动能和势能、物体的内能转换
高中物理常见的各种能量及能量守恒定律
高中物理常见的各种能量及能量守恒定律在我们的日常生活中，能量是无处不在的，它以各种形式存在并持续转化。
在物理学中，能量被视为一个物体或系统在一定时间内所能完成的功能，或者说是物体或系统状态的度量。
高中物理课程中，我们主要学习了几种常见的能量形式，并且了解到能量守恒定律的重要性。
我们要了解的是动能。
动能是物体由于运动而具有的能量，它的大小与物体的质量和速度的平方成正比。
在公式中，K=1/2mv²，其中K代表动能，m是物体的质量，v是物体的速度。
我们讨论势能。
势能是物体由于其相对位置、状态等因素而具有的能量。
例如，重力势能是物体由于其高度和质量而具有的能量，弹性势能是物体由于其形状和弹性系数而具有的能量。
势能的公式因势能类型而异，但它们都与物体的质量和状态有关。
我们还要了解电磁能。
电磁能是由于电磁场的作用而产生的能量。
在电场中，电势能是由于电荷在电场中的位置而具有的能量；在磁场中，洛伦兹力可以对带电粒子做功，从而产生电能。
我们要探讨的是内能。
内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和。
对于理想气体，其内能只与温度有关；但对于复杂物质，内能还与物质的相变、化学反应等因素有关。
在学习了各种能量的形式之后，我们引入了能量守恒定律。
这个定律表明，在一个封闭系统中，总能量保持不变。
也就是说，能量不能被创造或消除，只能从一种形式转化为另一种形式。
这个定律是自然界的普适规律，它帮助我们理解并预测物质和能量的行为。
高中物理中常见的各种能量及能量守恒定律是我们理解和解释世界的重要工具。
通过学习这些概念，我们可以更深入地理解自然界的规律和现象，从而更好地掌握物理学知识。
随着科学技术的不断发展，能量转换与守恒定律在日常生活和生产实践中发挥着越来越重要的作用。
高中物理作为学生认识自然界规律的重要学科，能量相关知识是其中不可或缺的重要组成部分。
本文将从高中物理能量相关的知识点、教学方法、实验设计等方面进行阐述，以期为提高高中物理能量教学的效果提供参考。
常见能量转换和能量守恒解析
常见能量转换和能量守恒解析能量转换是指能量在不同形式之间的转变，而能量守恒是指在一个封闭系统中，能量不会凭空产生也不会凭空消失，只会从一种形式转换为另一种形式，系统的总能量保持不变。
以下是常见的能量转换和能量守恒的解析：1.机械能转换：机械能包括动能和势能。
动能是物体由于运动而具有的能量，势能则包括重力势能和弹性势能。
动能和势能之间可以相互转换，例如，一个下落的苹果，从高处落下时，重力势能转化为动能。
2.热能转换：热能是指物体内部粒子运动的能量。
热能可以转化为其他形式的能量，如机械能、电能等。
例如，烧水时，热能转化为水蒸气的动能，推动水轮机旋转。
3.电能转换：电能是指电荷在电场中运动所具有的能量。
电能可以转化为热能、光能、机械能等。
例如，电灯泡将电能转化为光能和热能，电风扇将电能转化为机械能。
4.光能转换：光能是指光波所携带的能量。
光能可以转化为电能、热能等。
例如，太阳能电池将光能转化为电能，植物进行光合作用将光能转化为化学能。
5.核能转换：核能是指原子核在核反应中释放的能量。
核能可以转化为热能和机械能。
例如，核电站利用核裂变或核聚变反应产生的热能，驱动发电机旋转，转化为电能。
能量守恒定律在上述能量转换过程中始终得以体现。
例如，一个摆动的钟摆，虽然摆动幅度逐渐减小，但钟摆系统的总能量（动能和势能之和）保持不变，只是能量在动能和势能之间进行转换。
总结，能量转换和能量守恒是自然界中普遍存在的现象，掌握这些知识点有助于我们更好地理解世界的运行规律。
在学习和生活中，我们可以观察到各种能量转换和守恒的实例，进一步加深对这一物理定律的理解。
习题及方法：1.习题：一个物体从高处自由下落，求在下落过程中，物体的重力势能和动能的变化情况。
方法：根据重力势能和动能的定义，重力势能与物体的高度有关，动能与物体的速度有关。
下落过程中，物体的高度减小，重力势能减小；速度增大，动能增大。
因此，重力势能转化为动能。
2.习题：一个静止的物体从斜面滑下，求在滑行过程中，物体的势能和动能的变化情况。
机械能和内能的转化
机械能和内能的转化1. 机械能的定义在物理学中，机械能是指物体由于其位置和运动而具有的能量形式。
它包括了物体的动能和势能两个方面。
•动能：物体由于运动而具有的能量。
动能的计算公式是$E_k = \\frac{1}{2}mv^2$，其中m为物体的质量，v为物体的速度。
动能与物体的质量和速度的平方成正比，当质量或速度增大时，动能也会增大。
