第10讲 机械能与内能的相互转化-【暑假自学课】2024年新九年级物理暑假提升精品讲义（苏科版）.docxVIP

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第10讲\o12.4机械能与内能的相互转化机械能与内能的相互转化

模块一思维导图串知识

模块二基础知识全梳理（吃透教材）

模块三教材习题学解题

模块四核心考点精准练（6大考点）

模块五小试牛刀过关测

1．知道常见的热机——内燃机工作过程。

2．从能量转化的角度认识燃料的热值。

3．通过能量的转化和转移，进一步认识热机效率的概念。

1、做功——改变内能的另一种方式

（1）做功：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功内能减少。

（2）做功使物体的内能改变的实质：其他形式的能量（如机械能）与内能之间的相互转化。

2、内燃机的四个冲程

（1）内燃机是热机的一种，是燃料在汽缸内燃烧的热机，内燃机分为汽油机和柴油机。

（2）汽油机的工作原理：燃料在汽缸中燃烧时，将存储的化学能转变为高温高压的燃气（蒸汽）的内能，

又通过燃气（蒸汽）推动活塞做功，由内能转变为机械能；

（3）汽油机的工作流程：内燃机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的，如图：

①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸；

②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸内燃料混合物，温度升高；

③做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功；

④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。

（4）工作过程中能量的转化：①压缩冲程：机械能→内能；②做功冲程：先是化学能→内能，再由内能→机械能；

（5）一个工作循环中对外做功1次，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈。

3、燃料的热值及其计算

（1）热值概念：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，符号时q。

①对于气体燃料而言，热值的定义是1m3的某种燃料完全燃烧时放出的热量。

②热值是燃料的一种属性。

（2）热值单位：焦/千克（J/kg），读作焦每千克。

（3）公式：Q=mq

M——燃料的质量——单位千克（kg）；

q——燃料的热值——单位焦/千克（J/kg）；

Q——燃烧放出的热量——单位焦耳（J）。

（4）热值的物理意义：热值表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出的热量的多少，如木炭的热值为3.40×107J/kg。

（5）同种燃料的热值相同，不同种燃料的热值不同。

4、热机的效率

（1）定义：用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率，

其表达式为：，由于热机在工作过程中总有能量损失，所以热机的效率总

小于1；

（2）热机在工作过程中造成能量损失的因素有：①燃料很难全部燃烧；②排出的废气带

走能量；③热机部件要散热；④克服运转机件之间的摩擦消耗能量。

（3）提高热机效率的方法：①尽量让燃料充分燃烧；②设法利用废气的能量；③减少能

量损失；④保证良好的润滑。

教材习题01

给你一块冰，你能用哪些方法使其熔化？这些方法中，哪些采用的是做功方式？哪些采用的是热传递方式？

解题方法

①改为物体内能的方法有两种：做功和热传递……

【答案】

教材习题03

用打气筒给自行车轮胎打气打完后摸一摸打气筒底部的外壁，发现很热请用所学的物理知识解释这一现象。

解题方法

①做功可以改变物体的内能，压缩气体做功，内能增大、温度升高。

②摩擦生热，是克服摩擦力做功，物体内能增大、温度升高……

【答案】

教材习题04

简述汽油机工作时机械能与内能相互转化的过程，若一台四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，则该汽油机每秒钟做功多少次？

解题方法

①压缩冲程中机械能转化成内能，做功冲程中内能转化成机械能；在一个工作循环中飞轮转2周，做功一次……

【答案】

教材习题05

随着“西气东输”工程的实施，我们江苏地区已经有不少城市使用天然气取代煤气和液化石油气。请根据你所学的物理知识，并查找相关资料，谈谈这样做有什么好处？

解题方法

①使用天然气取代煤气和液化石油气的好处，可以从环境保护、有效利用能源、节约成本的角度考虑……

【答案】

考点一做功改变物体内能

1．伐木工人在锯大树时，会留下一小部分树干不锯断，在大树树杈上拴一根绳子，绳子另一端打结后栓在远处的树桩上，通过拉动绳子来控制大树倾倒的方向，如图甲所示；图乙为栓在树桩上子的绕绳过程。下列说法正确的是（）

A．锯树时锯条变热的原理与烧水时水变热的原理相同

B．锯条磨得更锋利是为了增大压强

C．该段绳子类似于生活中的滑轮组，可以省功

D．该段绳子类似于生活中的滑轮组，可以省距离

2．2022年4月19