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1、
能量
一、什么是能量
1、如果一個(gè)物體能夠?qū)e的物體做功,我們就說這個(gè)物體具有能量,能量簡稱能。
2、能量的單位:J。
二、能量的多種形式
1、世界上存在多種多樣形式的能量:機(jī)械能、內(nèi)能、電能、化學(xué)能、核能等
2、機(jī)械能
①機(jī)械能包括動(dòng)能和勢(shì)能。
②動(dòng)能是指由于物體運(yùn)動(dòng)而具有的能量,它的大小由物體的質(zhì)量和運(yùn)動(dòng)速度決定,質(zhì)量越大、運(yùn)動(dòng)速度越大,動(dòng)能越大。探究“影響動(dòng)能大小的因素”。
例1.(2013.濟(jì)南)體積的相等的實(shí)心銅球和實(shí)心木球在水平地面上以相同的速度做勻速直線運(yùn)動(dòng),銅球的動(dòng)能為;木球的動(dòng)能為。已知銅的密度大于木頭的密度,則( )
A.Ek銅 ﹥Ek木
2、 B.Ek銅﹦Ek木
C.Ek銅 ﹤Ek木 D.無法判斷
例2.(2013.青島)在探究“動(dòng)能的大小與質(zhì)量的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中,記錄數(shù)據(jù)如下.下列說法正確的是:( ?。?
小球質(zhì)量m/g
10
20
30
木塊移動(dòng)距離s/cm
8.3
16.8
25.2
A.實(shí)驗(yàn)時(shí),讓小球從斜面的同一高度自由滾下
B.小球動(dòng)能的大小通過木塊移動(dòng)的距離來判斷
C.物體質(zhì)量越大,動(dòng)能一定越大
D.實(shí)驗(yàn)過程中運(yùn)用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法
③物體由于被舉高而具有的能量稱為重力勢(shì)能。它有物體的質(zhì)量和被舉高的高度所決定。
實(shí)驗(yàn)探究“勢(shì)能的大
3、小與那些因素有關(guān)”。
④物體的彈性形變?cè)酱螅哂械膹椥詣?shì)能就越大。
3、內(nèi)能
①一個(gè)物體的內(nèi)能是指物體內(nèi)部所有分子動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。
②影響內(nèi)能大小的因素:質(zhì)量、溫度、體積、狀態(tài)等。
注意:比較內(nèi)能的大小時(shí),要綜合考慮各種因素,不能說溫度高的物體內(nèi)能就大;
物體內(nèi)能的大小跟物體的溫度有關(guān),但不是溫度為零時(shí),物體的內(nèi)能就為零。
物體的運(yùn)動(dòng)速度與組成物體分子的運(yùn)動(dòng)速度沒有必然聯(lián)系,所以內(nèi)能的大小跟物體的運(yùn)動(dòng)速度無關(guān)。
③改變物體內(nèi)能的兩種途徑:做功和熱傳遞,做功的實(shí)質(zhì)是能量轉(zhuǎn)化,熱傳遞的實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移。
注意:熱傳遞發(fā)生的條件是兩個(gè)
4、物體存在溫差而不是內(nèi)能的大??;
熱傳遞可以發(fā)生在兩個(gè)不相互接觸的物體間。
做功不一定使物體的內(nèi)能增加。
例3(2013.濟(jì)南)寒冷的冬天,人們的手常常會(huì)感到冷.從物理學(xué)的角度看,小麗和小亮改變手內(nèi)能的途徑分別是( ?。?
A.做功、做功
B.熱傳遞、熱傳遞
C.做功、熱傳遞
D.熱傳遞、做功
④內(nèi)能、熱量、溫度。
熱量是指通過熱傳遞改變的那部分內(nèi)能。
物體的內(nèi)能增加不一定是吸收了熱量,還可能是通過做功的方式;
同一個(gè)物體的溫度升高,內(nèi)能一定變大;但物體的內(nèi)能變大了,不一定溫度就升高;
物體吸收熱量不一定溫度就升高,放出熱量不一定溫度就減小。
5、
例4(2013.煙臺(tái))關(guān)于溫度、熱量、內(nèi)能,以下說法正確的是( ?。?
