1、完整word版届九年级中考复习浙教版科学讲义九年级上册13能的转化和守恒第13课时能的转化与守恒一、机械能(a)1动能和势能(1)动能是物体由于运动而具有的能。动能的大小与物体的质量和运动速度有关，物体的质量越大，运动速度越快，其动能越大。(2)重力势能是物体由于被举高而具有的能。重力势能的大小与物体的重力和被举高的高度有关，物体的重力越大(质量越大)，被举高的高度越高，其重力势能越大。(3)弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能。同一物体在一定限度内弹性形变越大，弹性势能越大。在相同的形变程度下，不同的物体弹性势能不同。(4)动能和势能之和称为机械能。【知识拓展】1物体具有能，但不一定要做
2、功。2动能和重力势能的大小及其影响因素可分别用公式E动mv2/2和E势Ghmgh来帮助理解，但这两个公式不要求计算。2动能和势能的转化(1)动能和重力势能的转化单摆、滚摆等一定质量的物体加速下降过程中，动能增大，重力势能减小，重力势能转化为动能；减速上升过程中，动能减小，重力势能增大，动能转化为重力势能。(2)动能和弹性势能的转化弹簧的一端固定，另一端带着小球做弹性运动时，弹簧的弹性势能和小球的动能之间可以相互转化。(3)探究动能与重力势能的大小可利用控制变量法设计对照实验。比较动能和重力势能的大小可利用转化法进行观察。(4)机械能守恒：一个物体在动能和势能转化过程中，若不考虑因摩擦等因素引起
3、的能量损失，则机械能守恒。二、分子的热运动与内能(a)1含义：分子运动论观点认为：物质是由大量微观粒子(包括分子、原子和离子)构成的。这些微观粒子都在不停地做_无规则_的热运动。微观粒子之间有_间隔_，微观粒子之间存在着_相互作用力_(包括引力和斥力)。分子热运动的快慢宏观上表现为温度的高低，温度越高热运动越快。物体具有内能就是因为物体内部大量的微观粒子做无规则运动。温度越高，微观粒子运动越快，物体的内能越大。【知识拓展】1同一物体，温度越高内能越大。不同物体的内能多少无法比较。2物体吸收热量，内能一定增加，但温度不一定升高，如冰块吸热熔化过程中，内能增加，但温度不变。2内能的改变(1)改变物
4、体内能的途径有_做功_和_热传递_。摩擦生热、压缩气体等都是对物体做功，可以增加物体的内能；高温气体(如水蒸气)将瓶塞冲出，是物体(气体)对外做功，物体的内能减少。对物体加热可以增加物体内能，对物体冷却可以减少物体内能。这是通过热传递改变物体的内能。(2)热传递的量度热传递是物体间的能量转移，发生转移的能量称为热量，用Q表示。热量的计算公式：_Qcmt_。公式中的c是物质的比热容，简称比热，单位是J/(kg)。水的比热容是_4.2103_J/(kg)_。公式中的t指物体热传递前后的温差。【知识拓展】内能和热量是完全不同的概念。内能指一个物体内部所有分子运动的动能和势能总和。热量是指热传递或能量
5、转化过程中，转移或转化的能量多少。可以类比说明：一个水库中的总水量可看作是“内能”，而“热量”可看作是水库水坝放出来的水量。3热值与热机(1)热值_1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量_称为热值。热值是评价一种燃料品质的重要指标。热值可用q来表示，单位是J/kg(如果是气体燃料时，单位一般用J/m3)。热值计算时可用：Qmq(气体燃料计算时用：QVq)(2)汽油机的工作过程汽油机是重要的内燃机之一。所有内燃机的能量转化方式都是将内能转化为机械能。汽油机的主要结构有汽缸、活塞、连杆、曲轴、火花塞等。汽油机工作过程一个周期分为四个冲程：_吸气_冲程、_压缩_冲程、_做功_冲程、_排气_冲程。其中吸气
