北师大版九年级物理第十章机械能内能及其转化课件.pptx

教学课件教学课件 物理物理 九年级全一册九年级全一册 北师大版北师大版第十章 机械能、内能及其转化一、机械能飞行的子弹能击穿障碍物；流水能推动竹排。下列各图中有力对物体做功吗？1、能量举高的锤能将桩打入地下；拉开的弓能将箭射出去。1、一个物体如果能对另一物体能对另一物体做功，我们就说它具有能量，简称“能”。2、能量是表示物体做功本领大小的物理量。能量的大小，用能够做功的多少来衡量。3、能的单位：焦（J）。1、下面是几位同学学习了能量概念后，对能量概念的理解，你赞同的说法是（）A.不做功的物体是没有能量的B.不能做功的物体是不具有能量的C.在空中飞行的子弹，因为没有对物体做功，所以不具有能量D.具有能量的物体一定正在做功B随堂练习物体由于运动而具有的能叫动能。球场上奔跑的运动员撞人，飞翔的小鸟能撞毁飞机，滚滚而来的洪水能冲倒房屋，风吹动风车转动。在这些事件发生的过程中，运动员、小鸟、洪水、风都对物体做了功。物体能够做的功越多，它具有的能就越大。2、动能观察与思考：探究动能大小与哪些因素有关进行猜想：动能的大小可能与_和_有关。微风吹过，树梢轻轻摇曳。狂风大作，树干折断。飞来的足球，人们敢用脚去踢。飞来的铅球，我们避让三分。质量速度5.如何比较动能的大小：让运动的小球推纸盒，比较纸盒被推动的距离3.如何改变质量：换用质量不同的小球4.如何改变速度：将小球放在斜面上由静止滑下、改变小球放置在斜面上的高度1.方法：控制变量法、转换法2.实验器材：斜面、小球、木块探究:动能大小与速度的关系让质量相同的小球从同一斜面的不同高度由静止开始下滑。小球的不变，改变小球的。现象：速度大的小球将纸盒推动的距离远。结论：物体的质量一定时，物体的速度越大，动能越大。质量速度探究:动能大小与质量的关系 让不同质量的小球从同一斜面的同一高度由静止开始下滑。小球的不变，改变小球的。现象：质量大的小球将纸盒推动的距离远。结论：物体的速度一定时，物体的质量越大，动能越大。速度质量1、物体由于被举高而具有的能叫重力势能。3、重力势能一定时，物体越高，它具有的重力势能就越多。质量高度相同时，物体越大，它具有的重力势能就越多。高度质量1、物体由于发生弹性形变而具有的能叫弹性势能。2、在一定限度内，弹性形变越大，弹性势能越大。4、弹性势能机械能动能势能重力势能弹性势能5、动能和势能统称为机械能1、汽车空载和满载时以相同速度前进，时的动能大；2、质量较大喜鹊和质量较小燕子在空中飞，如果它们的重力势能相等，的位置高些。3、一辆洒水车在马路上洒水，并匀速前进，它的动能 ，重力势能 ，机械能 。4、“神六”返回舱匀速下降时，它的动能 ，重力势能 ，机械能 。减小减小减小不变减小减小随堂练习满载小燕子下落时：上升时：重力势能动能重力势能动能6.动能和势能可以相互转化例1：过山车从最高点到最低点：能逐渐转变成能。能逐渐转变成能。从最低点到最高点：重力势动动重力势例2：卫星绕地球运转从远地点到近地点：势能最大，动能最小。势能最小，动能最大。势能动能势能动能从远地点到近地点：远地点：高度最大，速度最小近地点：高度最小，速度最大例3：皮球落地又弹起下落过程:撞击过程:恢复过程:上升过程:重力势能动能弹性势能动能弹性势能动能重力势能动能例4：撑杆跳高起跳时:起跳后,撑杆弯曲:运动员上升过程:由于助跑，人具有一定的动能人的动能人的重力势能运动员下落过程:杆的弹性势能杆的弹性势能人的动能和重力势能人的动能例5：跳板跳水板的弹性势能人的动能人的动能人的重力势能第十章 机械能、内能及其转化二、内能打开一瓶香水，一会满屋生香，为什么？蜜蜂怎么寻找花蜜的？情境导入常见的物质都是由大量分子组成的1、物体是由大量的分子组成的一、物质结构的基本图像分子在不停息地做无规则运动两种不同的物质可以自发地彼此进入对方，这种现象称为扩散现象。根据扩散现象，我们可以断定分子是在运动着的。2、分子在不停息地做无规则运动实验结论 组成物质的分子处于永不停息的无规则运动之中。温度越高，分子的运动越剧烈。我们称这种运动为热运动。