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第十二章机械能和内能
一、复习目标
（1）认识到运动的物体能做功，具有动能；知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关；性势能和重力势能的概念和决定因素；机械能及机械能的单位。
（2）了解内能的概念；在热传递过程中，物体吸收（放出）热量，温度升高（降低），物体的内能发生改变。了解热量的概念，热量的单位是焦耳。
（3）了解比热容的概念；知道比热容的单位；学会查比热表，用比热容解释简单的物理现象。
（4）认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其他形式能向内能的转化过程。观察、分析内能转化为机械能的实例，知道热机的工作原理。会进行燃料燃烧放热的简单计算。
二、课时安排
2课时
三、教学重难点
决定动能、弹性势能、重力势能大小的因素；内能、热量概念的建立，改变物体内能的途径；对比热概念的理解；做功是改变物体内能的另一种方式。
四、教学过程
（一）知识梳理
1．动能和重力势能的概念和影响动能大小的因素。动能与势能的相互转换。
2．内能的概念和影响内能大小的因素；改变物体内能的两种方式：做功和热传递。
3．比热容的定义、公式和单位。比热容表查询和比热容的相关计算。
4．做功可以改变内能，内能与机械能的相互转换，热机的工作原理（四个冲程）。
（二）题型、方法归纳
选取经典选择题以及问答题形式，给学生讲解，以促进学生对所学知识的充分理解与掌握。采用启发、诱思、讲解和讨论相结合的方法使学生充分掌握这一章节的知识。
（三）典例精讲
例1、如图，人造地球卫星在大气层外沿椭圆轨道环绕地球运行，有近地点和远地点，下列说法正确的是（　　）
A．卫星在远地点时速度为零，动能为零
B．卫星从近地点向远地点运动，动能增大，势能减小
C．卫星在大气层外运行，不受空气阻力，因此机械能守恒
D．卫星从远地点向近地点运动，动能增大，势能减小，机械能减小
【解析】A．卫星在远地点时速度最小，但速度不为零，所以其动能不为零，故A错误；
B．卫星从近地点向远地点运动时，速度变小，相对高度变大，则动能减小，势能增大，故B错误；
C．卫星在太空，运行过程中没有空气阻力，没有能量的损失，机械能是守恒的，故C正确；
D．卫星从远地点向近地点运动，相对高度变小，势能减小，势能转化为动能，动能增大，机械能不变，故D错误．
故选C．
例2、如图所示是古人锻造铁器的过程，关于改变物体内能的方式，下列说法中正确的是（　　）
A．加热和锻打属于热传递，淬火属于做功
B．加热属于热传递，锻打和淬火属于做功
C．加热和淬火属于热传递，锻打属于做功
D．加热和淬火属于做功，锻打属于热传递
【解析】用铁锤锻打工件，工件会发热，属于做功改变物体内能；用火对铁器加热，铁器从火中吸收热量，把铁器放在水中淬火，铁器向水中放热，所以加热和淬火属于热传递改变物体内能，故C正确．
故选C．
例3、已知水的比热为4.2×103焦/（千克 ℃），若把一壶质量为2千克的冷水，从20℃加热到100℃，需吸收热量（　　）
A．8.40×105焦 B．6.72×105焦 C．3.36×105焦 D．1.68×105焦
【解析】水吸收的热量：
Q吸=cm（t-t0）
=4.2×103J/（kg ℃）×2kg×（100℃-20℃）=6.72×105J；
故选：B．
例4、内能转化为机械能的是（　　）
A．人造卫星的运载火箭点火发射，火箭升空
B．水从高处冲下，带动水轮机转动
C．用酒精灯对铜棒加热
D．流星在地球大气层中焚烧
【解析】A、人造卫星的运载火箭点火发射，将燃料的化学能转化为内能；火箭升空的过程，又将内能转化为火箭的机械能．符合题意．
B、水从高处冲下，将重力势能转化为动能，然后带动水轮机转动，不符合题意．
C、用酒精灯对铜棒加热，是将热量传递给铜棒，属于热传递现象，不符合题意．
D、流星与空气摩擦时，需要克服摩擦力做功，温度急剧升高而焚烧，先是将机械能转化为内能，然后又将化学能转化为内能．不符合题意．
故选A．
（四）归纳小结
1、物体由于运动而具有的能量，叫做动能。运动的物体速度越大，质量越大，它具有的动能就越多。重力势能：物体由于位置高而具有的能量。高度相同时,物体的质量越大，重力势能越大。质量相同时,物体被举得越高重力势能越大。弹性势能：物体由于弹性形变而具有的能量。主要决定因素：弹性形变的大小。动能和势能统称为机械能，它们是可以相互转化的。机械能的单位是焦耳（J）。
2、微观上，在初步给出分子的动能和势能的基础上，定义物体内部所有分子做无规则运动的动能和势能的总和，叫做物体的内能。单位焦耳(J)。一切物体都有内能，内能的大小与温度有关。温度越高，内能越大，任何温下的物体都有内能。物体的内能与温度有关，温度越高，内能越大。改变内能的两种方式：做功和热传递。
3、单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容。
公式：Q：吸收的热量 m：物体的质量 t：升高的温度。比热容的单位：在国际单位制中，比热容的单位是焦／（千克·℃)，读作焦每千克摄氏度。符号：J/(kg·℃) 比热容的相关计算。
4、做功和热传递是改变物体内能的两种方式。热机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。压缩冲程中能量转化：机械能转化为内能；做功冲程中能量转化：内能转化为机械能。除做功冲程外，其余三个冲程要靠曲轴的惯性来完成。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“q”，单位：J/kg。公式： Q为放出的热量，m为燃料的质量。
五、板书设计
1.动能和势能（两种）的定义和影响因素。
2.内能的定义和特点；改变物体内能的方法。
3.物质的比热容的定义、公式和单位；相关的计算。
4.做功可以改变内能。热机的四个冲程；燃料的热值定义、公式和单位以及相关计算。
六、作业布置
完成单元检测
七、教学反思
借助多媒体形式，使同学们能直观感受本章重点内容，以促进学生对所学知识的充分理解与掌握。采用启发、诱思、讲解和讨论相结合的方法使学生充分掌握这一章节的知识。进行多种题型的训练，使同学们能灵活运用本章重点内容。

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