9年级上册物理 机械能与内能的相互转化习题课 逐字稿-2,535字
师:同学们,今天我们一同来学习第十二章机械能和内能第四节机械能与内能的相互转化习题课。本节内容课程标准要求:一、结合实例知道做功的过程就是能量转化或转移的过程;二、了解内能和热量,能从能量转化的角度认识燃料的热值;三、了解热机的工作原理。
之前我们对知识进行了梳理,改变物体的内能有做功和热传递两种方式,它们在改变物体内能上是等效的。做功改变物体内能的实质是机械能和内能的相互转化。
热机是将内能转化为机械能的装置。汽油机的一个工作循环分为四个冲程,分别为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。其中将内能转化为机械能的冲程是做功冲程,将机械能转化为内能的冲程是压缩冲程。热机的一个工作循环,曲轴旋转两圈对外做功一次。燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比,叫做这种燃料的热值,用符号小q表示,单位是焦耳每千克。质量为m的燃料完全燃烧放出的热量,Q放等于m乘以小q。加热效率是指吸收的热量Q吸与燃料完全燃烧放出的热量Q放之比,即η等于Q吸除以Q放乘以百分之百。
接下来我们通过例题巩固新知。在如图的各示例中,属于热传递改变物体内能的是,题干强调关键词“热传递”。正确选项为B选项。改变内能的方式有做功和热传递,做功是能量相互转化的过程,实质是机械能与内能的相互转化。外界对物体做功,内能增大;物体对外界做功,内能减小。热传递是内能的转移过程,形式不变。物体吸热内能增加,物体放热内能减少。选项A中搓、选项C中压、选项D中滑的过程均体现了做功的过程,因此本题正确答案为B选项。了解完改变内能的两种方式的相关知识后,我们来完成练习一。
本题正确答案为B选项。同学们请关注关键词“做功”,答对了吗?接下来看例题2。
如图所示,这是汽油机工作时的做功冲程。从图中可以看出,火花塞处于点燃状态,同时活塞向下运动,这显然是做功冲程的典型表现。当活塞下降时,气缸中的气体内能减少,这是通过做功的方式使气缸内的气体内能发生改变的。汽油机做功冲程时,活塞内可燃气体燃烧膨胀,对外做功,因此内能转化为机械能,内能减少。如果汽油机飞轮转速为3000转每分钟,1秒内完成多少个冲程,活塞往复多少次,对外做功多少次?
通过学习我们知道,汽油机的一个工作循环分为四个冲程,飞轮会转动两圈,活塞往复两次,对外做功一次。因此当飞轮转数为3000转每分钟时,每秒转50转。那么飞轮转动两圈变为每秒转动50圈,同时活塞往复50次,按等比例则工作循环变为25个,冲程变为100个,燃气推动活塞对外做功变为25次。所以同学们在完成此类问题时,请理解“1421”这四个数字代表的含义,再按等比例变化。下面让我们试一试练习二。
如图是汽油机一个工作循环的四个冲程,其中哪个图是将内能转化为机械能的冲程?现有一台四冲程汽油机,飞轮的转速为2400转每分钟。这台汽油机每秒内完成多少个冲程,对外做功多少次?同学们利用刚刚的答题方法答对了吗?巩固过热机的知识后,我们再来看例题3。
下列现象中属于内能转化为机械能的是,题干关键词句“内能转化为机械能”。正确答案为C选项,内能转化为机械能是通过做功实现的。A、B选项均为通过热传递改变内能的。内能转化为机械能时,内能应减少,即物体对外做功。通常情况下,现象表现为温度降低。D选项,锯条在锯木头时会克服摩擦力做功,锯条会变热,即外界对锯条做功,锯条温度升高,因此机械能转化为内能,该选项排除。C选项中火药的燃气燃烧时膨胀,对子弹做功,燃气的内能转化为子弹的机械能。因此,本题正确答案为C选项。请大家再尝试完成练习三。