3、分子间的作用力是什么力使得两块铅块结合在一起？实验观察 1实验观察 2气体被压缩时都会产生“抵抗”，要是压缩液体和固体呢？实验观察 3测力计的示数为什么会变大？实验表明：分子间同时存在引力和斥力。装着开水的暖水瓶，有时瓶塞会弹起来。推动瓶塞的能量来自哪里？情境导入机械能与整个物体的机械运动情况有关，内能与物体内部分子的热运动和分子间的相互作用情况有关，所以内能是不同于机械能的另一种形式的能。二、物体的内能1.构成物体的所有分子，其热运动的动能与分子势能的总和，叫做物体的内能。内能的单位是焦耳（J）因为所有的物体的分子都在不停地做无规则运动，所以一切物体都具有内能。冰山和铁水都有内能吗？一切物体，不论温度高低，都具有内能。炙热的铁水具有内能；冰冷的冰块，温度虽低，其中的水分子任然在做热运动，所以也具有内能。物体温度降低时内能减少，温度升高时内能增加。内能的大小与 和 有关，越高，越大，物体的内能就越大。质量温度温度质量内能的大小与什么有关？2.内能的改变1、关于内能，下列说法中正确的是（）A.温度低于0的物体不具有内能B.物体具有内能，也可以同时具有机械能C.具有机械能的物体不一定具有内能D.内能与机械能是同一种形式的能B随堂练习请同学们一起来判断下列各说法是否正确？1、能是物体做功的本领，所以物体没有做功，就没有能2、温度高的物体，内能一定大3、物体温度升高，内能一定增加4、物体内能增大，温度一定升高（）（）（）（）随堂练习用温度更高的物体使铁丝温度升高温度升高的过程，往往伴随着运动热传递做功使铁丝温度升高1用火烧2太阳晒4用手焐3用手搓5在地上摩擦6用锤敲7反复弯折你怎样让一段50 cm的铁丝温度升高呢？实验结论做功和热传递是改变物体内能的两种方式。3.改变物体内能的两种方式:做功和热传递 在物理学中,把物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量。热量用符号Q表示，热量的单位与能量的单位相同,也是焦(J)。由热量的定义可知:热量只有在热传递过程中有意义。我们只能说物体吸收或放出多少热量,而不能说物体含有或具有多少热量。三、热量1、甲乙两个铁块，甲的温度为50，乙的温度为30，下列说法中正确的是（）A.甲的热量一定比乙的热量多B.甲的内能一定比乙的内能多C.甲的机械能一定比乙的机械能多D.甲的分子无规则运动一定比乙剧烈D随堂练习2.（多选）在下列选项中，物体内能的改变是通过做功实现的是（）A在炎热的夏天，在啤酒中放入一些冰块，啤酒变凉C行驶的汽车，轮胎会变热B太阳能热水器水箱中的水被晒热D划火柴，火柴燃烧CDCD3.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）A.温度高的物体内能一定大 B.物体的温度越高，所含的热量越多 C.内能少的物体也可能将能量传给内能多的物体 D.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变C4.关于“今天天气很热”“摩擦生热”“物体吸热，温度会升高”中热的含义，判断正确的是（）A.温度 温度 热量 B.温度 内能 热量 C.温度 热量 热量 D.温度 内能 内能B祝同学们学有所得！第十章 机械能、内能及其转化三、探究物质的比热容学习目标1了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种特性。2尝试用比热容解释简单的自然现象。新疆有句谚语：“早穿皮袄午穿纱，围着火炉吃西瓜”。海滨从沙漠从 为什么同一纬度的海滨城市和沙漠地区的气温变化会如此大?夏日的太阳火辣辣的，走在沙滩上和海水中有什么不同的感觉吗？生活中的经验：1.分别把一壶水和半壶水烧开，哪个吸热多？2.把一壶20 水加热到50和加热到100，哪次吸热多？结论：同一种物质，吸收的热量跟物体的质量和升高的温度都有关系。问题：对于不同的物质，当物体的质量和升高的温度都相同时，吸收的热量相等吗？物体吸收热量的多少除了与物体的质量、物体升高的温度有关外,还与什么因素有关?探究：质量相等的水和煤油升高相同的温度，吸收的热量还与什么因素关系。