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(共23張PPT)
12.4 機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（第3課時(shí)）
蘇科版九年級(jí)上冊(cè)
內(nèi)容總覽
課標(biāo)要求
01
學(xué)習(xí)目標(biāo)
02
探究新知
03
典例分析
04
課堂總結(jié)
05
當(dāng)堂檢測(cè)
06
目錄
2022新課標(biāo)要求
3.3.1 從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值。
3.3.3 了解熱機(jī)的工作原理，知道內(nèi)能的利用在人類社會(huì)發(fā)展史中的重要意義。
3.5.2 從能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度認(rèn)識(shí)效率。
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1 吸放熱公式的理解和使用。
2 燃料燃燒放熱公式的理解和使用。
3 會(huì)計(jì)算加熱器的加熱效率。
4 會(huì)計(jì)算汽車的效率。
新知導(dǎo)入
知識(shí)回顧
1、什么叫機(jī)械效率？
有用功與總功的比值叫機(jī)械效率。
2、什機(jī)械效率為什么一定小于100%？
因?yàn)轭~外功總是存在的。
新知導(dǎo)入
知識(shí)遷移
1、煤爐燒水時(shí)，燃燒放出的熱量能全部被水吸收嗎？為什么？
不能，因?yàn)橛袩崃可⑹А?br/>2、猜想一下，什么叫煤爐的效率？
探索新知
一、爐灶的熱效率
1、定義：爐灶加熱時(shí)被所加熱物體吸收的熱量和爐灶用的燃料完全燃燒放出的熱量之比。
2、公式：
3、公式中Q吸＝______________，Q放＝______或______。
cm△t
mq
vq
探索新知
二、熱機(jī)的效率
探索新知
二、熱機(jī)的效率
1、定義：熱機(jī)用來(lái)做有用功的那部分能量，和燃料完全燃燒放出的熱量之比。
2、公式：
3、熱機(jī)效率較低的原因：
典例分析
例1．如圖為甲、乙兩汽油機(jī)的數(shù)據(jù)。兩者相比，甲汽油機(jī)（　　）
A．熱機(jī)效率較大
B．熱機(jī)效率較小
C．產(chǎn)生的有用機(jī)械能較少
D．產(chǎn)生的有用機(jī)械能較多
B
典例分析
例2．汽油機(jī)的效率是30%，柴油機(jī)的效率是45%，如果它們的功率相同，那么在相等的時(shí)間內(nèi)完全燃燒的汽油和柴油產(chǎn)生的熱量之比是（　　）
A．3:2 B．1:1 C．2:3 D．2:5
A
典例分析
例3．某品牌無(wú)人駕駛汽車在一段平直公路上勻速行駛12km，用時(shí)10min，消耗燃油2kg，已知汽車的牽引力是2000N，燃油的熱值為4.6×l07J/kg。假設(shè)燃油完全燃燒。通過(guò)計(jì)算可知，下列結(jié)果正確的是（　　）
A．汽車行駛速度是60km/h
B．消耗的2kg燃油完全燃燒放出的熱量是9.2×106J
C．汽車牽引力做功的功率是4×104W
D．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是30%
C
典例分析
例4．汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是_____沖程。若其效率為，消耗2kg的汽油轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能是__________J。（汽油熱值為4.5×107J/kg）
壓縮
2.7×107
典例分析
例5．某家庭需要將50kg、20℃的水加熱到60℃作為生活用熱水，他們利用煤氣灶燒水，需燃燒0.8kg煤氣。煤氣的熱值取4.2×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）。求：
（1）50kg、20℃的水加熱到60℃需吸收的熱量；
（2）完全燃燒0.8kg煤氣放出的熱量；
（3）煤氣灶燒水的效率。
答案：（1）8.4×106J；（2）3.36×107J；（3）25%
典例分析
例6．某國(guó)產(chǎn)汽車的質(zhì)量為1.5×103kg，在平直的公路上勻速行駛120km，消耗汽油10kg，所受的阻力為車重力的0.1倍。已知發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引功率是36kW，q汽油=4.6×107J/kg。假設(shè)所輸出的機(jī)械能均用于克服行駛阻力，求：
（1）該車勻速行駛的速度。
（2）該車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。（結(jié)果精確到1%）
答案：（1）24m/s；（2）39%
課堂總結(jié)
一、爐灶的熱效率
2、公式：