6、冲程吸入的是经化油器而来的汽油和空气的混合气体；压缩冲程时活塞对混合气体做功，混合气体内能增大温度升高；做功冲程时火花塞点火，汽油燃烧放热，推动活塞向外运动，该冲程将内能转化为机械能；排气冲程将燃烧后的废气排出汽油机。【知识拓展】1燃料的“完全燃烧”指燃料中的碳元素全部变成二氧化碳，氢元素全部变为水。燃料的热值不需要记忆。2汽油机一个工作周期，曲轴转两圈，做功一次。3从图中识别汽油机工作过程的四个冲程，要注意观察的细节是：活塞的上下运动情况、进气门和出气门的打开和关闭情况、火花塞是否点燃等。三、核能的利用(a)核能指原子核在转变过程中所释放出的能量。又称为原子能等。核反应包括_重核裂变_和_轻
7、核聚变_两种类型。四、能量的转化与守恒(a)能量可以相互转化或转移。能量的转化过程会改变能量的形式；能量的转移过程能量的形式不变。能量的转化和守恒定律：_能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体上，在转移和转化过程中，能量的总量保持不变_。能量的转化和转移都是具有_方向性_的。类型一能的转化与守恒定律典例1 2019台州立定跳远时的动作分解如图，在此过程中运动员(D)图131A上升时，动能减小，势能减小B上升时，动能增大，势能增大C下落时，势能增大，动能减小D下落时，势能减小，动能增大【解析】 立定跳远的过程中，运动员上升时，动能减小，重力势
8、能增大；下落时，动能增大，重力势能减小。跟踪训练1 2019杭州富阳区期中如图所示，小球在A点由静止开始释放向右侧摆动，B点是小球摆动的最低点，C点是小球摆到右侧的最高点，且A、C两点到B点的竖直距离hAhC。下列说法中不正确的是(C)图132AA点的机械能最大B小球的机械能总量逐渐变小C小球的机械能总量保持不变D小球的动能和重力势能可以相互转化类型二探究动能大小的影响因素典例2 2019杭州押题某同学在探究“物体动能大小与哪些因素有关”的实验中，所用的实验装置如下图所示。A为小球，B为木块。图133次数小球的质量m小球下落的高度h小球到达底端的速度v木块移动的距离s(cm)小球的动能Ek1大
9、h0v060.8最大2中h0v048.2大3小h0v024.5较小(1)根据该同学设计的实验数据表格，可以看出，他的猜想是：物体动能大小与_质量_有关。(2)本实验中，小球下落的高度h都放置为h0的目的是_控制小球刚进入水平面时的(初)速度相同_。(3)如果第1次实验中，木块运动到了长木板的末端之外，在不更换实验器材的条件下，解决的办法是：_降低小球开始下落时的高度(h)_。跟踪训练2 2019嘉兴秀洲区校级一模小明用如图所示的装置探究“动能的大小与哪些因素有关”，实验步骤如下：.将质量为m的小球从光滑斜面的A处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图
10、甲所示。图134.将质量为m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图乙所示。.将质量为2m的小球从光滑斜面的B处由静止释放，滚下后与放在水平面上的木块相碰，木块在水平面上移动一段距离后静止，如图丙所示。根据上述三次实验，回答下列问题：(1)本实验采用转换法，实验中是通过观察_小木块移动的距离_来判断小球的动能大小。(2)选用甲、乙两图来分析，是为了探究动能大小与_速度_的关系。(3)分析乙、丙两图，得到的实验结论是_速度相等时，质量越大动能越大_。类型三探究势能大小的影响因素典例3 2019金华校级一模某学校“牛顿小组”的同学在探
11、究重力势能的实验中用到三个体积相同的小球，它们的质量关系为m1m2m3，实验的情景如图所示(h1h2h3)。图135(1)通过观察小球陷入细沙的深度来反映重力势能的大小，应用的科学方法是_转换法_(选填“转换法”或“类比法”)。(2)分析甲、乙两种情况可知，重力势能的大小与物体的_质量_有关。(3)小铁球m3落入细沙后，速度不断减小直至静止，它的机械能转化为_内_能。(4)同学们还发现小球离地面越高，下落到地面所用的时间越长，他们测出了小球自由下落高度h和下落时间的平方t2的数据如下表，分析数据，写出h与t2的关系式为_h4.9t2_。实验次数123456h(m)2.454.97.359.81