A.對(duì)物體加熱,物體的溫度一定升高
B.物體溫度越高,所含有的熱量越多
C.物體的溫度是0℃,其內(nèi)能也是零
D.熱量總是從溫度高的物體向溫度低的物體傳遞
三、能量的轉(zhuǎn)化
1、世界上各種各樣形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化。
動(dòng)能和勢(shì)能之間可以相互轉(zhuǎn)化:蕩秋千時(shí),從最高處落下來,勢(shì)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能,從最低點(diǎn)上升時(shí),動(dòng)能轉(zhuǎn)化為勢(shì)能。
機(jī)械能和內(nèi)能之間可以相互轉(zhuǎn)化:汽車啟動(dòng)時(shí),內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;汽車剎車時(shí),機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
機(jī)械能和電能之間可以相互轉(zhuǎn)化:電動(dòng)機(jī)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能;發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為
6、電能。
化學(xué)能和電能之間可以相互轉(zhuǎn)化:蓄電池使用時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能;充電時(shí)將電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能。
能量的轉(zhuǎn)化是非常普遍的,判斷能量的轉(zhuǎn)化時(shí),要分析好在一個(gè)過程中什么能量減小了什么能量增加了,減少的能量轉(zhuǎn)化為增加的能量。
2、能量守恒定律:能量既不會(huì)消滅,也不會(huì)創(chuàng)生,它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式,或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體,而能的總量保持不變。
例5(2013.濟(jì)南).某混合動(dòng)力型汽車的動(dòng)力裝置由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)組成。一般情況下,蓄電池為電動(dòng)機(jī)供電,由電動(dòng)機(jī)提供動(dòng)力;當(dāng)需要較大動(dòng)力時(shí),由汽油發(fā)動(dòng)機(jī)和電動(dòng)機(jī)共同提供動(dòng)力;當(dāng)汽車制動(dòng)減速時(shí),電動(dòng)機(jī)還可作為發(fā)電機(jī)為蓄電池充
7、電。關(guān)于該車動(dòng)力裝置在工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況,以下分析正確的是( )
A.汽油發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
B.電動(dòng)機(jī)在提供動(dòng)力時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
C.發(fā)電機(jī)為蓄電池充電把電能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
D.制動(dòng)減速發(fā)電的過程中把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能
四、能源
能源可以分為可再生能源和不可再生能源
可再生能源:太陽能、風(fēng)能、水能、生物能等。
不可再生能源:煤、石油、天然氣、礦物質(zhì)等。
例6(2013.濟(jì)南)某報(bào)刊登題為“房子‘穿衣戴帽’屋里冬暖夏涼”的文章,對(duì)濟(jì)南高科技住宅項(xiàng)目進(jìn)行深度報(bào)道,揭開了高科技住宅的“神秘面紗”.實(shí)際上,該項(xiàng)目運(yùn)用的物理原理并不
8、是很深?yuàn)W.以下是小梅看完報(bào)道后運(yùn)用所學(xué)知識(shí)進(jìn)行的分析,其中正確的是( )
A.使用鍍膜中空玻璃實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)“降噪”,是在聲音的傳播過程中減弱噪聲
B.送風(fēng)過程通過加濕、除濕實(shí)現(xiàn)了室內(nèi)“恒溫”,運(yùn)用了升華和凝華的知識(shí)
C.通過與地下土壤熱交換實(shí)現(xiàn)了“恒溫”,是通過熱傳遞改變空氣內(nèi)能
D.采用太陽能熱水系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了住宅“低碳”,所利用的太陽能是可再生能源
五、比熱容
1、相同質(zhì)量的同種物質(zhì),吸收相同的熱量,升高的溫度是相同的;
相同質(zhì)量的不同物質(zhì),吸收相同的熱量,升高的溫度是不同的。
2、如果相同質(zhì)量的不同物質(zhì)升高相同的溫度,所吸收的熱量是不同的,這反映了不同的物質(zhì)具有不同的吸
9、熱本領(lǐng),物質(zhì)的吸熱本領(lǐng)用比熱容來表示,比熱容大的物質(zhì)說明它吸熱本領(lǐng)強(qiáng),比熱容小的物質(zhì)說明它吸熱本領(lǐng)弱。比熱容是物質(zhì)的一種特性,與物體的質(zhì)量、體積、溫度、吸收熱量等均無關(guān)系。
例7.(2009?呼倫貝爾)關(guān)于比熱容,下列說法中正確的是( ?。?