1、定義：爐灶加熱時(shí)被所加熱物體吸收的熱量和爐灶用的燃料完全燃燒放出的熱量之比。
二、熱機(jī)的效率
1、定義：熱機(jī)用來(lái)做有用功的那部分能量，和燃料完全燃燒放出的熱量之比。
2、公式：
1．汽車是現(xiàn)代生活中最常見(jiàn)的一種交通工具，圖甲、乙分別是某汽油機(jī)的某沖程及能量流向圖。下列說(shuō)法正確的是 （　　）
A．圖甲是做功沖程
B．由圖乙可知該汽油機(jī)的效率是72%
C．汽車尾氣中的“汽油味”越濃燃料
燃燒得越不充分，但汽油的熱值不變
D．圖甲中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
當(dāng)堂檢測(cè)
C
當(dāng)堂檢測(cè)
2．有甲、乙兩臺(tái)汽油機(jī)，若在同一時(shí)間內(nèi)甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是20%，乙的效率是25%，則在同樣時(shí)間內(nèi)，甲、乙兩汽油機(jī)消耗的汽油之比為（　　）
A．5︰2 B．8︰5 C．2︰5 D．5︰8
A
當(dāng)堂檢測(cè)
3．某科技小組在老師的指導(dǎo)下，用如圖1所示的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置分別加熱200g的甲、乙兩種液體（其中一種是水），用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時(shí)間變化圖像如圖2，乙從20℃加熱至沸騰剛好消耗了14g酒精（q酒精=3×107J/kg）。若單位時(shí)間內(nèi)甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等，則（　）
A．乙的比熱容是1.8×103J/（kg ℃）
B．該酒精燈的加熱效率是20%
C．乙的吸熱能力大于甲的吸熱能力
D．0～8min乙吸收的熱量為3.36×104J
B
當(dāng)堂檢測(cè)
4．小勇同學(xué)購(gòu)買了一款戶外分體式燃?xì)鉅t，準(zhǔn)備去戶外野炊。用該燃?xì)鉅t燒水時(shí)，把初溫為20℃的1kg水加熱到100℃，消耗了0.025m3的天然氣。則水吸收的熱量為_(kāi)_______J，假設(shè)天然氣完全燃燒，則燃?xì)鉅t燒水的效率為_(kāi)_______ 。c水=4.2×103J/（kg ℃），天然氣的熱值取4×107J/m3。
3.36×105
33.6%
當(dāng)堂檢測(cè)
5．用天然氣灶給常溫下3kg的水加熱，消耗了的0.07m3天然氣。已知天然氣灶燒水的效率為30%，天然氣的熱值為3.6×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）。試求：
（1）的天然氣完全燃燒放出的熱量是多少？
（2）水吸收的熱量是多少？
（3）水的溫度升高了多少？
答案：（1）2.52×106J；（2）7.56×106J；（3）60℃
謝謝
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12.4 機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（第3課時(shí)） 學(xué)案
班級(jí)：___________ 姓名：___________ 使用時(shí)間：___________
【學(xué)習(xí)目標(biāo)】
1.吸放熱公式的理解和使用。
2.燃料燃燒放熱公式的理解和使用。
3.會(huì)計(jì)算爐灶的效率和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作效率。
【探究新知】
一.問(wèn)題：用燃?xì)庠顭_(kāi)水，燃?xì)馊紵懦龅臒崃磕苋勘晃諉幔繛槭裁矗?br/>二.爐灶的效率：η＝___________________，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率：η＝___________________
【典例分析】
例1．如圖為甲、乙兩汽油機(jī)的數(shù)據(jù)。兩者相比，甲汽油機(jī)（　　）
A．熱機(jī)效率較大
B．熱機(jī)效率較小
C．產(chǎn)生的有用機(jī)械能較少
D．產(chǎn)生的有用機(jī)械能較多
例2．汽油機(jī)的效率是30%，柴油機(jī)的效率是45%，如果它們的功率相同，那么在相等的時(shí)間內(nèi)完全燃燒的汽油和柴油產(chǎn)生的熱量之比是（　　）
A．3:2 B．1:1 C．2:3 D．2:5
例3．某品牌無(wú)人駕駛汽車在一段平直公路上勻速行駛12km，用時(shí)10min，消耗燃油2kg，已知汽車的牽引力是2000N，燃油的熱值為4.6×l07J/kg。假設(shè)燃油完全燃燒。通過(guò)計(jì)算可知，下列結(jié)果正確的是（　　）
A．汽車行駛速度是60km/h
