1、第十二章机械能和内能1.1.能量能量:一个物体能对另一个物体一个物体能对另一个物体_,_,就表明这个物体具有就表明这个物体具有能量。能量。知识点知识点1 1机械能机械能课标要课标要求求知道动能、势能和机械能。通过实验知道动能、势能和机械能。通过实验,了解了解动能和势能的相互转化。用实例说明机械动能和势能的相互转化。用实例说明机械能和其他形式能量的相互转化能和其他形式能量的相互转化做功做功2.2.机械能机械能:机机械械能能分类分类定义定义影响因素影响因素动能动能物体由于物体由于_具有的能量具有的能量_越大、越大、_越大越大,动能越大动能越大势势能能弹性弹性势能势能物体由于发生物体由于发生_而具有
2、的能量而具有的能量_越大越大,弹性势能越大弹性势能越大重力重力势能势能物体由于物体由于_所具有的能量所具有的能量_越大、越大、_越高越高,重力势能越大重力势能越大运动运动质量质量速度速度弹性弹性形变形变弹性形变弹性形变被举高被举高质量质量高度高度3.3.动能和势能的转化动能和势能的转化:如图如图,摆球从摆球从A A摆到摆到OO的过程中的过程中,_,_能转化为能转化为_能能;摆球从摆球从OO摆到摆到B B的过程中的过程中,_,_能转化为能转化为_能。能。重力势重力势动动动动重力势重力势1.1.内能内能:物体内所有物体内所有_和和_的总和。的总和。2.2.特点特点:任何物体都具有任何物体都具有_。
3、3.3.影响因素影响因素:同一个物体的温度越高同一个物体的温度越高,内能越内能越_。知识点知识点2 2内能内能课标要求课标要求了解内能和热量了解内能和热量分子动能分子动能分子势能分子势能内能内能大大4.4.改变内能的两种方式改变内能的两种方式:(1)(1)热传递热传递:规律规律:物体吸热物体吸热,内能内能_;_;物体放热物体放热,内能内能_。如图所示。如图所示,抱热水袋取暖过抱热水袋取暖过程中程中,_,_的内能增加的内能增加,_,_的内能的内能减少。减少。条件条件:物体之间有物体之间有_。实质实质:内能的内能的_。热量热量:物体在物体在_过程中转移的能量。过程中转移的能量。增加增加减少减少人体
4、人体热水袋热水袋温度差温度差转移转移热传递热传递(2)(2)做功做功:规律规律:外界对物体做功外界对物体做功,物体内能物体内能_;_;物体对外界做功物体对外界做功,物物体内能体内能_。实质实质:内能与其他形式的能的内能与其他形式的能的_。增加增加减少减少转化转化1.1.比热容比热容:某种物质温度升高某种物质温度升高(或降低或降低)所吸收所吸收(或放出或放出)的的_与物质的质量和升高与物质的质量和升高(或降低或降低)温度温度_的比值。在数值上等的比值。在数值上等于于_的某种物质温度的某种物质温度_(_(或降低或降低)_)_所吸收所吸收(或放或放出出)的热量。的热量。2.2.特点特点:比热容是物质
5、的一种比热容是物质的一种_。不同的物质比热容一。不同的物质比热容一般般_(_(选填选填“相同相同”或或“不同不同”)。知识点知识点3 3比热容比热容课标要求课标要求通过实验通过实验,了解比热容了解比热容,尝试用比热容说明简尝试用比热容说明简单的自然现象单的自然现象热量热量乘积乘积单位质量单位质量升高升高11物理属性物理属性不同不同3.3.单位单位:_:_。4.4.水的比热容水的比热容:(1)(1)数值数值:c:c水水=_=_。(2)(2)应用应用:由于水的比热容由于水的比热容_,_,可以用水冷却汽车发动机可以用水冷却汽车发动机,冬天用水取暖等。冬天用水取暖等。5.5.热传递过程中热量的计算热传
6、递过程中热量的计算:(1)(1)温度升高时温度升高时,物体吸收的热量物体吸收的热量Q Q吸吸=_=_。(2)(2)温度降低时温度降低时,物体放出的热量物体放出的热量Q Q放放=_=_。J/(kgJ/(kg)4.24.210103 3J/(kgJ/(kg)大大cm(t-tcm(t-t0 0)cm(tcm(t0 0-t)-t)1.1.热机热机:燃料燃烧产生的高温、高压燃气的燃料燃烧产生的高温、高压燃气的_转化为转化为_的装置。的装置。知识点知识点4 4热机、热值热机、热值课标要求课标要求了解热机的工作原理。从能量转化的角度了解热机的工作原理。从能量转化的角度认识燃料的热值认识燃料的热值,知道内能的
