北师版九年级物理上学期期末复习 专题01机械能、内能及其转化（考点串讲）

专题01机械能、内能及其转化九年级物理上学期·期末复习大串讲知识串讲方法模型归纳巩固提升人教版 知识串讲01一、分子热运动1.扩散现象定义：不同物质在相互接触时，彼此进入对方的现象。2.扩散现象说明：①分子之间有间隙：②分子在不停地做无规则的运动。3.分子的热运动：一切物质的分子都在不停地做无规则运动，温度越高，热运动越剧烈。4．分子间同时存在引力和斥力。5.内能定义：物体内部所有分子热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。6.任何物体在任何情况下都有内能，冰具有内能。7.内能的单位为焦耳。 知识串讲01 知识串讲01 知识串讲01 知识串讲01 知识串讲01 知识串讲0124.汽油机和柴油机的区别汽油机柴油机结构火花塞喷油嘴燃料汽油柴油吸气冲程汽油与空气的混合物空气点燃方式点燃式压燃式功率低高应用小型汽车，轻型飞机载重汽车、轮船、坦克 知识串讲01 知识串讲01 知识串讲01 方法模型归纳02一、影响动能大小的因素让同一钢球分别从不同的高度由静止开始滚下，钢球的质量相同，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，探究的问题是物体的动能大小跟速度是否有关。让质量不同的钢球分别从相同的高度由静止开始滚下，钢球的质量不同，滚下的高度相同，到达水平面时的速度不同，探究的问题是物体的动能大小跟质量是否有关。影响动能的因素是物体质量和速度。小车沿斜面自由下滑过程中，重力势能主要转化为动能；一个物体能够做功，说明这个物体具有能量；探究动能大小与哪些因素有关时，是通过小车将木块推出的距离反映小车具有的动能的多少的；在速度一定时，改变物体质量，可以研究动能与质量的关系。 方法模型归纳02(2024·北京市·期中考试)如图所示，在“探究物体的动能跟哪些因素有关”的实验中，小明将一个钢球从高为的斜槽上由静止释放，钢球滚至水平面后碰撞木块，钢球会推动木块移动一段距离。实验中，钢球的动能的大小是通过_____________________来反映；小明将同一钢球分别从斜槽不同高度由静止开始滚下，可以探究动能大小跟物体的_____是否有关。【答案】比较木块移动的距离速度;速度【解析】在探究动能的影响因素的实验中，下滑的小球动能大小不同，推动木块移动的距离不同，通过比较木块移动的距离，比较钢球动能的大小。让同一钢球分别从不同的高度由静止开始滚下，钢球的质量相同，滚下的高度不同，到达水平面时的速度不同，探究的问题是物体的动能大小跟速度是否有关。速度比较木块移动的距离速度 方法模型归纳02(2024·江苏省宿迁市·模拟题)用如图所示的器材探究动能大小与哪些因素有关，实验时让小车从斜面上由静止开始下滑，撞击置于水平面上的木块，关于该实验，下列说法中错误的是(    )A.小车从斜面下滑过程中重力势能转化为动能B.小车撞击木块对木块做功，使木块获得动能C.木块被撞击后移动的距离可反映小车动能大小D.本套器材只能探究小车动能大小与速度的关系【答案】D【解析】解：A、在重力的作用下，小车沿斜面下滑，将重力势能主要转化为动能，故A正确；B、小车由于惯性，在水平面上向前运动撞击木块做功，使木块由静止变为运动，获得动能，故B正确；C、物体动能的多少不能之间观察。小车具有动能的多少是通过木块被撞出的距离大小来反映的，运用了转换法，故C正确；D、让小车先后三次从斜面的同一位置自由滑下，撞击置于水平面上相同位置的木块，但第一次只有小车、第二次小车加一个钩码、第三次小车加两个钩码改变质量，可以研究动能大小与质量的关系，故D错误。故选：。D 方法模型归纳02二、影响重力势能的因素研究重力势能的大小和重物下落高度的关系时，根据控制变量法可知，应控制物体的质量一定，改变物体下落的高度；该实验是通过观察木桩陷入沙中的深度来反映重物的重力势能大小，所以只需比较木桩陷入的深度即可。 方法模型归纳02(2024·江苏省无锡市·其他类型)在探究“重力势能的大小与哪些因素有关”的实验中，重物、、的质量关系为，木桩相同。