B．消耗的2kg燃油完全燃燒放出的熱量是9.2×106J
C．汽車牽引力做功的功率是4×104W
D．汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率是30%
例4．汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是_____沖程。若其效率為，消耗2kg的汽油轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能是__________J。（汽油熱值為4.5×107J/kg）
例5．某家庭需要將50kg、20℃的水加熱到60℃作為生活用熱水，他們利用煤氣灶燒水，需燃燒0.8kg煤氣。煤氣的熱值取4.2×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）。求：
（1）50kg、20℃的水加熱到60℃需吸收的熱量；
（2）完全燃燒0.8kg煤氣放出的熱量；
（3）煤氣灶燒水的效率。
例6．某國(guó)產(chǎn)汽車的質(zhì)量為1.5×103kg，在平直的公路上勻速行駛120km，消耗汽油10kg，所受的阻力為車重力的0.1倍。已知發(fā)動(dòng)機(jī)的牽引功率是36kW，q汽油=4.6×107J/kg。假設(shè)所輸出的機(jī)械能均用于克服行駛阻力，求：
（1）該車勻速行駛的速度。
（2）該車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率。（結(jié)果精確到1%）
【當(dāng)堂檢測(cè)】
1．汽車是現(xiàn)代生活中最常見(jiàn)的一種交通工具，圖甲、乙分別是某汽油機(jī)的某沖程及能量流向圖。下列說(shuō)法正確的是 （　　）
A．圖甲是做功沖程
B．由圖乙可知該汽油機(jī)的效率是72%
C．汽車尾氣中的“汽油味”越濃燃料燃燒得越不充分，但汽油的熱值不變
D．圖甲中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
2．有甲、乙兩臺(tái)汽油機(jī)，若在同一時(shí)間內(nèi)甲做的有用功是乙做的有用功的2倍，甲的效率是20%，乙的效率是25%，則在同樣時(shí)間內(nèi)，甲、乙兩汽油機(jī)消耗的汽油之比為（　　）
A．5︰2 B．8︰5 C．2︰5 D．5︰8
3．某科技小組在老師的指導(dǎo)下，用如圖1所示的同一個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置分別加熱200g的甲、乙兩種液體（其中一種是水），用測(cè)得的數(shù)據(jù)繪制了溫度隨時(shí)間變化圖像如圖2，乙從20℃加熱至沸騰剛好消耗了14g酒精（q酒精=3×107J/kg）。若單位時(shí)間內(nèi)甲吸收的熱量與乙吸收的熱量相等，則（　）
A．乙的比熱容是1.8×103J/（kg ℃）
B．該酒精燈的加熱效率是20%
C．乙的吸熱能力大于甲的吸熱能力
D．0～8min乙吸收的熱量為3.36×104J
4．小勇同學(xué)購(gòu)買了一款戶外分體式燃?xì)鉅t，準(zhǔn)備去戶外野炊。用該燃?xì)鉅t燒水時(shí)，把初溫為20℃的1kg水加熱到100℃，消耗了0.025m3的天然氣。則水吸收的熱量為_(kāi)_______J，假設(shè)天然氣完全燃燒，則燃?xì)鉅t燒水的效率為_(kāi)_______ 。c水=4.2×103J/（kg ℃），天然氣的熱值取4×107J/m3。
5．用天然氣灶給常溫下3kg的水加熱，消耗了的0.07m3天然氣。已知天然氣灶燒水的效率為30%，天然氣的熱值為3.6×107J/kg，水的比熱容為4.2×103J/（kg℃）。試求：
（1）的天然氣完全燃燒放出的熱量是多少？
（2）水吸收的熱量是多少？
（3）水的溫度升高了多少？
12.4 機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（第3課時(shí)） 課后作業(yè)
班級(jí)：___________ 姓名：___________
1．用煙煤燒水時(shí)，在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，將10kg的水從加熱到燃燒了1.4kg的煙煤。已知水的比熱容是，煙煤的熱值為．下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．煙煤燃燒過(guò)程中熱值不斷減小 B．燒水過(guò)程中水的比熱容不斷增大
C．此過(guò)程中水吸收的熱量為 D．此過(guò)程中加熱效率為8%
2．汽油的熱值為，某汽車水平公路上勻速行駛了100km，汽車所受的平均阻力為460N，消耗了質(zhì)量為4kg的汽油，則該汽車在這個(gè)行駛過(guò)程中的效率為（　　）
A．25% B．20% C．30% D．87%
