动能、势能、和内能
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一、动能
科学中把物体由于运动而具有的能叫动能。一切运动的物体都具有动能。
运动的物体所具有的动能和质量、速度有关。质量越大,动能越大;速度越大,动能也越大。
相关公式:Ek=1/2mv2
练习
(1)一辆汽车突然加速行使,它的动能______。
(2)火车进站时做减速运动,它的动能______,停止后,它的动能______。
(3)洒水车在马路上匀速前进并正在洒水,它的动能______。
二、势能
㈠重力势能:
物体由于被举高而具有的能叫重力势能。
结论:物体的质量越大,位置越高,具有的重力势能就越大。讲求重力势能的时候,要注意选取的标准面0势能平面。
相关公式:Ep=mgh
㈡弹性势能:
由于发生形变而具有的势能叫弹性势能。
讨论:1、以射箭为例,说明弹性势能的决定因素
结论:弹性势能的大小跟物体的形变的大小有关。物体的形变越大,弹性势能就越大。
相关公式:
小练:说明下列物体具有什么形式的机械能:
①在海上行驶的轮船;
②高空中云彩里的小冰粒;
③拉长的弹弓橡皮条;
④空中飞行的子弹。
三、动能和势能的转化
示例:摆球的摆动 滚摆的运动
结论:说明动能和重力势能是可以相互转化的。
思考:在上述两个实验中,小球和滚摆每次上升的高度都在减小,最后会停在最低点,你知道机械能到哪里去了吗?是为什么吗? 课 题 动能、势能和内能
教学目标 1、知道物体由于运动而具有的能叫动能,知道动能的大小与物体的质量和度有关
2、知道重力势能及重力势能的决定因素,了解弹性势能及弹性势能的决定因素
3、能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化,了解机械能和其他形式的能的转化实例
重点、难点
强调:如果没有受到摩擦等阻力,动能和势能在相互转化过程中,机械能的总量保持不变。
如:踢出去的足球在空中沿一条曲线(抛物线)运动过程中
足球在上升阶段动能转化为重力势能;在下降阶段重力势能转化为动能。
讨论:人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行
在近地点时,速度最大,动能最大;此时离地面最近,重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小,重力势能增大,动能向重力势能转化。直到远地点时,动能最小,重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时,重力势能向动能转化。在卫星运行过程中,不断地有动能和势能的相互转化。
小结:在动能和势能的相互转化过程中,必定有动能和势能各自的变化,而且是此增彼减。
小练:你看见过杂技里的蹦床表演吗?演员从高处跳下落在绷床上,又被弹起。说明在这个过程中机械能的转化。
1.人下落时的能量是怎么转化的?
第一阶段:高处→ 接触蹦床 重力势能转化为动能
第二阶段:接触蹦床→蹦床的最低处 动能转化为弹性势能
2.人上升时的能量又是怎么转化的?
小结
(1)在动能和势能的相互转化过程中,必定有动能和势能各自的变化,而且是此增彼减。
(2)动能的增减变化,要以速度增减来判断。
(3)重力势能的增减变化,要以物体离地面高度的增减变化来判断。
(4)判断弹性势能的增减,要根据弹性形变大小的变化。
四. 内能
物体内部大量做热运动的粒子所具有的动能和势能的总和
1. 物质内部大量粒子在做无规则运动——热运动。
2. 温度越高,粒子的无规则运动(热运动)越剧烈。
无论是高温物体还是低温物体,都具有内能。物体的温度升高,内能增大,温度降低,内能减小。
五、内能的改变
1.做功改变内能
1. 克服摩擦做功、压缩气体做功
2.气体对外做功实验
如图所示,加热试管中的液体,沸腾时,可以看到塞子被冲出。
解释:瓶内的气体推动瓶塞做功时,内能减少,温度降低,使水蒸气凝成小水滴。
结论:物体对外做功,本身的内能就会减少。
2. 热传递可以改变内能
1)从能的转化看,热传递实质上是内能从高温物体传递到低温物体,或从同一物体的高温部分传递到低温部分的过程 。
2)在热传递中,传递的能量的多少叫做热量,用Q表示。
3)物体从外界吸收多少热量,内能就增加多少;物体向外界放出多少热量,内能就减少多少,热量是物体内能转移的量度。
六. 燃料的热值
1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量,叫做这种燃料的热值。
【典型例题】
1. 高山上有一块大石头,稳稳地待在那里,它有没有能量?有什么能量?
解析:从机械能和热能的角度分析,稳稳地只表示没有动能
答案:有能量,势能 热能
2. 在空中飞行的球,它具有的重力势能是5焦,具有的动能是4焦,这只球具有的总机械能是多少?
解析:动能和势能合称机械能
答案:9焦
3. 在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等,若使它们的重力势能相等,可采取哪些方法?