A.物體的比熱容跟物體吸收和放出的熱量有關(guān)
B.物體的比熱容與物體的溫度有關(guān)
C.物體的比熱容與跟物體的質(zhì)量有關(guān)
D.物體的比熱容是物體的一種屬性,與溫度、質(zhì)量都沒有關(guān)系
3、比熱容、熱值的計(jì)算
1、比熱容的定義式: 。
2、熱值的計(jì)算公式:.
例8、將2千克的水從20℃加熱到100℃,要供給多少熱量?如果這些熱量由燃燒煤炭提供,那
10、么需要多少煤炭?
(煤炭的熱值大約是3×107J/kg,假設(shè)燃燒煤炭產(chǎn)生的熱量全部被水吸收)
4、水的比熱同較大的特點(diǎn)
在常見的物質(zhì)中,水的比熱容最大,在質(zhì)量相同的情況下,升高(或降低)相同的溫度時(shí),水吸收(或放出)的熱量最多;吸收相同的熱量或放出相同的熱量,水的溫度升高或降低的比較小。
例9、(2011?常州)夏天,海邊的晝夜溫差小,這是因?yàn)樗谋葻崛葺^大.下列現(xiàn)象中不能反映水的這一特性的是( ?。?
A.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻循環(huán)系統(tǒng)用水做工作物質(zhì)
B.春天的夜晚,農(nóng)民往稻田里灌水以防秧苗凍壞
C.炎熱的夏天常常在教室的地面上灑水
D.城區(qū)建造人工湖以降低“
11、熱島效應(yīng)”造成的夏季高溫
練習(xí)
1.(2012?衢州)為了研究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān),教材中設(shè)計(jì)了“小鋼球撞木塊”的實(shí)驗(yàn)(如圖所示)讓靜止的小鋼球從斜面滾下,觀察木塊被推動(dòng)的距離.關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的說法中,不正確的是( ?。?
A.該實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)思路是采用轉(zhuǎn)換法,用木塊移動(dòng)的距離來表示動(dòng)能的大小
B.該實(shí)驗(yàn)研究的基本方法是控制變量法,如分別控制小球滾下的高度、小球的質(zhì)量等
C.在實(shí)驗(yàn)器材的選擇時(shí),可以不考慮斜面的光滑程度,被撞木塊的質(zhì)量和軟硬等因素
D.實(shí)驗(yàn)過程中,讓同一小球從不同高度落下,目的是為了讓小球獲得不同的運(yùn)動(dòng)速
12、度
2.下列流程圖是用來說明單缸四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉(zhuǎn)化情況.關(guān)于對(duì)圖中①②③④的補(bǔ)充正確的是( )
A.①做功沖程 ②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 ③壓縮沖程 ④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
B.①壓縮沖程 ②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 ③做功沖程 ④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C.①做功沖程 ②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ③壓縮沖程 ④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
D.①壓縮沖程 ②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ③做功沖程 ④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
3.關(guān)于溫度、內(nèi)能和熱量,下列說法正確的是( ?。?
A.物體內(nèi)能減少時(shí),一定對(duì)外做功 B.物體內(nèi)能增加時(shí),溫度不一定升高
C.汽油機(jī)的做功沖程把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.溫
13、度高的物體含有的熱量比溫度低的物體多
4.關(guān)于熱現(xiàn)象,下列說法正確的是( )
A.物體溫度越低,分子運(yùn)動(dòng)越劇烈 B.溫度越高的物體含有的熱量越多
C.水沸騰時(shí)要吸收熱量,溫度保持不變 D.冬天用熱水袋暖手是用做功的方式改變內(nèi)能
5.改變物體內(nèi)能的兩種途徑是做功和熱傳遞,在下列圖中屬于做功改變物體內(nèi)能的是( ?。?
A.
空氣被壓縮
B.
鐵鍋燙手
C.
棉被曬熱
D.
呵氣取暖
6.下面事例中,通過熱傳遞方式改變物體內(nèi)能的是( ?。?