7、利用在人类知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义社会发展史上的重要意义内能内能机械能机械能2.2.汽油机的工作循环汽油机的工作循环:工作工作冲程冲程进气门进气门排气门排气门活塞活塞运运动方动方向向能量转化能量转化吸气吸气_向下向下压缩压缩关关关关_能转化为能转化为_能能做功做功关关关关_能转化为能转化为_能能排气排气关关开开向上向上开开关关向上向上机械机械内内向下向下内内机械机械两圈两圈1 1做功做功飞轮的惯性飞轮的惯性3.3.燃料的热值燃料的热值:(1)(1)定义定义:燃料完全燃烧燃料完全燃烧_与与_之比。之比。(2)(2)单位单位:_:_。(3)(3)燃料完全燃烧的放热公式燃料完全燃烧
8、的放热公式:_:_。放出的热量放出的热量燃料的质量燃料的质量J/kgJ/kgQ Q放放=mq=mq汽车发动机是汽油机汽车发动机是汽油机,它在工作过程中它在工作过程中,由于燃料的燃烧和机械由于燃料的燃烧和机械的快速运转的快速运转,其温度将会升得很高。其温度将会升得很高。(1)(1)汽车发动机上的散热器用水作为冷却剂汽车发动机上的散热器用水作为冷却剂,这是利用了水的这是利用了水的比热容比热容的特性。的特性。(2)(2)发动机的内能主要是通过发动机的内能主要是通过而减小的而减小的;在发动机的在发动机的做功冲程中做功冲程中,燃料燃烧产生的内能转化为燃料燃烧产生的内能转化为,高温燃气高温燃气的内能减少的
9、内能减少,这是通过这是通过改变内能的。改变内能的。(3)(3)完全燃烧完全燃烧0.1 kg0.1 kg的高能汽油的高能汽油,放出的热量为放出的热量为J;J;如如果这些热量被质量为果这些热量被质量为100 kg100 kg、初温为、初温为2020的水完全吸收的水完全吸收,可可以使水的温度升高以使水的温度升高。qq油油=4.62=4.6210107 7J/kg,J/kg,c c水水=4.2=4.210103 3J/(kgJ/(kg)参考答案参考答案:(1)(1)大大 (2)(2)热传递热传递 机械能机械能 做功做功(3)4.62(3)4.6210106 6 1111高频考点高频考点1 1机械能及其
10、转化机械能及其转化中考题眼中考题眼动能、势能大小的变化动能、势能大小的变化动能与势能的转化动能与势能的转化1.1.判断物体具有什么形式的机械能及不同形式的机械能是如何判断物体具有什么形式的机械能及不同形式的机械能是如何转化时转化时,关键要分析物体的速度、高度及形变程度如何变化。关键要分析物体的速度、高度及形变程度如何变化。具体转化过程如下具体转化过程如下:2.2.机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。例如机械能与其他形式的能之间也可以相互转化。例如,划过夜划过夜空的流星克服空气摩擦做功空的流星克服空气摩擦做功,机械能转化成内能机械能转化成内能;内燃机在做功内燃机在做功冲程中将内能转化为机械能
11、。冲程中将内能转化为机械能。3.3.机械能的变化机械能的变化:物体的动能和势能在相互转化过程中物体的动能和势能在相互转化过程中,如果机如果机械能没有与其他形式的能之间发生转化械能没有与其他形式的能之间发生转化,即只有动能和势能的即只有动能和势能的转化转化,机械能的总量保持不变。若考虑摩擦阻力等机械能的总量保持不变。若考虑摩擦阻力等,机械能的总机械能的总量变小量变小,这是因为部分机械能转化成其他形式的能。这是因为部分机械能转化成其他形式的能。【拓展延伸拓展延伸】功与能的关系功与能的关系:具有能量的物体有做功的本领具有能量的物体有做功的本领,但但物体不一定做功。功是一个过程量物体不一定做功。功是一
12、个过程量,物体对外做功物体对外做功,它的能量会它的能量会减少减少;外界对物体做功外界对物体做功,它的能量会增加。物体只有通过做功才它的能量会增加。物体只有通过做功才能实现能量的转化能实现能量的转化,功是能量转化多少的量度。功是能量转化多少的量度。【典例典例1 1】(多选多选)(2013)(2013潍坊中考潍坊中考)如图所示是某建筑工地用如图所示是某建筑工地用起重机起吊货物的情景。货物在钢绳的拉力作用下先沿竖直方起重机起吊货物的情景。货物在钢绳的拉力作用下先沿竖直方向匀速上升向匀速上升,再水平移动到卸货地点。若不计摩擦和空气阻力再水平移动到卸货地点。若不计摩擦和空气阻力,则货物在匀速上升过程中则