•势能：物体由于其位置而具有的能量。
势能的计算公式根据不同的情况而有所不同：–重力势能：对于静止在某一高度上的物体，其重力势能可以表示为E p=mgℎ，其中m为物体的质量，g为重力加速度，ℎ为物体的高度。
重力势能与物体的质量和高度成正比，当质量或高度增大时，重力势能也会增大。
–弹性势能：对于弹簧或弹性体系，其弹性势能可以表示为$E_p = \\frac{1}{2}kx^2$，其中k为弹簧的弹性系数，x为弹簧的形变量。
弹性势能与弹簧的弹性系数和形变量的平方成正比，当弹性系数或形变量增大时，弹性势能也会增大。
机械能的守恒原理指出，在不受外力的情况下，物体的机械能保持不变。
这意味着，一个物体的动能增加时，其势能会减少；而势能增加时，动能会减少。
2. 机械能和内能的关系机械能和内能都属于能量的不同形式，但它们之间可以发生转化。
内能是指物体由于其分子之间的相互作用所具有的能量。
它包括了分子的动能和势能这两个方面，并且与物体的温度有关。
内能的计算公式可以表示为$E_{\\text{内}} = \\frac{3}{2}nkT$，其中n为物体的摩尔数，k为玻尔兹曼常量，T为物体的温度。
当机械能转化为内能时，意味着物体失去了一部分的动能和势能，并将其转化为分子间的相互作用。
这一转化过程通常发生在摩擦、碰撞等情况下，比如一个滑动的物体在与表面摩擦时会产生热量，使得物体的机械能转化为内能。
相反地，当内能转化为机械能时，意味着物体吸收了外界的热量，使得分子间的相互作用减弱，从而具有更多的动能和势能。
热能、化学能、内能、动能势能机械能的关系与区分
热能、化学能、内能、动能势能机械能的关系与区分热能、化学能、内能、动能和势能是能量的不同形式，它们在物理和化学系统中起着重要的作用。
下面将详细介绍这些能量形式的关系和区别。
1.热能：热能是指由于物质内部的分子振动和运动所带来的能量。
它是一种微观粒子运动的能量形式，一个物体的热能与其温度直接相关。
热能可以通过传热的方式从一个物体传递到另一个物体。
热能也可以转化为其他形式的能量，例如机械能或电能。
2.化学能：化学能是指由于化学反应中化学键的形成和断裂而储存的能量。
在化学反应中，原子之间的键能被破坏或形成，从而释放或吸收能量。
例如，当燃烧木材时，木材中的化学键被分解，化学能转化为热能和光能。
3.内能：内能是指物质内部微观粒子的能量总和。
它包括粒子的动能和势能，与温度和压强等宏观参数有关。
内能可以通过温度和压强的变化来改变。
当物质发生物理或化学变化时，内能也会发生相应变化。
4.动能：动能是指物体由于运动而具有的能量。
它与物体的质量和速度的平方成正比。
动能通常被表示为1/2mv^2，其中m是物体的质量，v是它的速度。
当物体运动速度增加时，其动能也会增加。
动能可以转化为其他形式的能量，例如热能或电能。
5.势能：势能是指物体由于其位置或形态而具有的能量。
它与物体的位置和状态有关。
物体的势能可以相对于其他物体或相对于某个参考点来定义。
常见的势能形式包括重力势能、弹性势能和电势能等。
当物体的位置或形态发生变化时，其势能也会相应变化。
这些能量形式之间存在着密切的关系和相互转化。
例如，化学能可以转化为热能或电能，内能可以转化为机械能或热能，动能可以转化为势能或热能。
这些转化过程遵循能量守恒定律，即能量在转化过程中不会凭空产生或消失，只会发生形式转换。
在实际应用中，这些能量形式常常相互转化。
例如，在汽车中，燃料的化学能转化为热能，使发动机产生动能，驱动汽车前进。
又如电动车，电能转化为机械能使车辆行驶。
这些能量形式的转化也是能源利用和能量转换的基础。
初中物理复习 机械能—动能、势能、机械能及其相互转化
机械能—动能、势能、机械能及其转化模块一动能和势能【一、知识点】1．能量(1)定义：一个物体能够做功，我们就说这个物体具有能量，简称能。
（物体对外做功本领越强，能量就越大）注意：物体具有能，并不是说它一定做了功，而是指能够、可以做功或者正在对外做功。
如：运动的子弹、流动的水、流动的空气(风)；高山上的石头、头顶的吊扇；被压缩的弹簧、被拉开的弓箭都具有能量。
(2)单位：能量的单位是焦耳（J）。
2．动能(1)定义：物体由于运动而具有的能称为动能。
流动的水具有能量(2)决定因素：物体的质量和速度。
(3)比较大小的方法：相同质量时比较速度，相同速度时比较质量。
3．重力势能(1)定义：物体由于被举高而具有的能量，叫重力势能。
山上的石头具有重力势能(2)决定因素：物体的质量和被举的高度。
物体的质量越大，被举的高度越高，物体所具有的重力势能越大。
