冰雪的世界,尽管温度很低,北极熊仍然能闻到海豹的气味,说明在北

极,空气分子仍然在 .

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（五）

课堂练兵

5.[2014河南,11]哈勃望远镜使我们感受到宇宙的浩瀚,电子显微镜使我们认识到微观世界的深邃.

关于宇宙和粒子,下列说法错误的是( )

A.天体之间和分子之间都存在着相互作用力

，B.电子绕原子核运动与地球绕太阳运动相似

C.人类对宇宙和微观世界的探索将不断深入

D.用光年表示宇宙时间,用纳米量度分子大小

考法2. 改变物体内能的两种方法

6.[2017河南,4]烩面是河南的特色名吃.如图所示,厨师将面坯拉成长长的面条,表明力可以使物体发

生 ;在锅里煮面时,通过 的方式改变了面条的内能;面出锅时香飘四溢,

这是由于分子的 产生的.

7.[2016河南,4]将一瓶质量为0.5 kg、温度为25 ℃的纯净水放入冰箱,一段时间后纯净水的温度降低

到5 ℃,则这瓶纯净水的内能减少了 J,这是通过 的方式改变了水的内能.水

的比热容c=4.2×103 J/(kg·℃).

8.[2018河南,20(1)]在实践活动中,小刚所在的兴趣小组对电热水壶进行了研究.壶底的加热盘烧水

时是通过 的方式改变了水的内能的.

考法3比热容的理解及应用

9.[2014河南,12]用相同的加热装置给质量相等的甲、乙两种液体同时加热,两种液体的温度随时间

的变化如下表所示.根据数据比较两种液体的比热容( )

A.c

甲乙 甲乙

>c B.c=c

C.c

甲乙

D.无法确定

时间/min012345

甲的温度/℃202224262830

乙的温度/℃202530354045

考法4热机及能量的转化

10.[2011河南,3]在我省高速公路上安装有太阳能视频监控系统,如图所示.晴天,电池板将太阳能转

化为电能,并向蓄电池充电,将电能转化为 能储存起来.

11.[2009河南,2]2008年8月,我省第一个风力发电项目在三门峡投产发电.风力

发电是将 能转化为电能,风力发电的优点是 .

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12.[2016河南,6]物理知识是对自然现象的概括和总结,又广泛应用于生活和技术当中.请联系表中

的相关内容填写表中空格.

自然现象 物理知识 实际应用

水沸腾时水蒸气

内能转化为

冲起壶盖.

机械能.

13.[2012河南,13]在四冲程汽油机的工作过程中,机械能转化为内能的冲程是( )

A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程

考法5探究不同物质的吸热能力

14.[2015河南,18]为比较两种液体的吸热能力,小军用图甲中两个相同的装置做实验,实验器材还有

天平和钟表.收集的实验数据记录如下表.

物理量

质量/g

物质 温度/℃时间/min温度/℃

5020545液体1

5020568液体2

初始加热最终

(1)某时刻温度计的示数如图乙所示,此温度值是 ℃.

(2)实验中,用 间接反映液体吸收热量的多少.

(3)通过分析表中数据可知, (选填“液体1”或“液体2”)的吸热能力较强.物理上用

这个物理量来描述物质的吸热能力.

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第十章 综合能力检测

时间:60分钟 满分:100分

一、选择题(每题3分,共30分)

1.如图所示的四种取暖方式中,通过做功改变内能的是 ( )

A.哈气 B.搓手 C.开暖灯 D.戴USB接口暖手套

2.如图所示,木块沿斜面从顶端匀速下滑的过程中,木块的 ( )

（六）

作业验收

A.重力势能减小,动能增大 B.重力势能减小,机械能减小

C.动能不变,机械能不变 D.重力势能不变,机械能减小

( ) 3.如图为海风形成的示意图.海风形成的根本原因是:与海洋相比,陆地的

A.比热容较小,在相同日照条件下升温较快,气温较高

B.比热容较小,在相同日照条件下升温较慢,气温较低

C.比热容较大,在相同日照条件下升温较快,气温较高

D.比热容较大,在相同日照条件下升温较慢,气温较低

4.小天用电热水壶将1 kg 20 ℃的水加热至70 ℃,对于这个过程,下列分析正确的是[c=4.2×10

J/(kg·℃)]( )

A.水吸收的热量为2.1×10 J B.电热水壶消耗的电能全部转化为水的内能

5

水

3

- 10 -

C.水的温度升高,内能减小 D.水的温度升高,其比热容变大

5.小明将铁丝快速弯折十余次,铁丝弯折处的温度会升高,以下四个事例中能量转化与之相同的是

( )