13、货物在匀速上升过程中()A.A.重力势能增加重力势能增加,动能减少动能减少B.B.重力势能增加重力势能增加,机械能增加机械能增加C.C.动能不变动能不变,机械能增加机械能增加D.D.动能减少动能减少,机械能减少机械能减少【思路导引思路导引】解答本题的思路如下解答本题的思路如下:【精讲精析精讲精析】选选B B、C C。本题考查动能、重力势能以及机械能大。本题考查动能、重力势能以及机械能大小变化的判断。质量越大小变化的判断。质量越大,速度越大速度越大,物体的动能就越大物体的动能就越大;质量质量越大越大,高度越高高度越高,物体的重力势能就越大。本题中物体的重力势能就越大。本题中,货物的质量货物的质量
14、不变不变,在匀速上升过程中在匀速上升过程中,货物的速度不变货物的速度不变,所以动能不变所以动能不变,而高而高度增加度增加,所以货物的重力势能在增加所以货物的重力势能在增加,又因为机械能为动能和重又因为机械能为动能和重力势能之和力势能之和,所以机械能增加所以机械能增加,故故B B、C C选项正确。选项正确。【方法归纳方法归纳】分析动能与势能相互转化的一般步骤分析动能与势能相互转化的一般步骤(1)(1)明确研究对象和研究过程。明确研究对象和研究过程。(2)(2)根据物体初始状态的位置、速度、形变情况根据物体初始状态的位置、速度、形变情况,确定物体具有确定物体具有的动能、势能。的动能、势能。(3)(
15、3)根据物体最终状态的位置、速度、形变情况根据物体最终状态的位置、速度、形变情况,确定物体具有确定物体具有的动能、势能。的动能、势能。(4)(4)分析运动过程中是否受摩擦力分析运动过程中是否受摩擦力,如果不考虑摩擦力如果不考虑摩擦力,动能与动能与势能总和不变势能总和不变,一种能量减少一种能量减少,另一种能量增加另一种能量增加,能量发生相互能量发生相互转化。转化。【变式训练变式训练】(2012(2012广东中考广东中考)如图所示是固定在水平桌面上如图所示是固定在水平桌面上的圆弧轨道的圆弧轨道,将一小球由轨道的将一小球由轨道的P P点自由释放点自由释放,滚动到滚动到Q Q点。在此点。在此过程中过程
16、中,动能先变动能先变后变后变,重力势能重力势能_。【解析解析】本题考查动能、重力势能的影响因素及机械能的转化。本题考查动能、重力势能的影响因素及机械能的转化。小球从圆弧轨道小球从圆弧轨道P P点自由释放点自由释放,向下运动到最低点的过程中向下运动到最低点的过程中,速速度增大度增大,高度减小高度减小,故其动能增大故其动能增大,重力势能变小重力势能变小,重力势能转化重力势能转化为动能为动能;然后小球向上滚动到然后小球向上滚动到Q Q点的过程中点的过程中,速度减小速度减小,高度增加高度增加,故其动能减小故其动能减小,重力势能变大重力势能变大,动能转化为重力势能。动能转化为重力势能。答案答案:大大 小
17、小 先变小后变大先变小后变大(2012(2012泰安中考泰安中考)人骑自行车下坡时人骑自行车下坡时,不用蹬车自由滑行的过不用蹬车自由滑行的过程中速度也会越来越快程中速度也会越来越快,下列关于这一运动过程的说法中下列关于这一运动过程的说法中,正确正确的是的是()A.A.人与车的动能增大人与车的动能增大,重力势能增大重力势能增大B.B.人与车的动能增大人与车的动能增大,重力势能减小重力势能减小C.C.人与车的动能减少人与车的动能减少,重力势能增大重力势能增大D.D.人与车的动能不变人与车的动能不变,重力势能不变重力势能不变【解析解析】选选B B。本题考查动能和重力势能的转化。自行车下坡。本题考查动
18、能和重力势能的转化。自行车下坡时时,速度越来越快速度越来越快,质量不变质量不变,动能增加动能增加,高度减小高度减小,重力势能减重力势能减小。故选小。故选B B。高频考点高频考点2 2温度、内能、热量、功的比较温度、内能、热量、功的比较中考题眼中考题眼影响内能大小的因素影响内能大小的因素改变物体内能的方式改变物体内能的方式判断有关温度、内能、热量说法的正误判断有关温度、内能、热量说法的正误1.1.区别区别:(1)(1)温度表示物体的冷热程度温度表示物体的冷热程度,是一个状态量是一个状态量,其单位是摄氏度其单位是摄氏度()()。温度不能传递或转移。温度不能传递或转移,它是分子热运动激烈程度的标志。
19、它是分子热运动激烈程度的标志。温度只能说温度只能说“是多少是多少”或或“达到多少达到多少”,不能说不能说“有有”或或“没没有有”。(2)(2)内能是能量的一种形式内能是能量的一种形式,也是一个状态量也是一个状态量,可以转化和转移可以转化和转移,其单位是焦耳其单位是焦耳(J)(J)。只有当物体的内能改变。只有当物体的内能改变,并与做功或热传递并与做功或热传递相联系时相联系时,才有数量上的意义。内能只能说才有数量上的意义。内能只能说“有有”,不能说不能说“无无”,因为一切物体都具有内能。因为一切物体都具有内能。(3)(3)热量是热传递过程中内能改变多少的量度热量是热传递过程中内能改变多少的量度,单