4．弹性势能(1)定义：物体由于弹性形变而具有的能量，叫弹性势能。
拉开的弓弦具有弹性势能(2)决定因素：弹性形变的大小和弹性大小。
物体弯曲的程度越大，弹性越大，物体所具有的的弹性势能越大。
动能重力势能弹性势能定义 物体由于运动而具有的能量 物体由于被举高而具有的能量物体由于弹性形变而具有的能量影响大小因素 质量、速度质量、被举高的高度 形变量、物体的弹性计算式 21=2E mv 动=E mgh 重21=2E kx 弹【二、例题精讲】【例1】★关于动能和势能，下列说法正确的是（ ） A ． 物体没有做功，它一定不具有能 B ． 位置高的物体，它的势能一定大 C ． 质量大、速度大的物体动能一定大 D ． 弹簧一定具有弹性势能 考点： 动能大小的比较；势能大小的比较．解析： A 、物体只要能够做功，它就具有能量，并不一定正在做功，故A 错误；【测试题】下列关于动能的说法，正确的是（）A．运动的物体具有的能，叫动能B．物体由于运动具有的能，叫动能C．速度大的物体甲具有的动能一定大于速度小的物体乙具有的动能D．运动物体质量越大，所具有的动能一定越多【例2】★“跳远”是一项常见的体育运动．跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，这样做是为了（）A．增大了跳远运动员的惯性B．减小了跳远运动员的惯性C．增大了跳远运动员的动能D．减小了跳远运动员的动能【测试题】下列关于动能的说法，正确的是（）A．运动的物体具有的能，叫动能B．物体由于运动具有的能，叫动能C．速度大的物体甲具有的动能一定大于速度小的物体乙具有的动能D．运动物体质量越大，所具有的动能一定越多【拓展题】关于动能的概念，下列说法中正确的是（）A．速度大的物体具有的动能一定大B．质量大的物体具有的动能一定大C．运动物体只具有动能D．一切运动的物体都具有动能【例3】★★老鹰和麻雀都在空中飞行，如果他们具有的动能相等，那么（）A．老鹰比麻雀飞得快B．麻雀比老鹰飞得快C．老鹰比麻雀飞得高D．麻雀比老鹰飞得高【测试题】如果汽车、摩托车与列车三种车辆的速度相等，那么按照它们的动能从大到小排列顺序正确的是（）A．汽车、摩托车、列车B．列车、汽车、摩托车C．摩托车、汽车、列车D．汽车、列车、摩托车解析：汽车、摩托车和列车的质量，列车的质量最大、汽车的质量次之、摩托车的质量最小；因为三者的速度相同，所以三者的动能从大到小的顺序：列车、汽车、摩托车．答案：B【拓展题】我们曾听到鸟与飞机相撞而引起机毁人亡的报道，空中飞翔的鸟对飞机构成了巨大威胁，鸟与飞机相撞引起机毁的原因是（）A．鸟飞行的速度很大B．鸟飞行的速度很小C．以飞机为参照物，鸟的速度很小D．以飞机为参照物，鸟的速度很大考点：运动和静止的相对性；参照物及其选择；动能的影响因素．解析：以相向而行的飞机为参照物，相同的时间内，鸟和飞机之间的距离变化很大，以飞机为参照物，鸟的速度很大．小鸟的速度越大，它的动能越大，所以鸟与飞机相撞引起机毁．答案：D【测试题】小丽从学校回家过程中如图示是她的s﹣t图象，则小丽动能最大的时间段是（）A．在0﹣t1时间内B．在t1﹣t2时间内C．在t2﹣t3时间内D．无法确定考点：动能大小的比较．解析：当运动物体确定了，就是物体的质量是确定的．影响因素就只有速度了．在题中S-t图像曲线中，0- t1曲线最陡，动能最大答案：A【测试题】下列说法正确的是（）A．甲物体比乙物体所处的位置高，则甲的势能比乙的势能大B．甲物体比乙物体的速度大，则甲的动能比乙的动能大C．一个物体能够做功，说明它具有能D．一个物体具有能，说明它正在做功考点：能；动能大小的比较；势能大小的比较．解析：A、重力势能除了与高度有关之外还与质量有关，甲和乙的物体质量不确定，所以势能的大小也是不确定的．B、动能除了与速度有关之外，还与物体的质量有关，甲和乙的物体质量不确定，所以动能的大小也是不确定的．C、一个物体能够做功，这个物体就具有能．D、一个物体具有能，说明它有做功的能力，但它不一定做功．答案：C【例4】★★在探究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验中，小丽同学设计了如图所示甲、乙、丙三次实验．让铁球从同一斜面上某处由静止开始向下运动，然后与放在水平面上的纸盒相碰，铁球与纸盒在水平面上共同移动一段距离后静止．（1）要探究动能大小与物体质量的关系应选用两图；实验中应保证___________相同．（2）选用甲、丙两次实验可以得出的结论是．（3）该实验是通过观察来比较铁球动能的大小，从而得出结论的．考点：探究影响物体动能大小的因素．