九年級(jí)物理全冊(cè)第十二章機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化授課課件新版蘇科版

第十二章機(jī)械能和內(nèi)能第四節(jié)機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升學(xué)習(xí)目標(biāo)課時(shí)講解1課時(shí)流程2物體內(nèi)能的改變熱機(jī)汽油機(jī)燃料的熱值課時(shí)導(dǎo)入復(fù)習(xí)提問(wèn)引出問(wèn)題“熱”是一種能量嗎？它能做功嗎？自古以來(lái)，人們就在不斷地尋找與熱有關(guān)的某種能量。知識(shí)點(diǎn)物體內(nèi)能的改變知1－導(dǎo)感悟新知1活塞做功摩擦生熱點(diǎn)擊畫(huà)面播放知1－導(dǎo)感悟新知1.熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。2.做功可以改變物體內(nèi)能。特別提示：并不是在所有的情況下，做功都會(huì)改變物體的內(nèi)能．如手舉重物使其升高的過(guò)程，物體內(nèi)能不發(fā)生變化，此時(shí)做功改變的是物體的機(jī)械能．知1－講感悟新知1.熱傳遞和熱量（1）熱傳遞：條件兩物體間或同一物體不同部分間有溫度差過(guò)程高溫物體放熱，內(nèi)能減小，溫度降低；低溫物體吸熱，內(nèi)能增大，溫度升高結(jié)果溫度相同實(shí)質(zhì)能量從高溫物體（或高溫部分）向低溫物體（或低溫部分）轉(zhuǎn)移知1－講感悟新知（2）熱量①定義：熱傳遞過(guò)程中，傳遞能量的多少叫做熱量。②單位：焦耳（J）。③注意：熱量與內(nèi)能是兩個(gè)不同的概念。知1－講感悟新知2.熱傳遞、做功與內(nèi)能的改變（1）熱傳遞改變內(nèi)能：①規(guī)律：在熱傳遞過(guò)程中，高溫物體放出熱量，內(nèi)能減?。坏蜏匚矬w吸收熱量，內(nèi)能增大。②實(shí)質(zhì)：內(nèi)能發(fā)生轉(zhuǎn)移。（2）做功改變內(nèi)能：①規(guī)律：對(duì)物體做功，物體內(nèi)能會(huì)增大；物體對(duì)外做功，內(nèi)能會(huì)減小。②實(shí)質(zhì)：內(nèi)能與機(jī)械能間相互轉(zhuǎn)化。知1－講感悟新知（3）深度理解：只有合適的做功方式，才能改變物體的內(nèi)能：①使物體內(nèi)能增大的做功方式：壓縮做功、克服摩擦做功、鍛打做功和彎折做功。②氣體膨脹做功，其內(nèi)能減小。知1－講感悟新知3.溫度、熱量和內(nèi)能的關(guān)系相互影響關(guān)系內(nèi)能與溫度同一物體溫度升高，內(nèi)能一定增大；但內(nèi)能增大時(shí)，溫度不一定升高內(nèi)能與熱量物體吸收熱量，內(nèi)能一定增大；但內(nèi)能增大時(shí)，不一定是因?yàn)槲樟藷崃繜崃颗c溫度物體溫度升高時(shí)，不一定是因?yàn)槲樟藷崃?；而物體吸收熱量后，溫度也不一定升高（如晶體熔化的過(guò)程）知1－講感悟新知[中考·寧夏]把圖釘帽在課桌上來(lái)回摩擦幾下后，圖釘帽熱得燙手，這是用________的方式改變了物體的內(nèi)能；把瓶裝水放在冰箱里，一會(huì)兒變涼了，這是用_________的方式改變了物體的內(nèi)能。做功熱傳遞例1知1－講感悟新知解題秘方：抓住做功與熱傳遞改變內(nèi)能的區(qū)別。熱傳遞改變內(nèi)能的關(guān)鍵點(diǎn)是在改變物體內(nèi)能的過(guò)程中，有“溫度差”這個(gè)特征；而做功改變物體內(nèi)能的過(guò)程中，則有克服摩擦、鍛打、壓縮體積或膨脹等做功方式。知2－講感悟新知解析：圖釘帽在課桌上來(lái)回摩擦，圖釘帽變熱了，其升溫的前提是摩擦，這是用做功的方式改變物體的內(nèi)能；通常情況下，瓶裝水與冰箱內(nèi)部有溫度差，瓶裝水放入冰箱里能變涼，是由于瓶裝水向冰箱內(nèi)部空間放熱，屬于熱傳遞改變物體的內(nèi)能。知2－練感悟新知1.下列實(shí)例中，屬于通過(guò)做功改變物體內(nèi)能的是（）A.把冰塊放在鮮榨的果汁里，喝時(shí)感覺(jué)很涼爽B.電熱水壺?zé)?，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程C.將一壺涼水放在爐火上加熱使水溫升高D.