20、位是焦耳单位是焦耳(J)(J)。热量是一个过程量热量是一个过程量,离开了热传递过程就无热量可言。热量用离开了热传递过程就无热量可言。热量用“吸收吸收”或或“放出放出”来表述来表述,不能用不能用“具有具有”或或“含有含有”表述。表述。(4)(4)功是一个过程量功是一个过程量,可以是施加在物体上的力做功可以是施加在物体上的力做功,也可以通也可以通过用电器的电流做功过用电器的电流做功,其单位是焦耳其单位是焦耳(J)(J)。通过做功的方式改变。通过做功的方式改变物体的内能时物体的内能时,功是内能改变多少的量度。功是内能改变多少的量度。2.2.联系联系:(1)(1)物体吸热物体吸热,内能一定增加内能一定
21、增加,温度不一定升高温度不一定升高;物体放热物体放热,内能内能一定减少一定减少,温度不一定降低。温度不一定降低。(2)(2)物体温度升高物体温度升高,内能一定增加内能一定增加,可能吸热可能吸热,也可能外界对物体也可能外界对物体做功。做功。(3)(3)物体温度降低物体温度降低,内能一定减少内能一定减少,可能放热可能放热,也可能物体对外界也可能物体对外界做功。做功。【易错警示易错警示】(1)(1)内能和机械能是两种不同的能量形式。内能内能和机械能是两种不同的能量形式。内能是物体内部微观分子动能和分子势能的总和。机械能是宏观物是物体内部微观分子动能和分子势能的总和。机械能是宏观物体动能和势能的总和体
22、动能和势能的总和,一个静止在地面上的物体机械能可以为一个静止在地面上的物体机械能可以为零零,但它的内能不可能为零。但它的内能不可能为零。(2)(2)对物体做功对物体做功,物体的内能会增加物体的内能会增加,“会会”是一种可能是一种可能,并不一并不一定增加定增加,如提高物体时如提高物体时,对物体做了功对物体做了功,增加的是物体的机械能增加的是物体的机械能,而不是内能。而不是内能。【拓展延伸拓展延伸】影响内能大小的因素影响内能大小的因素1.1.温度温度:根据分子动理论根据分子动理论,物体温度越高物体温度越高,分子的无规则运动越分子的无规则运动越激烈激烈,分子动能越大。分子动能越大。2.2.体积体积:
23、物体体积变化时物体体积变化时,引起分子间距离变化引起分子间距离变化,从而使分子势从而使分子势能发生改变。例如能发生改变。例如,一块一块00的冰熔化成的冰熔化成00的水的水,虽然温度没有虽然温度没有升高升高,但由于分子间距离的变化但由于分子间距离的变化,使其内能增加。使其内能增加。3.3.分子的个数分子的个数(质量质量):):温度相同的物体所具有的内能不一定相温度相同的物体所具有的内能不一定相等等,因为物体的内能还跟分子的个数有关。例如因为物体的内能还跟分子的个数有关。例如,同样温度的一同样温度的一桶水比一杯水所含分子个数多桶水比一杯水所含分子个数多,虽然其他情况相同虽然其他情况相同,但一桶水的
24、但一桶水的内能远远大于一杯水所具有的内能。内能远远大于一杯水所具有的内能。【典例典例2 2】(2013(2013南充中考南充中考)关于温度、热量、内能关于温度、热量、内能,下列说下列说法正确的是法正确的是()A.A.物体的温度越高物体的温度越高,所含热量越多所含热量越多B.B.温度高的物体温度高的物体,内能一定大内能一定大C.0C.0的冰块内能一定为的冰块内能一定为0 0D.D.温度相同的两物体间不会发生热传递温度相同的两物体间不会发生热传递【思路导引思路导引】解答本题应明确以下关键点解答本题应明确以下关键点:【精讲精析精讲精析】选选D D。本题考查对温度、热量和内能的理解。热。本题考查对温度
25、、热量和内能的理解。热量是过程量量是过程量,不能说不能说“物体含有多少热量物体含有多少热量”,所以所以A A选项错误选项错误;内内能的大小不但与物体的温度有关能的大小不但与物体的温度有关,还与物体的质量有关还与物体的质量有关,所以所以B B选项错误选项错误;一切物体一切物体,不论温度高低不论温度高低,都有内能都有内能,所以所以C C选项错误选项错误;热传递的发生条件是存在温差热传递的发生条件是存在温差,当两物体温度相同时不会发生当两物体温度相同时不会发生热传递热传递,所以所以D D选项正确。故选选项正确。故选D D。(2012(2012安徽中考安徽中考)下列关于功、内能和热量的描述中正确的是下