3．某實(shí)驗(yàn)小組利用酒精燈對(duì)500g冰均勻加熱（相同時(shí)間內(nèi)，吸收的熱量相同），他們每隔相同時(shí)間記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，并觀察物質(zhì)的狀態(tài)。如圖是他們根據(jù)記錄的數(shù)據(jù)繪制的“溫度﹣時(shí)間”圖像，已知c水＝4.2×103J/（kg ℃），q酒精＝3.0×107J/kg，由圖像可知（　　）
A．在AB段冰吸收的熱量是4.2×104J
B．冰在熔化過(guò)程中溫度保持不變，內(nèi)能不變
C．冰的比熱容為8.4×103J/（kg ℃）
D．在AB段共消耗2g酒精，此時(shí)熱效率為35%
4．在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，若42g焦炭完全燃燒放出的熱量被質(zhì)量為4kg、初溫為30℃的水完全吸收，則水溫可以升高到（　　）
A． B． C． D．
5．小郭同學(xué)想要比較固體甲與水的吸熱本領(lǐng)，于是選用了兩套完全相同的酒精燈給質(zhì)量同為200g的固體甲和水加熱，共加熱20min，它們的溫度隨時(shí)間的變化關(guān)系如圖所示。已知酒精的熱值q=3.0×107J/kg，加熱時(shí)，酒精燈平均每分鐘消耗0.28g酒精，水的比熱容c水=4.2×103J/(kg ℃)。則下列說(shuō)法正確的是（　　）
A．甲從第10min開(kāi)始溫度不變，內(nèi)能不變
B．整個(gè)加熱過(guò)程，甲吸收的熱量為5.04×104J
C．酒精燈的加熱效率為28%
D．固體甲與水的比熱容之比為2∶1
6．汽油的熱值是4.6×107J/kg，沼氣的熱值約為2×107J/m3，則完全燃燒0.5kg的汽油所放出來(lái)的熱量如果由沼氣來(lái)提供，需要沼氣的體積是下列選項(xiàng)的哪一個(gè)？（　　）
A．0.15m3 B．1.15m3 C．11.5m3 D．4.6m3
7．2022年，我國(guó)處于使用狀態(tài)的汽車數(shù)量近2億輛。若每輛汽車每年耗油1.8t，汽車內(nèi)燃機(jī)的效率平均值取30%。如果能把內(nèi)燃機(jī)的效率提高到36%，全國(guó)每年可以節(jié)約燃油（　　）
A．6×1010 t B．3.6×109 t C．6×107t D．3.6×107t
8．如圖所示是汽油機(jī) 沖程。完全燃燒2kg汽油放出的熱量是 J，若其效率為25%，則消耗2kg汽油轉(zhuǎn)化為機(jī)械能是 J（）。
9．天然氣是一種污染小的清潔能源，小明搬了新家，用上了管道天然氣。完全燃燒0.035m3的天然氣可以放出熱量 J；若這些熱量完全被水吸收，則能使 kg的水溫度升高50℃。（已知天然氣的熱值取q=4×107J/m ）
10．“環(huán)境保護(hù)小組”的王敏同學(xué)在實(shí)踐活動(dòng)中對(duì)自家新裝的天然氣灶（如圖）進(jìn)行測(cè)試，嘗試估測(cè)該灶的效率。王敏同學(xué)在水壺中加入4kg水，水的初溫是25℃，然后將水燒開(kāi)，她觀察天然氣表發(fā)現(xiàn)此次燒水用了天然氣，，水的比熱容，當(dāng)?shù)卮髿鈮簽闃?biāo)準(zhǔn)大氣壓。求：
（1）水吸收的熱量（不計(jì)水的熱量損失）；
（2）天然氣完全燃燒放出的熱量；
（3）天然氣灶的效率。
11．如圖所示，是最新一款無(wú)人駕駛汽車原型圖。汽車自動(dòng)駕駛時(shí)使用雷達(dá)傳感器，以及激光測(cè)距器來(lái)了解周圍的交通狀況。該款車以某速度在一段平直的公路上勻速行駛5.6km，受到的阻力是3103N，消耗燃油1.2kg，熱值q=4107J/kg，求：
（1）無(wú)人駕駛汽車牽引力所做的功？
（2）燃油完全燃燒放出的熱量？
（3）無(wú)人駕駛汽車的熱機(jī)效率？
12.4 機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（第3課時(shí)） 學(xué)案參考答案
【典例分析】
B
2、A
3、C
4、壓縮 2.7×107
5、（1）8.4×106J；（2）3.36×107J；（3）25%
6、（1）24m/s；（2）39%
【當(dāng)堂檢測(cè)】
1、C
2、A
3、B
4、3.36×105 33.6%
5、（1）2.52×106J；（2）7.56×106J；（3）60℃
12.4 機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化（第2課時(shí)） 課后作業(yè)參考答案
1、D
2、A
3、D
4、C
5、B
6、B
7、C
8、排氣
9、 6.7
10、（1）1.26×106J； （2）4×106J；（3）31.5%
11、（1）；（2）；（3）35%
21世紀(jì)教育網(wǎng) www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁(yè) （共 2 頁(yè)）
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