木桩和重物位置如图甲所示。重物静止释放后，木桩被打击陷入沙中的情形如图乙所示，重物、将木桩打入沙中的深度相同。比较_______两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系；通过实验，我们____填“能”或“不能”比较出甲图中重物、的重力势能的大小，理由是________________________。【答案】A、B；能；重物将木桩打入的深度相同。【解析】解：由题意和图甲可知，重物、的质量相等，重物的高度大于重物的高度，比较、两个重物将木桩打入沙中的深度，可判断重力势能的大小和重物下落高度的关系，下陷较深，故可得结论质量一定时，高度越高，重力势能越大；由图乙可知，重物撞击木桩陷入沙中的深度等于重物撞击木桩陷入沙中的深度，重力势能相等。故答案为：、；能；重物将木桩打入的深度相同。A、B能重物将木桩打入的深度相同 方法模型归纳02(2024·北京市·期末考试)用如图所示装置探究影响重力势能大小的因素。、为实心铁块让铁块从图中所示高度由静止下落，砸在小桌上，桌腿陷入沙子中。实验中，铁块的重力势能是通过_________________来反映的；图甲所示实验探究的问题是“铁块的重力势能与_______是否有关”，此实验需要控制______不变；小力利用图乙所示的实验探究“铁块的重力势能与质量是否有关”，他的操作过程中存在的问题是______________，合理的操作是________________________。【答案】 桌腿陷入沙子的深度  高度    质量  没有控制高度相同；让铁块从同一高度由静止下落【解析】铁块的重力势能越大，对桌子做功越多，桌腿陷入细沙中的深度越大，因此是通过看得见的桌腿陷入沙子的深度来反映重力势能的大小。图甲实验中，是同一个铁块，高度不同，因此是探究物体重力势能与物体高度是否有关。根据控制变量法，此实验需要控制物体的质量不变。根据控制变量法，探究“物体重力势能的大小与质量的关系”时，需要控制高度相同，而小力利用图乙所示的实验存在的问题是没有控制高度相同，合理的操作应是让、铁块从同一高度由静止下落。桌腿陷入沙子的深度高度质量没有控制高度相同让铁块从同一高度由静止下落 方法模型归纳02三、能量转化影响动能的因素为质量与速度。影响重力势能的因素为质量和高度。影响弹性势能的因素为弹性形变的大小。通过看影响因素来判断能量的转化。 方法模型归纳02(2024·北京市·期末考试)年月日在西安举行的跳水世界杯总决赛，中国队金收官。如图是运动员站在跳板上准备跳水的情景。下列说法正确的是(    )A.运动员向下踏跳板，身体却向上弹起说明力的作用是相互的B.跳板被跳水运动员压弯，运动员对跳板的压力就是她受到的重力C.上升过程中跳水运动员的重力势能转化为动能D.起跳前，跳板对运动员的支持力与运动员对跳板的压力是一对平衡力【答案】A【解析】A.运动员向下踏跳板，运动员给踏板一个向下的压力，力的作用是相互的，所以踏板给运动员一个向上的反作用力，运动员在反作用力的作用下，身体向上弹起，故A正确；B.跳板被跳水运动员压弯，运动员对跳板的压力的施力物体是运动员，她受到的重力的施力物体是地球，所以压力不是重力，故B错误；C.上升过程中跳水运动员的高度变高，速度变小，所以是动能转化为重力势能，故C错误；D.起跳前，跳板对运动员的支持力与运动员对跳板的压力的受力物体不同，是一对相互作用力，故D错误。故选：A。A 方法模型归纳02(2024·北京市市辖区·期末考试)如图所示，运动员在进行蹦床比赛，他离开蹦床向上运动到最高点又落回蹦床直到最低点的过程，不计空气阻力，下列说法中正确的是(    )A.离开蹦床上升过程中，运动员的重力势能转化为动能B.上升到最高点时，运动员所受合力为零，动能为零C.下降过程中，运动员减小的重力势能全部转化为他增加的动能D.下降过程中，运动员所受重力做功快慢先增大后减小【答案】D【解析】A.离开蹦床上升过程中，动能减小，重力势能增大，所以是动能转化为重力势能，故A错误；B.