將一杯開(kāi)水放在桌上，水溫逐漸降低B知2－練感悟新知點(diǎn)撥：冰塊放入果汁中后，冰塊吸收熱量，使果汁的內(nèi)能減小，溫度降低，所以喝時(shí)會(huì)感覺(jué)涼爽，是通過(guò)熱傳遞改變了果汁的內(nèi)能；電熱水壺?zé)畷r(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是通過(guò)做功改變了物體的內(nèi)能；將一壺涼水放在爐火上加熱使水溫升高，是熱傳遞改變物體的內(nèi)能；將一杯開(kāi)水放在桌上，水溫逐漸降低是熱傳遞改變物體的內(nèi)能。知2－講感悟新知知識(shí)點(diǎn)熱機(jī)21.實(shí)驗(yàn)探究——熱機(jī)的工作原理（1）實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：①如圖1甲所示，在試管內(nèi)裝些水，用橡皮塞塞住管口，給試管加熱。②加熱一段時(shí)間后，出現(xiàn)圖乙的現(xiàn)象。知2－講感悟新知（2）現(xiàn)象分析：①現(xiàn)象一：塞子被沖開(kāi)。原因：試管內(nèi)水沸騰，內(nèi)部氣壓不斷增大，增大到一定程度，將塞子沖開(kāi)。②現(xiàn)象二：試管口出現(xiàn)“白霧”。原因：管內(nèi)氣體膨脹對(duì)塞子做功，氣體內(nèi)能減少，溫度降低，其中的水蒸氣液化形成白霧。（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：本實(shí)驗(yàn)雖然簡(jiǎn)單，但展示了蒸汽機(jī)的基本原理。知2－講感悟新知2.熱機(jī)利用內(nèi)能做功的機(jī)械。能量轉(zhuǎn)化：燃料的化學(xué)能—→內(nèi)能—→機(jī)械能。3.常見(jiàn)的熱機(jī)蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。燃燒做功知2－講感悟新知4.內(nèi)燃機(jī)燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī)：汽油機(jī)、柴油機(jī)。汽油機(jī)是以汽油為燃料的內(nèi)燃機(jī)；柴油機(jī)則是以柴油為燃料的內(nèi)燃機(jī)。知2－講感悟新知特別提醒：分析本實(shí)驗(yàn)注意以下三點(diǎn)：1.實(shí)驗(yàn)中的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程：(1)酒精燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；(2)沖開(kāi)塞子：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。水蒸氣對(duì)塞子做功時(shí)，塞子機(jī)械能增加，而水蒸氣本身的內(nèi)能減少。2.實(shí)驗(yàn)中的能量轉(zhuǎn)移過(guò)程：高溫燃?xì)狻嚬堋軆?nèi)的水和水蒸氣。3.實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的物態(tài)變化過(guò)程：汽化和液化。知2－講感悟新知知識(shí)鏈接內(nèi)能的兩種應(yīng)用：利用內(nèi)能加熱：內(nèi)能可以直接用來(lái)加熱物體，物體獲得內(nèi)能后，溫度會(huì)升高，其實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移過(guò)程，如燒水等．利用內(nèi)能做功：使內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其實(shí)質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程，如小汽車?yán)萌剂先紵尫诺膬?nèi)能來(lái)推動(dòng)汽車運(yùn)動(dòng)等．知2－講感悟新知[中考·自貢]如圖2所示，在試管內(nèi)裝些水，用塞子塞住管口，將水加熱一段時(shí)間后觀察。（1）會(huì)發(fā)生的現(xiàn)象為_(kāi)___________________________________________________________________。