:1.加热用的电热器相同；2.加热时间相同注意实验保证吸收的热量相同设计实验思路(1)要研究这个问题,必须保持 和_ 相同,_不同。(2)取两个_ 的烧杯盛放质量相同的两种液体(水和煤油),用 的两个电热器给它们加热使它们升高相同的温度,看它们所用的时间的长短。质量升高的温度物质相同相同水煤油实验:液体质量m/g初温 t0/末温t/升高的温度 (t-t0)/加热时间 t/min水500g20煤油500g20303010102min4min结论:(1)吸收相同的热量,升高的温度的多。(2)升高相同的温度,吸收的热量不等,吸收的热量多。煤油 水实验比热容的实质（1）反映了物质吸热、放热的本领；（2）物质对冷热反应的灵敏程度；比热容越大，吸热或放热本领越强。比热容越小，对冷热反应越灵敏。查比热容表回答下列问题:1.哪种物质的比热容最大?它为多少?3.每种物质都有它的比热容,水与冰的比热容是否相同?4.物质的比热容由 来决定。2.砂石的比热容是多少?它表示什么意思?物质的种类、物质状态意义:1 kg的水温度升高(降低)1 时需要吸收(放出)4.2103焦的热量(Q)。2 kg的水温度升高1 时需要吸收 J的热量(Q)。8.41032 kg的水温度从30 升高到40 时需要吸收 J的热量(Q)。16.8103你会推算物质吸热、放热多少的公式吗？必背必背:c水=4.2103J/（kg.）水的比热容=m t(tt0)cQmcQ吸质量mcQ放(t0t)例一块质量为5千克，温度为10的铁块加热到200，铁块吸收了多少热量？解：Q=cm(t-t0)=0.46103J/（kg.）5kg（200-10）C铁=0.46103J/（kg.）=4.37 105 J答：铁块吸收的热量是4.37 105J练习提高在常温常压下,6107J热量被100kg初温20的水完全吸收后,其水温升高到多少?1.关于比热,下列说法正确的是()A.物体的比热容跟温度有关B.物体的比热容跟物体吸收和放出的热量有关C.物体的比热容是物质本身的一种特性D.物体的质量越大它的比热容越大C C随堂练习2.下列说法正确的是()A.一杯煤油用去一半,它的比热容减为原来的二分之一B.吸收热量多的物质,比热一定大C.高温物体放出的热量一定多D.质量相等的水和煤油,吸收了相同的热量,煤油升高的温度大于水升高的温度D3.在农业生产中,为了保护秧苗夜间不致受冻,傍晚时要向秧田里多灌些水,这是因为水()A.密度大 B.比热容大 C.温度高 D.热膨胀大B“水的比热容大”这一特点在人们的日常生活和生产中有哪些这一特点在人们的日常生活和生产中有哪些重要的应用。重要的应用。1、用冷水冷却物体(冷却剂)2、热水供暖？3.3.调节气候作用汽车发动机用冷水来冷却冬天的散热器用热水取暖水的比热容大，在质量一定的条件下水升高相同温度时，吸热多，用水作冷却剂效果好。水的比热容大，在质量一定的条件下水降低相同温度时,放热量多，用热水水取暖效果好。沿海地区昼夜温差变化不大沿海地区昼夜温差变化不大因为水的比热容大，白天，它吸收的一定热量后，水升高的温度不多；夜晚，它放出一定热量后，水降低的温度不多。思考：体温计中为什么用水银作测温介质?用水可以吗?比热容越小，对冷热反应越灵敏第十章 机械能、内能及其转化四、热机学习目标1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。2、了解柴油机与汽油机工作原理的相同与不同点。概念：将由燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化为机械能的机器，统称为热机。生活中常见的，且与生活息息相关的热机有汽油机和柴油机。一、热机 汽油机和柴油机在我们的生活中起着非常重要的作用，是最常用的热机。它们各自都有自己的特点，我们需要仔细研究一下。汽油机、柴油机工作原理进气门排气门火花塞活塞连杆曲轴气缸二、汽油机结构和工作原理1、吸气冲程:进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。