解析：（1）要探究动能大小与物体质量的关系，应保持小球的速度相同，质量不同，所以应使质量不同的小球从斜面的同一高度由静止滚下，因此要选择甲、乙两图；（2）由图示实验可知，甲、丙两次实验，球的质量相同，甲滚下的高度大于丙滚下的高度，甲将纸盒推动得更远，说明动能更大，可得质量相同的物体，运动速度越大，它具有的动能就越大；（3）该实验是通过观察纸盒被撞击后移动的距离来比较铁球动能的大小的，这种方法是转换法．答案：（1）甲、乙；铁球到达水平面的速度；（2）质量相同的物体，运动的速度越大，它具有的动能就越大；（3）纸盒被推动距离的大小．【测试题】为了研究动能的大小与哪些因素有关，教材中设计了“小钢球撞木块”的实验（如图所示）让静止的小钢球从斜面滚下，观察木块被推动的距离．关于该实验的说法中，不正确的是（）A．该实验的设计思路是采用转换法，用木块移动的距离来表示动能的大小B．该实验研究的基本方法是控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等C．在实验器材的选择时，可以不考虑斜面的光滑程度，被撞木块的质量和软硬等因素D．实验过程中，让同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度考点：探究影响物体动能大小的因素．解析：A、球的动能是从木块被推出的距离看出的，这里采用了转换法的思想，故该选项说法正确；B、球的动能与质量和速度都有关系，根据控制变量法，如分别控制小球滚下的高度、小球的质量等；故该选项说法正确；C、斜面的光滑程度影响小球滚下的速度，木块的质量和软硬影响碰撞的程度，所以在实验器材的选择时，考虑斜面的光滑程度，木块的质量和软硬等因素，故该选项说法不正确；D、让球滚到水平面上时获得的速度与球在斜面上的高度有关，同一小球从不同高度落下，目的是为了让小球获得不同的运动速度，故该选项说法正确．答案：C【拓展题】在探究弹性势能的大小跟哪些因素有关时，小明提出了如下猜想：猜想一：弹性势能的大小与弹簧被压缩的程度有关；猜想二：弹性势能的大小与弹簧的材料有关；猜想三：弹性势能的大小与弹簧的长度有关；猜想四：弹性势能的大小与弹簧的粗细有关．（1）为验证猜想一，他设计了如图所示实验，实验时将同一弹簧压缩（相同/不同）的长度（弹簧被压缩后未超过其弹性限度），将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，分析比较，从而比较弹性势能的大小；（2）为验证猜想二，需选用的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩（相同/不同）的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；（3）若水平面绝对光滑，本实验将（能/不能）达到探究目的；（4）小明根据实验现象认为：小球和木块移动一段距离后都要停下来，所以弹簧、小球和木块所具有的机械能最终都消灭了，你认为小明的观点是（正确/不正确）的，理由是．考点：探究影响物体势能大小的因素．解析：（1）此题要改变弹簧的弹性形变大小，因此要将同一个弹簧压缩不同的长度；运用转换法，观察木块被推动距离的远近来比较弹性势能的大小．（2）为验证猜想二，需选用长度和粗细相同，材料不同的两根弹簧，实验时将两根弹簧压缩相同的长度，将小球置于弹簧的右端，松开后小球碰到同一位置的相同木块上，对数据进行比较分析时，若木块被推动的距离不相等，说明弹性势能的大小与弹簧的材料有关；（3）若水平面绝对光滑，木块就会做匀速直线运动，无法比较木块移动距离的远近，达不到探究目的．（4）小球推动木块移动一段距离后都要停下来，是因为水平面有摩擦力，木块克服摩擦做功，机械能转化为内能，而不是机械能消失了．故小明的观点是错误的．答案：（1）不同；被推动距离的远近；（2）长度和粗细相同，材料不同；相同；木块被推动的距离不相等；（3）不能；（4）不正确；机械能转化为内能．模块二机械能及其转化【一、知识点】1．机械能及其转化(1)概念：动能和势能统称为机械能。
分子的动能势能和内能
热传递的实质：内能从高温物体转移到 低温物体。Fra bibliotek内能的改变
——做功
做功可以改变物体的内能
做功和热传递的比较
做功能改变物体的内能。对物体做功 时，有机械能转化为内能，物体内能 增加。物体对外做功时，有内能转化 为机械能，物体内能减少。 热传递也可以改变物体的内能 两者区别: ⑴做功改变内能:实质上是其它形式的 能和内能之间转化. ⑵热传递:实 质上是各物体间内能的转移. ⑶做 功和热传递在改变内能效果上是等效 的.