水蒸氣將塞子沖出，同時(shí)看到試管口附近有“白氣”出現(xiàn)例1知2－講感悟新知（2）解釋所發(fā)生的現(xiàn)象:__________________________________________________________________________________________________________________________________________________________。試管內(nèi)水蒸氣對(duì)塞子做功，水蒸氣的內(nèi)能會(huì)轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，所以塞子被沖出;水蒸氣對(duì)外做功，內(nèi)能減小，溫度降低，發(fā)生液化現(xiàn)象，出現(xiàn)小水滴，即“白氣”知2－講感悟新知解題秘方：抓住主要現(xiàn)象：塞子被沖出、試管口出現(xiàn)“白氣”。針對(duì)這兩個(gè)現(xiàn)象解釋。知2－練感悟新知1.

[中考·聊城]如圖3所示，在橡膠塞受到水蒸氣的壓力而沖出的過(guò)程中，以下說(shuō)法正確的是（）A.試管口出現(xiàn)的“白霧”是氣體B.水蒸氣對(duì)外做功，內(nèi)能增加C.水蒸氣的溫度升高D.這個(gè)實(shí)驗(yàn)基本展示了蒸汽機(jī)的工作原理D知2－練感悟新知點(diǎn)撥：水蒸氣推動(dòng)橡膠塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能(熱機(jī)的工作原理)，水蒸氣內(nèi)能減小，溫度降低，液化形成小水珠，即“白霧”。知3－導(dǎo)感悟新知知識(shí)點(diǎn)汽油機(jī)3分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類使用汽油作為燃料的叫汽油機(jī)。使用柴油作為燃料的叫柴油機(jī)。內(nèi)燃機(jī)的分類知3－講感悟新知1.主要結(jié)構(gòu)進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)、火花塞、汽缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。2.四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程（工作示意圖見(jiàn)圖4）知識(shí)鏈接：沖程：活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程，叫作一個(gè)沖程．知3－講感悟新知沖程名稱進(jìn)氣門(mén)排氣門(mén)活塞的運(yùn)動(dòng)能的轉(zhuǎn)化吸氣沖程開(kāi)閉向下壓縮沖程閉閉向上機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能做功沖程閉閉向下化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能排氣沖程閉開(kāi)向上知3－講感悟新知3.要點(diǎn)提示（1）多數(shù)汽油機(jī)是由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程不斷循環(huán)來(lái)保證連續(xù)工作的。（2）四沖程內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，只有做功沖程是燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，其他三個(gè)沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來(lái)完成。知3－講感悟新知（3）識(shí)別汽油機(jī)工作所處的沖程，主要是區(qū)分吸氣沖程與排氣沖程，及壓縮沖程與做功沖程。區(qū)分時(shí)通常采用對(duì)比法，如圖4所示。知3－講感悟新知方法詳解：運(yùn)用對(duì)比法識(shí)別沖程：區(qū)分吸氣沖程與排氣沖程，可以不看活塞的運(yùn)動(dòng)情況，只需看打開(kāi)哪個(gè)氣門(mén)。識(shí)別做功沖程與壓縮沖程，在確定兩個(gè)氣門(mén)都關(guān)閉的前提下，只需看活塞的運(yùn)動(dòng)情況?