26、列关于功、内能和热量的描述中正确的是()A.A.物体的温度不变物体的温度不变,内能一定不变内能一定不变B.B.做功和热传递都能改变物体的内能做功和热传递都能改变物体的内能C.C.温度高的物体含有的热量比温度低的物体多温度高的物体含有的热量比温度低的物体多D.D.热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递热量总是从内能大的物体向内能小的物体传递【解析解析】选选B B。本题考查对功、内能和热量关系的理解。物体。本题考查对功、内能和热量关系的理解。物体的温度不变的温度不变,内能不一定不变内能不一定不变,故故A A错错;做功和热传递都能改变物做功和热传递都能改变物体的内能体的内能,故故B B对对;温度高
27、的物体含有的内能不一定比温度低的温度高的物体含有的内能不一定比温度低的物体多物体多,而热量是过程量而热量是过程量,不能说物体含有多少热量不能说物体含有多少热量,故故C C错错;热热量总是从温度高的物体向温度低的物体传递量总是从温度高的物体向温度低的物体传递,故故D D错。错。高频考点高频考点3 3比热容的理解及应用比热容的理解及应用中考题眼中考题眼比热容与状态、质量、温度的关系比热容与状态、质量、温度的关系水的比热容大的应用水的比热容大的应用1.1.比热容的理解比热容的理解:(1)(1)比热容是表示物质吸热或放热本领的物理量。比热容是表示物质吸热或放热本领的物理量。(2)(2)比热容是物质的一
28、种物理属性比热容是物质的一种物理属性,不同物质的比热容一般不同。不同物质的比热容一般不同。(3)(3)同一种物质的比热容随物质状态的变化而改变。例如同一种物质的比热容随物质状态的变化而改变。例如,水和水和冰是同种物质冰是同种物质,水的比热容是水的比热容是4.24.210103 3J/(kgJ/(kg),),冰的比热容冰的比热容是是2.12.110103 3J/(kgJ/(kg)。2.2.水的比热容大的应用水的比热容大的应用:(1)(1)与其他物质相比与其他物质相比,水的比热容较大水的比热容较大,在相同条件下在相同条件下,升高或降升高或降低相同温度时低相同温度时,水吸收或放出的热量多水吸收或放出
29、的热量多,如冬季取暖用水来循环、如冬季取暖用水来循环、汽车发动机冷却用水做冷却剂等。汽车发动机冷却用水做冷却剂等。(2)(2)与其他物质相比与其他物质相比,水的比热容较大水的比热容较大,在相同条件下在相同条件下,吸收或放吸收或放出相等热量时出相等热量时,水升高或降低的温度少水升高或降低的温度少(即温度变化小即温度变化小)。利用。利用这一特点能解释水域大的地方气温变化小、寒流来之前向麦田这一特点能解释水域大的地方气温变化小、寒流来之前向麦田里浇水可防止麦苗被冻死等现象。里浇水可防止麦苗被冻死等现象。3.3.对公式对公式 的理解的理解:只是提供了计算比热容的方法只是提供了计算比热容的方法,不不能认
30、为比热容能认为比热容c c随随Q Q、m m、tt而变而变,也不能说也不能说c c与与Q Q成正比成正比,与与m m和和tt的乘积成反比。同种状态下的乘积成反比。同种状态下,比热容只取决于物质种类。比热容只取决于物质种类。Qcm t【典例典例3 3】如图所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变如图所示是某一沿海城市和某一内陆城市年气温变化曲线。从图像可以看出化曲线。从图像可以看出,在一年中在一年中,曲线曲线A A所示的城市气温变所示的城市气温变化较化较(选填选填“大大”或或“小小”),),根据水的比热容比砂石的根据水的比热容比砂石的比热容比热容的特点的特点,曲线曲线A A表示的是表示的是(选填
31、选填“沿海沿海”或或“内陆内陆”)城市的年气温变化曲线。城市的年气温变化曲线。【思路导引思路导引】解答本题关键是理解水的比热容大解答本题关键是理解水的比热容大,思路如下思路如下:【精讲精析精讲精析】本题考查水的比热容大的应用。分析题图可知本题考查水的比热容大的应用。分析题图可知,一年之内一年之内,A,A曲线所示的城市气温在曲线所示的城市气温在14143333之间之间,B,B曲线所示的曲线所示的城市气温在城市气温在17172828之间之间,故故A A曲线所示的城市气温变化大。由曲线所示的城市气温变化大。由于水的比热容较大于水的比热容较大,内陆地区砂石、干泥土等比热容较小内陆地区砂石、干泥土等比热