上升到最高点时，只受到重力，合力不为零，但此时速度为，所以动能为零，故B错误；C.下降过程中，压缩蹦床时，一部分重力势能转化为了弹性势能，且压缩一定程度后，重力势能和动能都会转化为弹性势能，在最低点，重力势能和动能全部转化为了弹性势能，故C错误；D.下降过程中，在重力等于蹦床对运动员支持力之前，速度一直增大，在两个力大小相等之后，速度减小，根据可知，下降过程中，运动员所受重力做功快慢，即重力的功率先增大后减小，故D正确。故选D。D 方法模型归纳02四、改变内能的两种方式改变内能的两种方式分别为做功和热传递。 方法模型归纳02(2024·甘肃省·期末考试)一只瓶子内装一些铁屑。我们既可以通过振荡，也可以通过加热，使铁屑的内能增大。从改变物体内能的方法来看，前者是通过的方法，后者是通过的方法来增大铁屑的内能。【答案】做功;热传递【解析】振荡瓶子，对瓶子和铁屑做功，将机械能转化为内能，使铁屑的内能增加，温度升高。给装铁屑的瓶子加热，使铁屑的内能增加，温度升高，这是通过热传递的方式改变铁屑的内能。做功热传递 方法模型归纳02(2024·山东省德州市·期末考试)如图，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着中国首次地外天体采样返回任务圆满完成。返回器进入大气层时与空气剧烈摩擦，通过（选填“做功”或“热传递”)的方式将能转化为内能。【答案】做功;机械【解析】返回器穿过大气层时，会与大气层的空气发生剧烈摩擦，克服摩擦做功，内能增加，这是通过做功的方式改变物体的内能，因消耗了机械能，得到了内能，因此这是将机械能转化为内能。做功机械 方法模型归纳02五、比热容与热值的应用因为水的比热容较大：相同质量的水和其它物质比较，吸收或放出相同的热量，水的温度升高或降低的少；升高或降低相同的温度，水吸收或放出的热量多；燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关。 方法模型归纳02(2024·江西省九江市·期末考试)我国北方在冬天经常使用暖气取暖，暖气片内用水作循环物质，主要是应用了水的______较大的性质，降低相同的温度时放出______选填“较多”或“较少”的热量，使用无烟煤将锅炉中的水加热，无烟煤燃烧的过程中，其热值______选填“变大”“变小”或“不变”。【答案】比热容 较多 不变【解析】解：北方家里的暖气片用水作循环物质，主要是应用了水的比热容较大的性质。因为水的比热容较大，相同质量的水和其它物质比较，降低相同的温度，水放出的热量多，所以暖气装置中用水来供热。燃料的热值是燃料的一种特性，只决定于燃料的种类，与质量和燃烧情况等无关，因此无烟煤燃烧过程中热值将不变。故答案为：比热容；较多；不变。比热容较多不变 方法模型归纳02(2024·江西省赣州市·期末考试)炎热的夏天即将到来，在夏天人坐在河岸边或是湖水边时总是感觉比较凉爽，这是因为水的比热容______；在同样光照条件下水温变化______(选填：“大”或“小”)。【答案】较大 小【解析】解：水的比热容比较大，吸热能力强，相同质量的水和泥土或砂石相比，吸收相同的热量，水升高的温度比泥土或砂石少，水温变化小，因此炎热的夏天坐在河岸边或是湖水边时总是感觉比较凉爽。故答案为：较大；小。较大小 方法模型归纳02六、比热容、热值和热机效率的计算1.知道水质量、比热容、初温和末温，利用求出水吸收的热量；2.若不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量，根据计算出需要完全燃烧酒精的质量；3.燃料的热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量、放热的多少以及是否完全燃烧无关。 