解析:这里高度相等了,要重力势能相等,必须还有一个因素,质量相等
答案:使它们质量一样
.4 分析物体间能量的转化:
电风扇通电转动, → ;
自行车刹车时, → ;
用煤气灶加热水, → ;
装得满满的一壶水烧开时,茶壶盖不断跳动, 能→ 能;
分析:各种能量之间的转化,电能 和 热能 机械能的转化
答案:1.电能 机械能 2.机械能 热能 3.化学能 热能 4.热能 机械能
5 判断:
A. 冰水混合物的温度是0℃,所以没有内能。 (×)
B. 任何物体都具有内能和机械能。 (×)
C. 甲物体比乙物体的温度高,则甲比乙的内能大。 (×)
D. 物体不一定都有内能。 (×)
E. 某物体温度升高,它的内能一定增大。 (√)
F. 物体不对外界做功,外界也不对物体做功,物体的内能一定不变。 (×)
G. 一个物体不吸热也不放热,它的温度一定不变。 (×)
H. 物体温度升高,一定是从外界吸收了热量。 (×)
I. 只有一个物体不能发生热传递。 (×)
J. 热量从热量多的物体向热量少的物体传递。 (×)
6. 一个小朋友从滑梯上匀速滑下来的过程中,下列说法正确的是( )
A. 动能减小,重力势能减小,机械能减小
B. 动能减小,重力势能增大,机械能减小
C. 动能不变,重力势能减小,机械能减小
D. 动能不变,重力势能减小,机械能不变 解析:动能和势能的相互转化的分析,看高度和速度以及质量的变化,下降高度变小,速度不变,动能不变,机械能变小,势能变小
答案:C
【模拟试题】(答题时间:60分钟)
1. 一个铁球静止放在水平桌面上,另一个体积相同的木球在水平桌面上作匀速直线运动,如图,那么( )
A. 木球的重力势能等于铁球重力势能
B. 木球的动能大于铁球的动能
C. 木球的机械能一定大于铁球的机械能
D. 木球的机械能一定小于铁球的机械能
2. 一只乒乓球从空中自由下落到地面后,又弹跳起来,乒乓球的动能何时最大?( )
A. 球刚落下时 B. 球下落了一半路程时
C. 球刚与地面接触时 D. 球返回原下落点时
3. 人造地球卫星绕地球沿椭圆轨道运行,卫星在远地点向近地点运动时( )
A. 势能减小,动能减小,速度越来越小
B. 势能减小,动能增大,速度越来越大
C. 势能增大,动能减小,速度越来越小
D. 势能增大,动能增大,速度越来越大
4. 下列说法中正确的是( )
A. 物体的温度升高,它的内能一定增加
B. 物体的温度升高,它一定吸收了热量
C. 物体吸收了热量,它的温度一定升高
D. 温度高的物体,具有的热量一定多
5. 下列关于内能说法中正确的是( )
A. 物体运动速度越大,内能越大
B. 温度高的物体一定比温度低的物体内能大
C. 静止的物体没有动能,但有内能
D. 内能和温度有关,所以0℃的水没有内能
6. 四口之家分别单独使用不同种类的燃料时平均月消耗量分别为:木柴约200kg,烟煤约80kg,液化石油气约30kg,煤气约60kg。这四种燃料中哪一种燃料的热值最高( )
A. 液化石油气 B. 煤气
C. 烟煤 D. 木柴
7. 关于热量、温度、内能之间的关系,下列说法正确的是( )
A. 物体温度升高,内能一定增加
B. 物体吸收热量,温度一定升高
C. 物体温度不变,一定没有吸热
D. 物体温度升高,一定吸收热量
8. 关于内能的改变,以下说法中正确的是( )
A. 只有做功才能改变物体的内能
B. 只有热传递才能改变物体的内能
C. 做功和热传递都能改变物体的内能
D. 做功和热传递对改变物体的内能的效果是不同的
9. 下列实例中,属于用热传递的方法改变物体内能的是( )
A. 地球外的石块,坠入地球的大气层,成为流星
B. 凉鸡蛋泡在热水中,温度升高
C. 两手相互摩擦,手心发热
D. 锯木头时,锯条变得烫手
10. 关于温度、热量和内能的说法中,正确的是( )
A. 物体温度升高,内能增加
B. 物体温度升高,内能减小
C. 晶体在熔化过程中,吸收热量但内能保持不变
D. 温度高的物体含有的热量一定比温度低的物体含有的热量多
11. 下面的例子中,属于物体的内能转化为机械能的是( )
A. 流星与空气摩擦生热发光
B. 用火炉加热壶中的水
C. 两手相摩擦手心变热
D. 气体膨胀做功,把管口的软木塞推出
12. 发生热传递的条件是( )
A. 两个物体密度不同
B. 两个物体的比热不同
C. 两个物体具有温度差
D. 两个物体的热量不同
13. 关于热量和热传递,下列说法中正确的是( )
A. 温度高的物体含有的热量一定多
B. 比热大的物体含有的热量一定多
C. 热总是从含有热量多的物体传递到含有热量少的物体
D. 热总是从温度高的物体传向温度低的物体
14. 用铁锤敲打铁钉,铁钉温度升高是因为铁锤( )
A. 把温度传递给铁钉 B. 把热量传递给铁钉
C. 把内能传递给铁钉 D. 对铁钉作了功
15. 下列说法中正确的是( )