32、容较小,在同在同样吸热的条件下样吸热的条件下,内陆地区比沿海地区温度升得高内陆地区比沿海地区温度升得高;在同样放热在同样放热的条件下的条件下,内陆地区比沿海地区温度降得低。所以一年之内内陆地区比沿海地区温度降得低。所以一年之内,沿沿海城市的温度变化较小海城市的温度变化较小,内地城市温度变化较大内地城市温度变化较大,A,A表示的是内表示的是内陆城市的年气温变化曲线。陆城市的年气温变化曲线。答案答案:大大内陆大大内陆【失误档案失误档案】(1)(1)误认为比热容随温度、质量而变化误认为比热容随温度、质量而变化;(2)(2)不理解比热容的物理意义不理解比热容的物理意义,误认为在同样条件下误认为在同样条
33、件下,比热容大比热容大的物质吸热升温快的物质吸热升温快;(3)(3)误认为吸收热量多的物质误认为吸收热量多的物质,其比热容一定大。其比热容一定大。【变式训练变式训练】(2011(2011宁德中考宁德中考)关于水的比热容关于水的比热容,下列说法正下列说法正确的是确的是()A.A.沿海昼夜温差小是因为水的比热容小沿海昼夜温差小是因为水的比热容小B.B.水变成冰后水变成冰后,比热容不变比热容不变C.C.水的比热容较大水的比热容较大,可用作柴油机的冷却剂可用作柴油机的冷却剂D.D.一桶水比一杯水的比热容大一桶水比一杯水的比热容大【解析解析】选选C C。本题考查对比热容的理解。由于比热容是物质。本题考查
34、对比热容的理解。由于比热容是物质的一种特性的一种特性,它与质量、温度的高低等因素无关它与质量、温度的高低等因素无关,但它与物质的但它与物质的状态有关状态有关;当物质的状态发生变化时当物质的状态发生变化时,比热容会变化比热容会变化,故故B B、D D错。错。由于海水的比热容比砂石、泥土的比热容大由于海水的比热容比砂石、泥土的比热容大,在同样吸热或放在同样吸热或放热的条件下热的条件下,海水的温度变化小海水的温度变化小,A,A错。因为水的比热容较大错。因为水的比热容较大,与与其他物质相比其他物质相比,在相同条件下在相同条件下,升高相同温度时升高相同温度时,水吸收的热量水吸收的热量多多,制冷效果好制冷
35、效果好,C,C对。对。1.1.利用比热容计算物体吸收或放出的热量利用比热容计算物体吸收或放出的热量:用用tt表示温度变化量表示温度变化量,则热量的计算公式为则热量的计算公式为Q=cmtQ=cmt。(1)(1)吸热公式为吸热公式为Q Q吸吸=cm(t-t=cm(t-t0 0)。(2)(2)放热公式为放热公式为Q Q放放=cm(t=cm(t0 0-t)-t)。其中。其中t t0 0表示物体的初温表示物体的初温,t,t表示物表示物体的末温。体的末温。高频考点高频考点4 4热量的计算热量的计算中考题眼中考题眼求物体温度变化时吸收或放出的热量求物体温度变化时吸收或放出的热量求燃料完全燃烧放出的热量求燃料
36、完全燃烧放出的热量2.2.利用热值计算燃料燃烧放出的热量利用热值计算燃料燃烧放出的热量:(1)(1)热值是燃料本身的一种特性热值是燃料本身的一种特性,表示燃料燃烧完全时放热本领表示燃料燃烧完全时放热本领的大小的大小,它取决于燃料本身的化学成分它取决于燃料本身的化学成分,与燃料的质量、燃料燃与燃料的质量、燃料燃烧是否完全、燃烧快慢等无关。烧是否完全、燃烧快慢等无关。(2)(2)固体、液体燃料完全燃烧放出热量的公式为固体、液体燃料完全燃烧放出热量的公式为Q Q放放=mq,=mq,其中其中m m表表示燃料的质量示燃料的质量,q,q表示热值。表示热值。(3)(3)气体燃料完全燃烧放出热量的公式为气体燃
37、料完全燃烧放出热量的公式为Q Q放放=Vq,=Vq,其中其中q q表示热表示热值值,V,V表示燃料的体积。表示燃料的体积。【易错警示易错警示】(1)(1)“升高了升高了”和和“升高到升高到”以及以及“降低了降低了”和和“降低到降低到”是对温度的不同表述。温度是对温度的不同表述。温度“升高了升高了”“”“降低了降低了”是指温度的变化量是指温度的变化量,即即t;t;温度温度“升高到升高到”“”“降低到降低到”是指物是指物体的末温体的末温t t。(2)(2)计算燃料燃烧放出的热量时计算燃料燃烧放出的热量时,注意燃料是否完全燃烧。如果注意燃料是否完全燃烧。如果完全燃烧可以用公式完全燃烧可以用公式Q Q
38、放放=mq=mq或或Q Q放放=Vq=Vq计算计算,没有完全燃烧则不能。没有完全燃烧则不能。【拓展延伸拓展延伸】转化效率转化效率其他形式的能转化为内能时其他形式的能转化为内能时,由于有能量损失由于有能量损失,所以存在转化效所以存在转化效率率()()问题。问题。(1)(1)用炉火加热水时用炉火加热水时,化学能转化为内能化学能转化为内能,水吸收的热量水吸收的热量Q Q吸吸=Q=Q放放=mq=mq。(2)(2)使用太阳能热水器时使用太阳能热水器时,太阳能转化为内能太阳能转化为内能,水吸收的热量水吸收的热量Q Q吸吸=E=E太太。(3)(3)使用电热器加热水时使用电热器加热水时,电能转化为内能电能转化