12、2.2514.7t2(s2)0.51.01.52.02.53.0跟踪训练3 2019杭州富阳区二模在探究“弹性势能的大小跟哪些因素有关”时，小明提出如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；图136猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关。为此，小明选用长度和粗细分别相同，但材料不同的两根弹簧A和B、小球、木块等器材，利用如图所示的实验装置进行实验。实验数据记录如表：序号弹簧簧长度(cm)被压缩后弹木块移动距离s(cm)弹簧A5弹簧A8弹簧B5弹簧B8为探究猜想二，可选用实验序号和_记录的数据进行比较。_两次木块移动的距离不同_，则说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关。小金认为为了减
13、小木块与水平面之间的摩擦，应该尽可能用光滑的材料做实验，你认为他的观点对吗？为什么？答：_不对，因为光滑水平面上木块不能停止运动，得不到实验结果_。若在第、次实验中采用了质量不同的光滑的小球，能得到正确的实验结论吗？为什么？答：_能，因为小球的动能是由弹簧的弹性势能转化来的，所以小球的动能大小取决于弹簧的弹性势能，与小球的质量大小无关_。类型四机械能的转化典例4 2019绍兴某工厂发货传输分拣线示意如图，等间距排列的相同货物先被传送带匀速运送到工作台，在工作台AB上匀速下滑时被扫描，后滑至水平工作台BC，最后在C点静止时被机械手臂取走进行分类。传送带与AB、AB与BC都平滑连接，AB与BC材料
14、相同，且长度均为1m，空气阻力忽略不计。图137(1)若货物对AB的压力小于对BC的压力，则货物在AB上减小的机械能_小于_(选填“大于”“等于”或“小于”)在BC上减小的机械能。(2)若机械手臂每隔3s取走一件货物，传送带运动的速度为0.8m/s，为防止货物的碰撞与堆积，货物之间的距离d至少为_2.4_m。【解析】 (1)货物对AB压力小于对BC的压力，所以货物在AB段受到的摩擦力小于在BC段受到的摩擦力，ABBC，根据Wfs可知，货物在AB段克服摩擦做的功小于BC段，即货物在AB上减小的机械能小于在BC上减小的机械能。(2)货物之间的间距至少为3s内传送带移动的距离，dvt0.8m/s3s
15、2.4m。跟踪训练4 2019平阳模拟如图甲所示原长为l的橡皮筋一端固定在O点，另一端悬挂一个质量为m的小钢球，将钢球从O点释放，钢球运动到A点后开始向上返回，O、A两点间距离为2l。钢球从O点运动到A点的过程中：图138(1)重力做功为_2mgl_。(2)能表示其动能Ek随运动距离s变化关系的图像是图乙中的_D_。类型五内能的转化典例5 2019宁波下列都是教材中的实验，其中为了说明“对物体做功，物体内能增加”的是(D)图139A图甲：手帕摩擦塑料丝后，塑料丝散开B图乙：缝衣针与磁铁摩擦后，有了磁性C图丙：加热后，水蒸气把木塞冲出试管D图丁：迅速下压活塞后，浸过乙醚的棉花燃烧【解析】 C项水
16、蒸气把木塞冲开，水蒸气对木塞做功，水蒸气内能减小。D项活塞对内部空气做功，空气内能增加，温度达到可燃物的着火点，可燃物燃烧。跟踪训练5 2019杭州萧山区模拟关于物体的内能，下列说法中正确的是(A)A物体的内能增加，不一定是从外界吸收了热量B0的冰熔化成0的水内能不变C汽油机的压缩冲程是把内能转化为机械能D热量总是从内能大的物体向内能小的物体转移类型六热机与热值典例6 2019湖州我们经常会看到一边行驶一边向空中喷雾的汽车，人们形象地将它称为雾炮车(如图)。喷向空中的水雾能使尘埃粒子快速沉降到地面，起到净化空气的作用。 图1310(1)喷向空中的水雾，有许多在掉向地面之前已经在空中散失了，还能