二、汽油机结构和工作原理二、汽油机结构和工作原理2、压缩冲程:进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。3、做功冲程:在压缩冲程未尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气。高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。二、汽油机结构和工作原理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。二、汽油机结构和工作原理汽油机比较轻巧，噪音较低，常用在汽车、飞机和小型农业机械（如插秧机、机动喷雾器）上面。二、汽油机结构和工作原理进气门排气门喷油嘴活塞连杆曲轴气缸三、柴油机结构和工作原理1、吸气冲程:进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，空气进入气缸。三、柴油机结构和工作原理2、压缩冲程:进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气的体积压缩得很小，空气的压强增大，温度升高，该冲程末，缸内空气的温度已经超过柴油的燃点。三、柴油机结构和工作原理3、做功冲程:从喷油嘴喷出雾状柴油，柴油遇到热空气立即燃烧起来，高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。三、柴油机结构和工作原理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。三、柴油机结构和工作原理柴油比汽油便宜，但柴油比较笨重，主要应用在载重汽车、火车、拖拉机、坦克、轮船上，有的地方还用它带动发电机发电。三、柴油机结构和工作原理相同点：1、基本构造和主要部件作用相似。2、每个工作循环都一样，有吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。3、四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。四、比较汽油机和柴油机4、一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。不同点：1、构造不同：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。2、燃料不同：汽油机燃烧汽油，而柴油机燃烧柴油。3、吸气冲程不同：汽油机吸进汽油和空气和燃料混合物，柴油机只吸进空气。4、点火方式不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。四、比较汽油机和柴油机一、热机本课小结通过本节课，你学到了什么？将由燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化为机械能的机器，统称为热机。二、汽油机结构和工作原理三、柴油机结构和工作原理四、比较汽油机和柴油机第十章 机械能、内能及其转化五、火箭助推器一级火箭二级火箭整流罩逃逸塔长征二号 型运载火箭F火箭构造：由壳体和燃料两部分组成。原理：燃料燃烧产生高温高压燃气从尾喷管迅速喷出，火箭就向前飞去。用途：发射探测仪器、常规弹头、核弹头、人造卫星或宇宙飞船，即利用火箭作为运载工具。古代：最早用于战争，火箭的历史已有约900多年。原始火箭火箭是怎样起源的呢？最早的载人火箭的记录是明代一名叫万户的人，他坐在绑有几十支火箭的椅子上。手拿两个大风筝，叫人点燃火箭，想使自己飞上天去，但他失败了，而且为此献出了生命。他的为科学献身的精神是令人敬佩和值得我们学习的。人们为了纪念万户的英雄壮举，把月球上一个环形山命名为“万户山”。火箭的种类 热机的种类很多，如：蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机等，但都是把内能转化为机械能的机器。