机械能、内能专题

机械能、内能专题
一、 重要知识点提问
1. 惯性、动能与质量、速度之间的关系
2. 机械能的计算公式
3. 动能、势能产生的原因与动能、势能决定因素的比较：动能势能的计
算公式
4. 平衡力、非平衡力作用下物体的动能、势能、机械能
5. 判断机械能是否变化的两种变化，机械能减少和增加的条件是什么？
6. 物体上升或下降，它的动能变化
7. 物体仅仅发生势能和动能相互转化的条件是什么？
8. 机械能守恒的条件是什么?
9. 物体温度越高内能越大，温度高的物体内能大，这两句话的区别是什
么？物体温度升高，内能一定增加吗？物体内能增加，温度一定升高
嘛？（举例说明:晶体的物态变化来阐述其中的能量变化）
10. 比较动能、势能、内能大小都必须考虑的相同因素是什么？考虑内能
的时候为何常常忽略这一因素?
11. 外力对物体做功，其结果如何？
12. 对于公式Q=cm(t1—t2)的理解
13. 做水的沸腾实验可以顺便测酒精的热值么？
14. 人造卫星绕地球运动时的一些能量变化。
二、 典型例题讲解（一）（动能、势能、机械能）
1. 一辆汽车在上坡的过程中，下列说法正确的是（）
A. 汽车的动能减小，势能增加
B. 汽车的机械能可能不变
C. 汽车的机械能不断增大
D. 汽车势能的增加量等于动能的减小量

2. 物体在一对平衡力作用下运动，则物体（）
A. 机械能可能改变，动能一定不变
B. 机械能一定不便，动能一定不变
C. 机械能可能改变，动能可能改变
D. 机械能一定不变，动能可能改变

3. 拿一个乒乓球，自然的松开，使球由自由下落，观察乒乓球落地后又
跳起来的过程，以及每次跳起高度和下落高度的关系，下列说法错误
的是（）
A. 跳起的高度总是比前一次落下的高度小
B. 在下落过程中部分重力势能转化为动能
C. 下落跳起整个过程中能量转化情况是重力势能和动能之间的相互
转化
D. 下落跳起整个过程中机械能不断减小
4. 某飞行员在向灾区空投物资的过程中，飞机保持水平匀速飞行，则（）
A. 飞机动能不变，势能也不变
B. 飞机动能不变，势能减小
C. 飞机动能减小，势能不变
D. 飞机的动能和势能都减小

5. 200.年12月30日，我国成功将“探测一号”卫星送入绕地球的椭圆
轨道，卫星在轨道上运行的过程中（）
A. 卫星在近地点时，卫星的势能最大
B. 卫星在远地点时，卫星的动能最大
C. 卫星在近地点时，卫星的势能最小
D. 卫星在远地点时，卫星的势能最小

6. 2005年10月，“神舟”六号飞船在历时近五天五夜的太空飞行后，向
地球表面返回。当返回舱进入大气层时，由于和空气发生剧烈摩擦，
看上去就像一个“大火球”。此时它的能量变化是（）
A. 重力势能减少，机械能减少，内能增加
B. 动能增加，机械能减少，内能不变
C. 重力势能增加，动能不变，内能增加
D. 动能、内能、重力势能都减少
7. 下列过程中，不是通过做功改变物体内能的是（）
A. 点燃的火箭飞向太空
B. 陨石坠入地球大气层成为流星
C. 广场上的石凳被晒的发烫
D. 汽缸里的活塞在燃气推动下运动

8. 质量相同的两个物体由于吸热而升温，若它们的比热容之比为1:2，升
高的温度之比为3:2，则它们吸收的热量之比为（）
A. 3:4
B. 4:3
C. 1:3
D. 3:1

9. 一个单缸四冲程内燃机，飞轮的转速为1800r/min，则10s内（）
A. 完成300个工作循环，做功300次
B. 完成150个工作循环，做功150次
C. 完成300个工作循环，做功150次
D. 完成150个工作循环，做功300次

10. 汽油机在压缩冲程中，汽缸内空气被活塞压缩时（）
A. 汽缸内空气的内能降低，温度降低，机械能转变为内能
B. 汽缸内空气的内能增大，温度升高，机械能转变为内能
C. 汽缸内空气的内能降低，温度降低，内能转变为机械能
D. 汽缸内空气的内能增大，温度升高，内能转变为机械能