A.甲、丙 B.甲、丁 C.乙、丙 D.乙、丁

6.关于内能、温度和热量,下列说法正确的是 ( )

A.物体的内能跟物体的运动速度、物体的温度和物质状态都有关系

B.不同燃料燃烧时,放出热量越多的热值越大

C.质量和初温相同的水和煤油,放出相同的热量时,煤油温度降低得多

D.内能总是从内能多的物体向内能少的物体转移

7.一高尔夫球以二百多公里的时速水平撞击钢板.图为球撞击过程中的三个状态,其中甲是刚要撞

击的时刻,乙是球形变最大的时刻,丙是刚撞击完的时刻.已知撞击时间非常短,若忽略球的机械能损

失,则 ( )

甲 乙 丙

A.球在甲、丙两个时刻的动能相等

B.球在甲时刻的动能较丙时刻的大

C.球在甲时刻的动能较丙时刻的小

D.条件不足,无法比较球在甲、丙两个时刻的动能大小

8.蹦床运动是奥运会比赛项目.如图所示,运动员比赛开始前直立站在蹦床中央,比赛开始时快速下

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蹲并立即恢复直立被蹦床弹起,离开蹦床时呈直立状态并一直保持,到达最高点后下落,再次接触蹦

床时又快速下蹲并立即恢复直立,再次被蹦床弹起,达到更高点.忽略空气阻力,下列说法正确的是

( )

A.在此整个过程中,运动员机械能守恒

B.在此整个过程中,运动员机械能一直在增加

C.从离开蹦床到下落接触蹦床前的过程中,运动员机械能守恒

D.从下落接触蹦床到离开蹦床的过程中,运动员机械能守恒

9.关于如图所示的实验,下列叙述正确的是 ( )

甲 乙

丙 丁

A.甲图中,压紧的两铅块下面悬挂钩码而不分开,这是由于大气压强的作用

B.乙图中,试管内的水沸腾后,水蒸气将软木塞推出,软木塞的内能转化为它的机械能

C.丙图中,抽去玻璃隔板后,两瓶中的气体逐渐混合,这说明上面瓶中的空气密度较大

D.丁图中,金属管中装有少量乙醚,迅速拉动缠在金属管外的皮绳,可使橡皮塞从管口飞出

10.用两个相同的电热器给质量均为0.2 kg的物质甲和水加热,它们的温度随加热时间的变化关系

图像如图所示,不计热量损失[c=4.2×10 J/(kg·℃)],据此判断 ( )

水

3

A.物质甲的比热容为8.4×10 J/(kg·℃)

3

B.加热20 min,水吸收的热量是物质甲吸收热量的两倍

C.物质甲在10 min内吸收的热量是5.04×10 J

4

D.电热器每秒放出42 J的热量

- 12 -

二、填空题(每空2分,共24分)

11.某台汽油机飞轮的转速为1 800 r/min,在1 s内,汽油机完成了 个工作循环.如果汽油机

在一段时间内消耗了500 g汽油,若这些汽油完全燃烧,可放出热量 J.(q=4.6×10 J/kg)

汽油

7

12.武汉在创建全国文明城市,公共场所禁止吸烟,因为吸烟者“吞云吐雾”时会波及周围人群,这是由

于 造成的.小雨和同学们积极参与文明城市创建,他们一起到街上用砂纸

清除违章“小广告”,清除时,感觉砂纸发热,其能量的转化是 ,这是通过

的方式改变物体内能的.

13.如图所示是加热烤肠的情景,增加烤肠内能的方法是 ;为了让烤肠不被烤焦且均匀

受热,店主将烤肠放在石子上烤而不直接放在铁锅内烤,是因为石子的比热容比铁 .

第13题图 第14题图 第15题图

14.如图所示为撑杆跳的过程示意图.在这项运动中,根据能量以及能量转化的物理知识可知:运动员

助跑的目的是在起跳前获得较大的 .撑杆起跳时, 能通过撑杆最终转化为重力势

能,运动员越过横杆在最高点时重力势能最大,此时动能 (填“大于”“等于”或“小于”)零.

15.将盛有250 g凉牛奶的瓶子放在热水中(如图甲所示),通过 方式改变牛奶的内能.图乙是

牛奶与热水的温度随时间变化的图像,则牛奶在加热过程中吸收的热量为 J.[c

牛奶

=2.5×10 J/(kg·℃)]

3

三、实验探究题(第16题7分,第17题8分,第18题11分,共26分)

16.小柯在课外活动时,偶然将两个弹性球叠放在一起同时自由下落,发现上面弹性球反弹的高度大

于下落的高度.于是,他想探究同一个上面弹性球反弹的高度与哪些因素有关.为此,他提出了三个猜

想:①与两个弹性球下落的高度有关;②与下面弹性球的质量有关;③与下面弹性球的材料有关.