其中内燃机分为汽油机和柴油机。喷气发动机分为空气喷气发动机和火箭喷气发动机。火箭的原理 原理：利用高温高压气体喷出时的反作用力而向前运动。火箭工作的能量转化：燃料的化学能转化为燃气的内能，燃气的内能转化为火箭的机械能。火箭的结构和特点 现代火箭使用的燃料为液体燃料（液氢），主要有燃料箱、氧化剂、输送装置和尾部喷口组成。现代火箭的特点是功率巨大，不仅可以在高空飞行，还可以飞出大气层。多级火箭可以作为星际航行的运载工具。火箭的利用火箭作为运载工具，每一级火箭完成工作后就会被抛掉，点燃下一级火箭运载任务完成，也就无法再回来，当坠入大气层后，必将与大气摩擦、燃烧、焚毁。所以同一火箭不能多次执行运载任务。人们执行多次空间运载任务时，使用的是航天飞机！发射人造地球卫星运送载人飞船运载空间站运载探测器现代火箭 美国 大力神号 能源号 俄罗斯 欧洲阿丽亚娜日本M系列中国长征系列第十章 机械能、内能及其转化六、燃料的利用和环境保护（一）燃料的种类：固体燃料如：干柴煤等液体燃料如：汽油柴油酒精等气体燃料如：氢气天然气等燃料燃烧过程：化学变化，燃料的化学能转化为内能一、燃料的燃烧讨论：将一壶水放在燃烧的木柴上加热，不久就升温了。现在，我们已经知道这是因为水吸收了热量的缘故。那么这些热量从何而来？是从木柴燃烧时放出的热量来的思考1：5kg的木材和10kg的木材燃烧时放出的热量是否相同？这说明什么？燃料燃烧时放出的热量跟燃料的质量有关同种燃料的质量越大，燃烧时放出的热量越多 三口之家一个月需要的内能，即吸收热量是一定的，这些热量由燃料燃烧放出。用木柴需要150千克，煤只需75千克，而液化气只要30千克。从某种意义上讲，木柴不如煤，煤不如液化气。提问：如何区别燃料之间上差异？二、热值（一）定义某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量（放出的热量）与其质量的比叫做这种燃料的热值（热值用q表示）（二）单位：J/Kg J/m3读法：焦每千克焦每立方米如：干木柴的热值是q=1.3x107 J/Kg物理意义：kg的干木柴完全燃烧放出的热量是1.3x107 J（注：热值是燃料的一种性质，与燃料的质量无关）思考2：用质量相同煤油、酒精、纸屑烧水，水升高的温度不 相同，这说明什么？说明了不同的燃料燃烧放出的热量的本领不相同燃料燃烧放出的热量的多少还与什么因素有关？燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？（1）燃料的质量（2）燃料的种类大量实验表明：1、同种燃料完全燃烧时放出的热量跟它的质量成正比。2、相同质量的不同燃料，在完全燃烧时放出的热量并不相等。想一想:什么是完全燃烧呢?关于完全燃烧 就是燃料全部烧尽的意思，即燃料的燃烧必须与充足的氧气发生完全氧化反应。请同学们通过查看课本中的热值表，回答以下问题：1.哪种燃料的热值最大？2.哪种燃料的热值最小？3.火箭为什么用液态氢做燃料？提问：汽油的热值多大？它的物理含义是什么？汽油的热值是4.6107J/kg，它的物理意义是完全燃烧1kg的汽油放出4.6107J的热量。4.燃料完全燃烧放出热量的计算 已知烟煤的热值是2.9107J/kg，求7kg烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦？（三）公式：思考：燃料燃烧时释放的热量是否被完全利用？三、燃料的有效利用锅炉的效率 锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做锅炉的效率。燃料不能有效利用的原因（）燃料很难完全燃烧。（）燃料利用过程有热量损失。提高锅炉效率的方法（）让燃料尽量充分燃烧如把煤磨成粉，用鼓风机吹进炉膛。（）尽量减少热量损失如加大受热面积，减少烟气带走的热量。环境保护 煤、石油等燃料往往含有杂质，在燃烧时会产生二氧化硫、氮氧化物等有害气体，燃烧不充分时，还会产生烟尘和一氧化碳等。二氧化硫、氮氧化物经化学变化溶于水形成酸雨，使水、土壤酸化，对植物建筑物和金属构件造成严重危害。