39、为内能,水吸收的热量水吸收的热量Q Q吸吸=W=W电电。【典例典例4 4】(2013(2013兰州中考兰州中考)已知煤气的热值为已知煤气的热值为3.63.610107 7J/mJ/m3 3,0.28 m0.28 m3 3的煤气完全燃烧放出的热量是多少的煤气完全燃烧放出的热量是多少?若这些热量的若这些热量的50%50%被温度为被温度为20,20,质量为质量为30 kg30 kg的水吸收的水吸收,则水温升高多少则水温升高多少?cc水水=4.2=4.210103 3J/(kgJ/(kg)【思路导引思路导引】解答本题所选用的有关公式及其联系如下解答本题所选用的有关公式及其联系如下:【精讲精析精讲精析】
40、煤气完全燃烧放出的热量煤气完全燃烧放出的热量Q Q放放=Vq=0.28 m=Vq=0.28 m3 33.63.610107 7J/mJ/m3 3=1.008=1.00810107 7J J水吸收的热量水吸收的热量Q Q吸吸=Q=Q放放=50%=50%1.0081.00810107 7J=5.04J=5.0410106 6J J由由Q Q吸吸=c=c水水mtmt得水升高的温度得水升高的温度答案答案:1.0081.00810107 7J J404063Q5.04 10 Jt40c m4.2 10 J/(kg)30 kg 吸水如图是某太阳能热水器如图是某太阳能热水器,向其中注入向其中注入50 kg5
41、0 kg水水,阳光照射一段时间后阳光照射一段时间后,水温水温从从1010升高到升高到5050。水的比热容是。水的比热容是4.24.210103 3J/(kgJ/(kg)。试求试求:(1)(1)这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少这段时间该热水器中的水吸收的热量是多少?(2)(2)如果这些热量由效率为如果这些热量由效率为20%20%的火炉燃烧煤炭来提供的火炉燃烧煤炭来提供,则需要则需要完全燃烧多少千克煤炭完全燃烧多少千克煤炭?(?(煤炭的热值煤炭的热值q=3q=310107 7J/kg)J/kg)【解析解析】(1)(1)水吸收的热量为水吸收的热量为Q Q吸吸=c=c水水mt=4.2mt=4.2
42、10103 3J/(kgJ/(kg)50 kg50 kg(50-10)(50-10)=8.4=8.410106 6J;J;(2)(2)煤炭完全燃烧产生的热量为煤炭完全燃烧产生的热量为Q Q放放=4.2=4.210107 J J需要完全燃烧的煤炭的质量为需要完全燃烧的煤炭的质量为m m煤煤=1.4 kg=1.4 kg。答案答案:(1)8.4(1)8.410106 6J (2)1.4 kgJ (2)1.4 kg6Q8.4 10 J20%吸77Q4.2 10 Jq3 10 J/kg放1.1.实验方法实验方法:_:_法和法和_法。法。实验探究实验探究1 1动能的大小与哪些因素有关动能的大小与哪些因素有
43、关考查角度考查角度用控制变量法设计实验用控制变量法设计实验动能大小的判断动能大小的判断分析实验现象分析实验现象,得出结论得出结论控制变量控制变量转换转换2.2.实验设计实验设计:(1)(1)探究动能与速度的关系。探究动能与速度的关系。思路思路:让同一小车分别从斜面的让同一小车分别从斜面的_处由静止滑下处由静止滑下,撞击撞击置于水平面上的木块置于水平面上的木块,比较木块移动的距离比较木块移动的距离,如图甲。如图甲。(2)(2)探究动能与质量的关系。探究动能与质量的关系。思路思路:让质量不同的小车分别从斜面的让质量不同的小车分别从斜面的_处由静止滑下处由静止滑下,撞击置于水平面上的木块撞击置于水平
44、面上的木块,比较木块移动的距离比较木块移动的距离,如图乙。如图乙。不同高度不同高度同一高度同一高度3.3.实验结论实验结论:(1)(1)质量相同时质量相同时,速度越大的物体具有的动能速度越大的物体具有的动能_。(2)(2)速度相同时速度相同时,质量越大的物体具有的动能质量越大的物体具有的动能_。越大越大越大越大4.4.问题探究问题探究:(1)(1)实验中如何判断小车动能的大小实验中如何判断小车动能的大小?提示提示:让小车撞击木块让小车撞击木块,通过比较木块移动的距离来判断小车动通过比较木块移动的距离来判断小车动能的大小能的大小,木块移动的距离越大木块移动的距离越大,说明小车所具有的动能越大。说