17、起到降温作用。其原理是_汽化(蒸发)吸热_。(2)该雾炮车的发动机是柴油机。柴油机四个冲程中的_做功_冲程实现了内能转化为机械能，从而驱动雾炮车前进。【解析】 (1)水雾散失了，说明变为气态的水蒸气留存在空气中，因此发生的是水的蒸发，蒸发需要吸收热量，起到降温效果。(2)做功冲程中，柴油燃烧释放热量，汽缸内气体膨胀，推动活塞做功，属于内能向机械能的转化。跟踪训练6 2019杭州对于同一物态的某种物质，根据c得知(D)A比热跟热量成正比B比热跟质量成反比C比热跟温度变化成反比D吸收或放出的热量跟质量与温度变化的乘积之比是个恒量【解析】 比热容是物质的一种特性，只与物质的种类和状态有关，与其他因素
18、无关。12019湖州南浔区一模2018年3月2日，电影厉害了，我的国在全国各大影院火爆上映。特别是作为大国工程“一带一路”国家名片的“华龙一号”核电机组(如图)，代表创新成果的人造太阳，在影片中亮相，再次彰显了大国实力。下列关于“华龙一号”核电中核能说法正确的是(C)图1311A核能直接转化为电能B该原理与太阳释放能量的原理相同C利用核裂变原理D核能是原子内部的化学反应释放出来的能量22019杭州校级模拟下列关于温度、内能和热量的说法，正确的是(D)A在物体与外界没有热传递的情况下，一个物体对外做了功，内能可能不变B物体温度越高，所含热量越多C物体的机械能越多，其内能就越多D相同质量的两个物体
19、，升高相同的温度，内能的增量不一定相同32019德清模拟网球落到水平地面后又会跳起来。如图是用频闪照相机拍摄的记录一只网球落地后运动过程的照片，照片中位置1和位置2高度相等，位置3高于位置1和2。则(B)图1312A该网球在位置1、2和3的机械能相等B该网球在位置1、2和3时，位置3的动能最小C该网球在位置1、2和3时，位置3的重力势能最小D该网球在位置1、2的机械能相等，在位置3的机械能最大42019杭州滨江区二模在水平地面上铺一张纸，将皮球表面涂黑，使其分别从不同高度处自由下落，在纸上留下黑色圆斑A、B，如图所示。若要判断哪一个圆斑是皮球从较高处落下形成的，正确、合理的分析思路是(C)图1
20、313球在和地面接触的过程中动能转化成的弹性势能较大球的形变量较大，在地面上形成的圆斑较大球下落过程中重力势能转化为动能球在较高处具有较大的重力势能球在接触地面前具有较大的动能A BC D52019黄冈非物质文化遗产画“糖人”，是我国的一种民间艺术。其作画过程是：艺人先将红(白)糖放在热锅里，由于_热传递_(选填“做功”或“热传递”)，糖的内能增大，温度升高而熔化。然后用小勺子将糖汁淋在玻璃上或刻画有戏曲人物、小动物等的造型模板上，待糖汁_凝固_(填物态变化名称)后，栩栩如生的“糖人”就制成了。图131462019金华模拟某实验小组的同学用如图所示的装置探究“质量对物体动能大小的影响”。他们将
21、钢球用绳系着，从某一高度由静止释放。钢球摆到竖直位置时，撞击水平木板上的木块，将木块撞出一段距离。经过实验，获得三组数据，如下表：实验次数钢球质量(g)钢球下摆高度(cm)木块滑行距离(cm)1202030240205836020(1)钢球动能的大小是通过观察_木块在水平木板上运动的距离_来判断的。(2)在第3次实验中，木块被撞后滑出木板，需要改进方案并只重做第3次实验。下面有几种建议，你认为可行的是_A_。A甲同学建议换用一块更长的同样木板B乙同学建议换一个较大的木块C丙同学建议降低钢球下摆的高度D丁同学建议换用适当质量的钢球(3)通过本实验可得出的结论是：_当速度相同时，质量越大，动能也越大_。(4)科学研究方法有许多，如“控制变量法”“模型法”“类比法”“转换法”和“等效替代法”等，本实验采用的研究方法有控制变量法和转换法，下列实验也同时采用这两种科学方法的有_ABD_。A研究影响导体电阻大小的因素B研究影响压力作用效果的因素C研究电流与电压、电阻的关系D研究电流产生的热量与哪些因素有关