A.雙手相互摩擦,手會(huì)變暖和
B.用熱水袋焐手,手會(huì)變暖和
C.反復(fù)彎折鐵絲,彎折處變熱
D.氣缸內(nèi)氣體被壓縮,溫
14、度升高
7.沿海地區(qū)同沙漠地區(qū)相比,冬暖夏涼,晝夜溫差?。@是因?yàn)椋ā 。?
A.水的密度比沙石的密度小 B.水的比熱容大于沙石的比熱容
C.水的熱量大于沙石的熱量 D.水的傳熱本領(lǐng)比沙石的傳熱本領(lǐng)差
8、汽車、摩托車與火車三種車輛如果速度相等,那么,它們的動(dòng)能從大到小的順序是 、 、 。
9、高處沖下來時(shí)將 能轉(zhuǎn)化為巨大的 能.災(zāi)害發(fā)生后,救災(zāi)飛機(jī)迅速到達(dá)災(zāi)區(qū)上空,當(dāng)它在一定高度勻速飛行并投下救災(zāi)物資后,飛機(jī)的機(jī)械能將 (選填“變大”“變小”或“不變”).
10.用熱水袋取暖是利用 的方法改變物體的內(nèi)能;汽車發(fā)動(dòng)機(jī)用水作冷卻劑,是利用了水的 較大
15、的性質(zhì);一輛汽車的水箱中16kg水,如果這些水的溫度升高了50℃,則水吸收的熱量是 J.【C水=4.2×103J/kg?℃】.
11.(2013?營口)2013年6月11日我國“神十”載人飛船發(fā)射成功.升空過程中,飛船的機(jī)械能 (選填“增大”或“減小”);在穿越大氣層時(shí),“神十”飛船克服摩擦,將部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為 。
12.小明在家中用天然氣將質(zhì)量為2kg、溫度為20℃的水加熱至沸騰.這些水吸收 J的熱量;不計(jì)能量損失,需要完全燃燒 m3的天然氣?!綾水=4.2×103J/(kg?℃),天然氣的熱值為6.0×107J/m3,當(dāng)?shù)卮髿鈮簽?標(biāo)準(zhǔn)大氣壓】.
13.如圖,在兩個(gè)相同
16、的燒杯中分別裝有質(zhì)量、初溫都相同的水和沙子,用兩個(gè)相同的酒精燈對(duì)其加熱.
(1)加熱相同時(shí)間后,分別測量兩者的溫度,發(fā)現(xiàn)沙子的溫度明顯高于水,這是因
為 ;加熱時(shí)攪拌沙子,目的是 .
(2)在兩燒杯上方分別蓋上玻璃片,過一會(huì)兒發(fā)現(xiàn)裝水燒杯上方的玻璃片內(nèi)側(cè)有小
水珠,用手摸兩個(gè)玻璃片,發(fā)現(xiàn)裝 (沙子/水)燒杯上方的玻璃片溫度比
較高,原因是 .
14.(2011?盤錦)某同學(xué)在做“比較不同物質(zhì)的吸熱能力”的實(shí)驗(yàn)時(shí),使用相同的電加熱器給水和煤油加熱,
得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表:
物質(zhì)
次數(shù)
質(zhì)量m/kg
升高的溫度△t/℃
加熱時(shí)間t/min
水
17、1
0.1
10
2
2
0.2
10
4
煤油
3
0.1
10
1
4
0.2
10
2
(1)實(shí)驗(yàn)中,記錄加熱時(shí)間的目的是: .
(2)分析第1、2次或第3、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的初步結(jié)論是:同種物質(zhì)升高相同溫度時(shí),吸收熱量的多少與物質(zhì)的 有關(guān);分析第1、3次或第2、4次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),可以得出的初步結(jié)論是:升高相同的溫度時(shí), 吸收的熱量不同.
(3)如果加熱相同的時(shí)間,質(zhì)量相同的水和煤油, 溫度升高的多.
(4)該實(shí)驗(yàn)采用了控制變量法,下列探究過程中也采用了一這方法的是 。
A.探究影響壓力作用效果的因素
B.探究平面鏡成像的特點(diǎn)
C.探究通電螺線管的磁場是什么樣的.
5