为了验证猜想,小柯选取了质量为10 g的A球作为上面的反弹小球,用体积相同的B、C、D三

个球分别作为下面的弹性球,如图所示.B、C两球质量相同但材料不同,C、D两球材料相同但质量不

同.小柯在同一水平地面上做了多次实验,实验数据如下表.

实验序号下面弹性球质量/kg下落高度/mA球反弹高度/m

10.91.6

2B0.51.11.9

31.32.1

4C0.50.91.7

- 13 -

51.12.0

61.32.5

70.92.2

8D0.81.12.3

91.32.8

(1)小柯实验时选取的测量工具有电子秤和 .

(2)A球下落过程中,它的重力势能转化为 能.

(3)比较三次实验序号 的实验数据,可以初步得出的结论是:在下面弹性

球的质量、材料等条件一定时,下落高度越高,上面弹性球反弹的高度越高.

(4)比较实验序号为4、7(或5、8或6、9)的实验数据,可以初步得出的结论是:在下面弹性球的材

料、下落高度等条件一定时, ,上面弹性球反弹的高度越高.

(5)为了探究猜想③,除了选取A球作为上面的反弹小球外,还应在B、C、D三个弹性球中选择

两球进行实验.

(6)实验表明,每次所测A球反弹的高度总比下落高度要高,是因为在两球碰撞时下面弹性球对上面

A球做功,使A球机械能的总量 (填“增大”“减小”或“不变”),这一现象 (填“违背”

或“不会违背”)能量守恒定律.

17.如图所示是“探究不同物质吸热升温的现象”实验装置.取质量和初温都相同的甲、乙两种液体,

分别倒入相同的易拉罐中,用相同的装置加热.实验数据记录如下表.

温度/℃20304050

甲04082126

加热时间/s

乙0184064

(1)实验中,可以通过 (填“升高的温度”或“加热时间”)来比较两种液体吸收热量的多

少.

(2)分析实验数据可知:当它们升高相同温度时, (填“甲”或“乙”,下同)液体需要吸收的热量

更多;当它们吸收相同热量时, 液体升温更高.

(3)若在这两种液体中选择一种作为汽车发动机的冷却液, 液体冷却效果更好.

18.某同学猜想物体动能的大小可能与物体的质量和速度有关,在探究“物体动能的大小与物体质量

- 14 -

是否有关”的实验中,所用到的实验器材有:带有刻度滑槽的斜轨道、正方体塑料块、质量不等的金

属小球A、B、C(m)各一个,实验装置如图所示.

ABC

(1)实验中,将三个小球分别从轨道上同一高度由 释放,目的是 ;

(2)本实验使用带滑槽的斜轨道比用木板做的斜面好,因为这样可以使小球 ;

(3)实验中,可以通过观察 来反映小球动能的大小;

(4)该同学在用小球A做实验时,发现塑料块几乎没有移动.用小球B、C做实验时,塑料块在水平轨

道上移动了不等的距离,则该同学的实验 (将正确选项字母填写在横线上);

A.不能得出结论,因为小球A没有推动塑料块

B.可以得出结论,因为可以判断出小球A的动能最小

(5)如果该同学在用小球C做实验时,塑料块运动到轨道末端之外,在不更换实验器材的情况下,解决

办法是 .

四、计算题(第19题10分,第20题10分,共20分)

19.天然气灶使用方便、经济环保,备受人们青睐.小明用天然气灶将一壶质量为3 kg、温度为20 ℃

的水加热至90 ℃,用时约10 min.已知:天然气的热值约为3.8×10 J/m J/(kg·℃).

733

,水的比热容为4.2×10

求:

(1)该过程中水吸收的热量;

(2)若该过程中天然气完全燃烧放出的热量有60%被水吸收,则需要多少立方米的天然气?

- 15 -

20.飞机的发动机是一种热机,其工作原理为:航空煤油在气室中燃烧,从喷口向后高速喷出气体,使

发动机获得向前的推力.高空中某飞机获得1.6×10 N的水平推力,以600 km/h的速度沿水平方向

5

匀速航行1 h,需要完全燃烧热值为4×10 J/kg的航空煤油4 000 kg.求1 h内:

7

(1)飞机的航程;

(2)发动机所做的功;

(3)航空煤油完全燃烧放出的热量;

(4)发动机的热机效率.

- 16 -

（七）

联合串讲

（八）

课后分享

学生的课堂表现：很积极□ 比较积极□ 一般积极□ 不积极□

__________________________

学生上次作业完成情况： _____________________________

______________________________________________________________

下次作业：_______________________________________________________________

学

管

师

签

字

- 17 -