；钊蛏线\(yùn)動(dòng)為壓縮沖程，活塞向下運(yùn)動(dòng)屬于做功沖程。知3－講感悟新知[中考·巴中]下列四幅圖是汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)沖程，其中不是靠飛輪慣性完成的是（）C例3知3－講感悟新知解題秘方：對(duì)于四沖程汽油機(jī)，先結(jié)合氣門(mén)的關(guān)閉情況和活塞的運(yùn)動(dòng)情況判斷各圖中汽油機(jī)分別處于什么沖程，再由各沖程的具體工作原理判斷找出不是利用慣性完成的沖程，即做功沖程。解析：首先明確在汽油機(jī)的四個(gè)沖程中，只有做功沖程是對(duì)外做功，其余三個(gè)沖程都是利用慣性來(lái)完成的。知3－練感悟新知圖序號(hào)氣門(mén)的關(guān)閉活塞的運(yùn)動(dòng)沖程A圖進(jìn)氣門(mén)開(kāi)、排氣門(mén)關(guān)向下吸氣沖程B圖進(jìn)氣門(mén)關(guān)、排氣門(mén)開(kāi)向上排氣沖程C圖進(jìn)氣門(mén)關(guān)、排氣門(mén)關(guān)向下做功沖程D圖進(jìn)氣門(mén)關(guān)、排氣門(mén)關(guān)向上壓縮沖程一、判斷各圖對(duì)應(yīng)的沖程二、確定選項(xiàng)：做功沖程不是利用慣性來(lái)完成的。知3－練感悟新知1.［中考·錦州］新冠疫情過(guò)后，同學(xué)們回到剛剛消毒過(guò)的教室，就能聞到很濃的酒精味，這是_______現(xiàn)象。酒精也可以和汽油混合作為汽車的燃料。如圖6是汽油機(jī)工作循環(huán)中的_______沖程，該沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)____能。擴(kuò)散做功機(jī)械知3－練感悟新知點(diǎn)撥：同學(xué)們進(jìn)入教室聞到很濃的酒精味，是因?yàn)榫凭肿釉诓煌５刈鰺o(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)，屬于擴(kuò)散現(xiàn)象；由圖可知，兩氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，因此是做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。知4－導(dǎo)感悟新知知識(shí)點(diǎn)燃料的熱值4目前，人類使用的能量，大部分是怎樣獲得的？燃料燃燒知4－講感悟新知1.物理意義表示不同燃料完全燃燒時(shí)放熱的能力。2.定義某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。3.定義式燃料完全燃燒放出的熱量（J）燃料質(zhì)量（kg）燃料的熱值（J/kg）

知4－講感悟新知4.燃燒時(shí)的能量轉(zhuǎn)化化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。5.理解要點(diǎn)（1）認(rèn)識(shí)熱值定義時(shí)，不要漏掉“完全”這一條件。（2）熱值反映了燃料在燃燒過(guò)程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能本領(lǐng)的大小。知4－講感悟新知

知4－講感悟新知特別提醒：注意區(qū)別熱值和比熱容：①定義不同；②描述對(duì)象不同，熱值是針對(duì)燃料的，而比熱容是針對(duì)所有物質(zhì)的；③單位不同，熱值單位是“J/kg”或“J/m3”，而比熱容單位是“J/（kg·℃）”．知4－講感悟新知[中考·黑河]在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把體積為2L、溫度為20℃的水燒至沸騰，水至少需要吸收__________J的熱量。若不計(jì)熱量損失，需要完全燃燒__________kg干木柴。［c水=4.2×103J/（kg·℃），q干木柴=1.2×107J/kg］6.72×105例45.6×10-2知4－講感悟新知解題秘方：題中“不計(jì)熱量損失”表明“Q吸=Q放”。先由Q吸=c水m水（t-t0）計(jì)算水燒至沸騰所吸收的熱量，再由變形式m干木柴=Q放q干木柴計(jì)算所需燃燒燃料的質(zhì)量。知4－講感悟新知

知4－練感悟新知1.假如完全燃燒