45、明小车所具有的动能越大。(2)(2)探究动能与速度的关系探究动能与速度的关系,为什么让同一小车从斜面的不同高为什么让同一小车从斜面的不同高度处由静止滑下度处由静止滑下?提示提示:控制质量不变控制质量不变,改变小车在撞击木块时的速度。改变小车在撞击木块时的速度。【典例典例1 1】(2012(2012滨州中考滨州中考)小红猜想动能的大小可能与物体小红猜想动能的大小可能与物体的质量的质量m m和运动速度和运动速度v v有关有关,于是设计了如图甲、乙所示的实验于是设计了如图甲、乙所示的实验,探究动能的大小与物体的质量探究动能的大小与物体的质量m m和运动速度和运动速度v v的关系。的关系。甲、乙两组实
46、验中甲、乙两组实验中:(1)(1)甲图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下甲图中让不同质量的两个小球从斜面的同一高度自由滚下,目的是使两小球到达水平面时具有相同的目的是使两小球到达水平面时具有相同的。(2)(2)选用图甲探究的是动能与选用图甲探究的是动能与的关系的关系,比较分析实验现比较分析实验现象象,得出的结论是得出的结论是:。(3)(3)选用图乙探究的是动能与选用图乙探究的是动能与的关系的关系,比较分析实验现比较分析实验现象象,得出的结论是得出的结论是:。【解析解析】本题考查探究影响动能大小的因素。本题考查探究影响动能大小的因素。(1)(1)为了研究动为了研究动能大小与质量的关系
47、能大小与质量的关系,需要控制不同质量的小球撞击木块的速需要控制不同质量的小球撞击木块的速度相同度相同,具体措施具体措施:让不同质量的小球从同一高度自由滚下让不同质量的小球从同一高度自由滚下,则则到达斜面底端时的速度相同到达斜面底端时的速度相同;(2);(2)动能的大小可以通过做功的多动能的大小可以通过做功的多少来体现少来体现,做功的多少又可以通过小球推动木块通过的距离的做功的多少又可以通过小球推动木块通过的距离的远近来体现远近来体现,由题图甲可知由题图甲可知,探究的是动能与质量的关系探究的是动能与质量的关系,运动运动速度相同时速度相同时,质量越大的小球具有的动能越大质量越大的小球具有的动能越大
48、;(3);(3)为了研究动为了研究动能大小与速度的关系能大小与速度的关系,需要控制小球的质量相同、速度不同需要控制小球的质量相同、速度不同,具具体措施体措施:使两个小球在斜面上的高度不同使两个小球在斜面上的高度不同,滑到斜面底端时的速滑到斜面底端时的速度不同。由题图乙可知度不同。由题图乙可知,物体质量一定时物体质量一定时,运动速度越大运动速度越大,动能动能越大。越大。答案答案:(1)(1)速度速度(2)(2)质量运动速度一定时质量运动速度一定时,物体质量越大物体质量越大,动能越大动能越大(3)(3)运动速度物体质量一定时运动速度物体质量一定时,运动速度越大运动速度越大,动能越大动能越大【延伸探
49、究延伸探究】结合典例思考以下问题结合典例思考以下问题:(1)(1)实验中实验中,如果木块运动到了长木板的末端如果木块运动到了长木板的末端,在不更换实验器在不更换实验器材的前提下材的前提下,解决的方法是解决的方法是。(2)(2)该实验主要运用了哪种物理方法来判断物体动能的大小该实验主要运用了哪种物理方法来判断物体动能的大小()A.A.控制变量法控制变量法 B.B.转换法转换法C.C.理想推理法理想推理法 D.D.模型法模型法【解析解析】(1)(1)木块运动到了长木板的末端木块运动到了长木板的末端,说明小球的动能过大说明小球的动能过大,要减小小球的动能要减小小球的动能,所以应该适当降低小球开始下滚
50、的高度。所以应该适当降低小球开始下滚的高度。(2)(2)本实验通过比较木块被推开的距离来判断小球动能的大小。本实验通过比较木块被推开的距离来判断小球动能的大小。木块被推开的距离越远木块被推开的距离越远,说明小球对木块做功越多说明小球对木块做功越多,小球的动能小球的动能就越大。这种方法叫作转换法。就越大。这种方法叫作转换法。答案答案:(1)(1)降低小球开始下滚的高度降低小球开始下滚的高度 (2)B(2)B实验探究实验探究2 2探究不同物质吸热升温的现象探究不同物质吸热升温的现象考查角度考查角度物质吸热多少的判断物质吸热多少的判断用控制变量法设计实验方案用控制变量法设计实验方案分析实验数据得出结
