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1.机械能与内能的区别
内能与物体内分子的运动和分子间的相互作用有关,和物体的机械运动无关。机械能指物体的动能和势能的总和,与物体的质量、物体的运动速度、物体所处的高度以及物体的弹性形变的大小有关,是由物体的整个运动状态和物体间的相互位置决定的,与物体内部分子的运动无关。一切物体都有内能,但不是所有物体都具有机械能,如静止在公路上的汽车,它的机械能为0,但它有内能。
例1甲、乙两个冰块的质量相同,温度均为0℃。甲冰块位于地面静止,乙冰块静止在10米高处。这两个冰块()。
A. 机械能一样大 B. 甲的机械能大
C. 内能一样大 D. 乙的内能大
解析:甲、乙两个冰块的质量相同,且都静止,但乙的高度大于甲的高度,则乙的机械能大;甲和乙两物体的状态是相同的,温度也相同,则内能一样大。
答案:C。
2.机械能与内能的转化
内能与机械能是两种不同形式的能量,它们可以相互转化,如内燃机可以将内能转化为机械能,克服摩擦力做功则把机械能转化为内能。
例2如图1所示,一个小朋友从滑梯的顶端匀速地滑到滑梯的底部,在这个过程中,该小朋友具有的机械能(填“增大”、“不变”或“减小”);能的转化情况是。
解析:小朋友匀速地滑到滑梯的底部,动能不变,重力势能减小,所以机械能减小,克服摩擦力做功把机械能转化为内能。
答案:减小 ,机械能转化为内能。
3.机械能与做功
做功的过程是能量的一个转化过程,这个过程做了多少功,就有多少能量发生了转化。不考虑空气阻力且只有重力做功时,重力势能减小、动能增加,机械能的总量保持不变。
例3图2为农用扬场机的示意图。谷物脱粒后,谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮W和皮带的带动下被抛出,谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同,从而形成1、2、3三堆,达到分离的目的。其中1是,2是 。从能量的角度看,它们在运动过程中能够分离,是因为。
解析:被抛出时谷粒、糠皮、碎石的速度是相同的,糠皮质量小,则其动能小,克服空气阻力做功的能力弱,运动的距离近。
答案:糠皮,谷粒,糠皮质量小、动能小、克服空气阻力做功的能力弱。
4.内能与做功
改变物体内能的方式有两种——做功和热传递。对物体做功,物体的内能增大;物体对外做功,内能减小。做功和热传递在改变物体的内能上等效,但二者是有本质区别的。做功改变物体的内能是机械能与内能之间的相互转化,而热传递是内能由高温物体向低温物体转移,或者由同一物体的高温部分向低温部分转移。
例4做功和热传递都能改变物体的内能。在下列实例中,属于通过做功方式改变物体内能的是( )。
A.用火烧水时水温升高
B.棉被被太阳晒得暖暖的
C.烧红的铁块浸入水中,温度很快降低
D.两手相互摩擦,手心发热
解析:A和B选项都是通过热传递的方式使物体的内能增加;C选项是通过热传递的方式使物体的内能减少;D选项中物体克服摩擦力做功,内能增加。
答案:D。
5.机械能与电能
机械能可以转化为电能,如发电机;电能也可以转化为机械能,如电动机。
例5依据图3甲所示的现象为原理可以制成 机,是将 能转化为能;依据图3乙所示的现象为原理可以制成机,是将 能转化为 能。
解析:甲图中,闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动,产生感应电流,为电磁感应现象;乙图中,通电导体在磁场中受力运动。从能量转化的角度来看,甲图为机械能转化为电能;乙图为电能转化为机械能。以甲图所示的现象为原理可以制成发电机,以乙图所示的现象为原理可以制成电动机。
答案:发电,机械,电,电动,电,机械。
6.内能与电能
电流通过导体时要发热,这是电流的热效应,这一过程将电能转化为内能。
例6有些家用电器在使用过程中,温度过高会损坏电器。在下列家用电器中,要防止电热产生危害的是( )。
A.电饭煲 B.电热水器
C.电熨斗 D.电视机
解析:利用电流做功将电能转化为内能的装置,统称为电热器,即利用电热工作的用电器。电饭煲、电热水器、电熨斗都是将电能转化为内能的用电器,电视机则将电能转化为声能和光能,温度过高容易烧坏其电路元件。
答案:D。
7.机械能与地理
例7图4为一高山的等高线图,某登山运动员从A点到达B点时,下列说法正确的是( )。
A.运动员的体重变大
B.运动员的重力势能减小
C.运动员烧水时,水的沸点升高
D.运动员携带的气压计的示数减小
解析:由图可知,A点的高度为1 000m,B点的高度为2 000m,从A点到达B点的运动实际上是由低处到高处的运动, 运动员的重力势能要增大,气压要减小,水的沸点要降低。
答案:D。
8.内能与化学
例8天燃气的主要成份是甲烷,写出甲烷燃烧的化学方程式 ,甲烷燃烧的过程是将能转化为 能。