11. 180型四冲程柴油机，汽缸横截面积为50㎝²，活塞行程为100㎜，
做功冲程燃气的平均压强为7×10²kPa。那么一次做功冲程中气体做
功为________。若曲轴的转速为1200r/min,则这台柴油机的功率是
__________。

12. 张林同学通过观察发现，汽车的排气管位于汽车的底盘下面；他通过
查阅有关资料还了解到，汽车发动机内的燃料燃烧时产生的内能除了
一部分转化为机械能之外，还有相当一部分直接从排气管中由烟气带
走了．如果这部分能量能利用起来该有多发好啊!他想到了一个办法：
如右图所示，将原来直的排气管中部制成螺旋形，让这段螺旋管通过
水箱中的水，这样，司机劳累一天后，就可以享用这些热水了，真是
一举两得!
（1）张林同学的设计中，通过水箱中的那段排气管制成螺旋状好处是
______________．
（2）排气管中烟气的内能以______的方式转移到水箱中的水中，从排
气管管口排出的烟气温度对比改进前要______．(填“高”或“低”)

13.
晴天，几位大学生在森林中迷路了，下面四种利用风向引导他们走出森林的说

法中，正确的是 ( )

A.森林吸热，温度升高较慢，空气温度低、密度大，地面空气从森林流向外界，
应顺风走
B.土地吸热，温度升高较快，空气温度高、密度小，地面空气从外界流向森林，
应顺风走
C.森林吸热，温度升高较慢，空气温度低、密度大，地面空气从森林流向外界，
应迎风走
D.土地吸热，温度升高较快，空气温度高、密度小，地面空气从外界流向森林，
应迎风走

14.
若汽缸横截面积为100cm^2，活塞行程300mm，做功冲程的平均压强为

30N/cm^2，则柴油机的功率为_________W；若柴油机以该功率工作1h，消耗柴
油2.5kg，已知柴油的热值为3.3×10^7J/kg，则柴油机的效率为___________.

15. S195型柴油机的部分技术规格如下表所示．
汽缸数 汽缸直径 额定功率 转速 燃油消耗率 冷却方式
1 95 mm 8.8 kW 2000 R/min
0.27 kg/（kW•h） 蒸发水冷
其中，“额定功率”是指柴油机机正常工作时对外所做机械功的功率；“燃油消耗率”
是指柴油机正常工作时，每输出1kW•h的能量柴油机所消耗柴油的千克数．已
知柴油的热值为3.3×107J/kg．试估算该柴油机正常工作时的效率．

16. （1）探究一：晓丽在研究动能Ek与m、v关系的实验中，是用小球
去撞击木块，并通过木块被撞的距离的远近
来反映动能的大小，这种方法叫做转换
法（选填“控制变量法”“类比法”“转换法”）．她查阅资料得知：Ek与m、v的关系
是Ek=mv²／2

(2）探究二：如图所示，将两个相同的小车分别放在两个相同的管道中，然后让
速度相等的风和水流分别通过这两个管道2s，小车分别被推动一段距离，实验
记录如下：

流体 风 水流
小车被推动距离/cm
0.3 79

①在相同的时间内，相同的面积上，小车从两种不同的能源上获得的能量
不同

．（选填“相同”或“不同”）
在单位时间内、单位面积上从某种能源中所能得到的能量叫做能流密度．这是评
价能源优劣的重要指标之一．一般地说，水能的能流密度比风能的能流密度
大
1. ②若水的流速为v，密度是ρ，请你推导出水能的能流密度A的表达
式．
17. 超高压水切割又称“水刀”，它是将普通水经过多级增压后，通过一个极细的喷嘴喷出一道
高速”水箭”，对切割表面产生108～109Pa的压强。工业上常用来切割大理石、钢板等坚硬
物体。下表是某高压水切割机技术参数：

型号 压强 （MPa） 喷嘴横截面积（m2） 排量 （L/min） 油泵电机功率 （kw）
换向 方式 电源
（V）
2230 300 5×10-8 2.7 22．5 电子 380

提示：①表中“排量2.7L/min”表示每分钟从喷嘴中喷出水2.7升。
②1MPa=106Pa, 1L＝1×10－3m3。
请回答：
（1）“水刀”有纯水切割和加磨料切割（磨料为密度大于水的石英砂、金刚砂）两种。高速水
流能切割坚硬物体是因为高速水流具有较大的 （填一种能量名称），加入磨料
后切割能力大大提高了，这是因为 。

（2）若不考虑水从喷嘴喷出后横截面积的变化，高压水流对切割面的压力为多大？
（3）高压水切割机的切割效率是多少？