方法模型归纳02(2024·广东省珠海市·月考试卷)如图所示，“自嗨锅”成为当下一种时尚快餐，自带的发热包将水从加热至沸腾一标准气压下的过程中，提供给水的热量至少为_________若用酒精灯给这些水加热升高同样温度，至少需要_______酒精，若仅使用了一半的酒精，那么剩余酒精的热值为_______【答案】1.68×105；5.6×10-3；3×107【解析】解：一个标准大气压下，水的沸点是，水的质量，水吸收的热量：；若不计热量损失，酒精完全燃烧放出的热量，由可知，需要完全燃烧酒精的质量：；，燃料的热值是燃料的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的质量无关，所以若仅使用了一半的酒精，那么剩余酒精的热值不变，即剩余酒精的热值为。1.68×1055.6×10-33×107 方法模型归纳02(2024·广西壮族自治区·模拟题)一个成年人参加一次长跑，身体消耗的能量为，这些能量相当于完全燃烧的干木柴才能得到，则干木柴的热值为______，干木柴用掉一半后，剩余干木柴的热值将______选填“变大”、“变小”或“不变” 巩固提升03下列现象中，利用做功使物体内能增加的是．A.木工锯木条时，锯条发烫B.烧开水时，壶盖被水蒸气顶起来C.铁块放在炉火中烧红了D.冬天，人们在太阳光下取暖【答案】A【解析】用锯锯木条，克服摩擦做功使锯条发烫，属于做功改变物体的内能，而且使物体内能增加，符合题意；烧开水时，壶盖被水蒸气顶起来，属于做功改变物体的内能，但是水蒸气内能减少，不符合题意；铁块放在炉火中烧红了，属于热传递改变物体的内能，不符合题意；冬天，人们在太阳光下取暖，属于热传递改变物体的内能，不符合题意．A 巩固提升03(2024·内蒙古自治区呼伦贝尔市·期末考试)如图所示，捻动滚摆的轴使其升高后释放，观察滚摆运动过程，长时间后滚摆停止上下滚动．下列说法中正确的是(    )A.滚摆下降时，重力势能减小，动能减小B.滚摆到最低点后又上升，重力势能转化为动能C.滚摆整个运动过程中，机械能守恒D.滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小【答案】D【解析】解析：滚摆下降时，质量不变，速度增大，故动能增加，高度减小，即重力势能减小，故A错误。B.滚摆到最低点后又上升，质量不变，速度减小，动能减小，同时高度增加，重力势能增加，所以是将动能转化为重力势能，故B错误。C.由于空气的摩擦，所以整个过程中，一部分机械能会转化为内能，故机械能是减小的，故C错误。D.滚摆每次上升的高度逐渐减小，说明滚摆的机械能减小，故D正确。故选：D 巩固提升03(2024·安徽省·单元测试)如图所示为四冲程汽油机未按工作循环顺序排列的各冲程示意图，工作时，将大量机械能转化为内能的冲程是．【答案】B【解析】图中的进气门关闭，排气门打开，活塞上行，所以是排气冲程，故A不符合题意；图中的两个气门都关闭，活塞上行，所以是压缩冲程，压缩冲程是将机械能转化为内能的过程，故B符合题意；图中的进气门打开，排气门关闭，活塞下行，所以是吸气冲程，故C不符合题意；图中的两个气门都关闭，活塞下行，所以是做功冲程，做功冲程是将内能转化为机械能的过程，故D不符合题意．B 巩固提升03(2024·安徽省·单元测试)对下列常见现象的分析，合理的是．A.摩擦生热，是通过做功的方式改变内能B.围火取暖，是通过做功的方式改变内能C.雾霾弥漫，是因为分子在不停地运动D.雪花纷飞，是因为分子之间有排斥力作用【答案】A【解析】摩擦生热，即克服摩擦力做功产生内能，故是通过做功改变内能；围火取暖，是通过热传递的方式改变内能；雾霾弥漫中的雾霾不是分子，故不能说明分子是运动的；雪花纷飞中的雪花不是分子，不能说明分子之间有排斥力作用．A 巩固提升03(2024·福建省·期中考试)改革开放以来，我国的航天事业得到了空前的发展，并取得了举世瞩目的成就．如图所示为我国“神舟”号飞船返回舱减速降落的情景．返回舱在此过程中．A.动能减小，重力势能减小B.动能增大，重力势能增大C.动能不变，重力势能减小D.动能减小，重力势能不变【答案】A【解析】返回舱减速降落的过程中，质量不变，速度变小，高度变小，则返回舱的动能减小、重力势能减小．A 巩固提升03(2023·甘肃省·月考试卷)甲、乙两物体的比热容之比为，质量之比为，吸收的热量之比为，则它们升高的温度之比为．C 课堂小结