解析:甲烷燃烧是一种化学变化,燃烧后生成二氧化碳和水,燃烧过程是将化学能转化为内能。
答案:CH4+2O2CO2+2H2O,化学, 内。
内能与物体内分子的运动和分子间的相互作用有关,和物体的机械运动无关。机械能指物体的动能和势能的总和,与物体的质量、物体的运动速度、物体所处的高度以及物体的弹性形变的大小有关,是由物体的整个运动状态和物体间的相互位置决定的,与物体内部分子的运动无关。一切物体都有内能,但不是所有物体都具有机械能,如静止在公路上的汽车,它的机械能为0,但它有内能。
例1甲、乙两个冰块的质量相同,温度均为0℃。甲冰块位于地面静止,乙冰块静止在10米高处。这两个冰块()。
A. 机械能一样大 B. 甲的机械能大
C. 内能一样大 D. 乙的内能大
解析:甲、乙两个冰块的质量相同,且都静止,但乙的高度大于甲的高度,则乙的机械能大;甲和乙两物体的状态是相同的,温度也相同,则内能一样大。
答案:C。
2.机械能与内能的转化
内能与机械能是两种不同形式的能量,它们可以相互转化,如内燃机可以将内能转化为机械能,克服摩擦力做功则把机械能转化为内能。
例2如图1所示,一个小朋友从滑梯的顶端匀速地滑到滑梯的底部,在这个过程中,该小朋友具有的机械能(填“增大”、“不变”或“减小”);能的转化情况是。
解析:小朋友匀速地滑到滑梯的底部,动能不变,重力势能减小,所以机械能减小,克服摩擦力做功把机械能转化为内能。
答案:减小 ,机械能转化为内能。
3.机械能与做功
做功的过程是能量的一个转化过程,这个过程做了多少功,就有多少能量发生了转化。不考虑空气阻力且只有重力做功时,重力势能减小、动能增加,机械能的总量保持不变。
例3图2为农用扬场机的示意图。谷物脱粒后,谷粒、糠皮及少量碎石的混合物在快速转动的轮W和皮带的带动下被抛出,谷粒、糠皮、碎石落地的远近不同,从而形成1、2、3三堆,达到分离的目的。其中1是,2是 。从能量的角度看,它们在运动过程中能够分离,是因为。
解析:被抛出时谷粒、糠皮、碎石的速度是相同的,糠皮质量小,则其动能小,克服空气阻力做功的能力弱,运动的距离近。
答案:糠皮,谷粒,糠皮质量小、动能小、克服空气阻力做功的能力弱。
4.内能与做功
改变物体内能的方式有两种——做功和热传递。对物体做功,物体的内能增大;物体对外做功,内能减小。做功和热传递在改变物体的内能上等效,但二者是有本质区别的。做功改变物体的内能是机械能与内能之间的相互转化,而热传递是内能由高温物体向低温物体转移,或者由同一物体的高温部分向低温部分转移。
例4做功和热传递都能改变物体的内能。在下列实例中,属于通过做功方式改变物体内能的是( )。
A.用火烧水时水温升高
B.棉被被太阳晒得暖暖的
C.烧红的铁块浸入水中,温度很快降低
D.两手相互摩擦,手心发热
解析:A和B选项都是通过热传递的方式使物体的内能增加;C选项是通过热传递的方式使物体的内能减少;D选项中物体克服摩擦力做功,内能增加。
答案:D。
5.机械能与电能
机械能可以转化为电能,如发电机;电能也可以转化为机械能,如电动机。
例5依据图3甲所示的现象为原理可以制成 机,是将 能转化为能;依据图3乙所示的现象为原理可以制成机,是将 能转化为 能。
解析:甲图中,闭合电路的一部分导体在做切割磁感线运动,产生感应电流,为电磁感应现象;乙图中,通电导体在磁场中受力运动。从能量转化的角度来看,甲图为机械能转化为电能;乙图为电能转化为机械能。以甲图所示的现象为原理可以制成发电机,以乙图所示的现象为原理可以制成电动机。
答案:发电,机械,电,电动,电,机械。
6.内能与电能
电流通过导体时要发热,这是电流的热效应,这一过程将电能转化为内能。
例6有些家用电器在使用过程中,温度过高会损坏电器。在下列家用电器中,要防止电热产生危害的是( )。
A.电饭煲 B.电热水器
C.电熨斗 D.电视机
解析:利用电流做功将电能转化为内能的装置,统称为电热器,即利用电热工作的用电器。电饭煲、电热水器、电熨斗都是将电能转化为内能的用电器,电视机则将电能转化为声能和光能,温度过高容易烧坏其电路元件。
答案:D。
7.机械能与地理
例7图4为一高山的等高线图,某登山运动员从A点到达B点时,下列说法正确的是( )。
A.运动员的体重变大
B.运动员的重力势能减小
C.运动员烧水时,水的沸点升高
D.运动员携带的气压计的示数减小
解析:由图可知,A点的高度为1 000m,B点的高度为2 000m,从A点到达B点的运动实际上是由低处到高处的运动, 运动员的重力势能要增大,气压要减小,水的沸点要降低。
答案:D。
8.内能与化学
例8天燃气的主要成份是甲烷,写出甲烷燃烧的化学方程式 ,甲烷燃烧的过程是将能转化为 能。
解析:甲烷燃烧是一种化学变化,燃烧后生成二氧化碳和水,燃烧过程是将化学能转化为内能。
答案:CH4+2O2CO2+2H2O,化学, 内。