课堂练习
例2：下列说法中正确的是: （A，C）
A.做功和热传递是改变物体内能的两种不同 的物理过程; B.做功和热传递在改变物体内能上是等效的, 因此对物体做功就是对物体传热; C.热量是在热传递中,从一个物体向另一个物 体或物体一部分向另一部分转移的内能的多 少; D.高温的物体具有热量多,低温的物体具有热 量少; E、冷和热的物体混合时，热的物体把温度传 给冷的物体，最后温度相同
分子的动能、势能和内能
内能
分子具有动能 分子具有势能
物体内部所有分子热运动的动能与分子 势能的总和，叫做物体的内能。
内能
一切物体，不论温度高低，都具有内能。
内能
同一个物体，温度越高，分子热运动 越激烈，内能越大。
内能的改变
——热传递
使温度不同的物体相互接触，低温物体 温度升高，高温物体温度降低。
谢谢！
• 下次再见！
分子的动能
分子动能 分子由于运动而具有的能量,每个分子 的动能各不相同,大量分子的动能才有 意义,物体内分子动能的平均值称为分 子的平均动能,温度是分子平均动能大 小的标志. 说明:分子动能从微观上看与分子的 个数和平均动能有关,分子动能从宏 观上看与物体的质量,摩尔质量和温 度有关.
机械能和内能的相互转化
机械能和内能的相互转化引言在物理学中，机械能和内能是两个重要的概念，它们描述了系统中储存的能量以及能量的转化过程。
机械能是指系统的动能和势能之和，而内能则是指系统分子及组成部分的能量。
在一定条件下，机械能和内能可以相互转化，这在工程和科学研究中具有重要的应用价值。
本文将重点讨论机械能和内能之间的相互转化过程及其相关原理。
机械能的表示和转化机械能是指系统的动能和势能之和。
动能是物体由于运动而具有的能量，其大小与物体的质量和速度平方成正比。
势能是物体由于位置而具有的能量，其大小与物体的质量、重力加速度和高度成正比。
在任何给定的系统中，机械能的总量保持不变。
当系统中的动能增加时，势能相应减少；反之，当势能增加时，动能相应减少。
机械能可以通过各种方式进行转化，最常见的是由动能转化为势能或者由势能转化为动能。
例如，当抛出一个物体时，物体的动能随着速度的增加而增加，而势能随着高度的增加而增加。
当物体下落回到地面时，动能减少，势能转化为动能，最终化为热能散失。
机械能的转化也可以通过杠杆、滑轮等简单机械装置实现。
例如，在一个杠杆上施加力可以使一个物体随着杠杆的旋转而提高位置，从而增加物体的势能。
同样地，利用滑轮和绳子可以改变物体的高度，实现机械能的转化。
内能的表示和转化内能是指系统中分子和组成部分的能量。
它包括分子的热运动、旋转和振动以及分子之间的相互作用。
内能的大小取决于系统的温度、压力和组成成分。
内能可以通过吸热或放热的方式进行转化，也可以通过化学反应或核反应进行能量的转化。
在系统的热力学平衡状态下，内能是一个守恒量，即内能的总量保持不变。
当系统吸收热量时，内能增加；反之，当系统放出热量时，内能减少。
内能的转化可以通过传导、对流和辐射等方式进行。
例如，当我们加热水时，热能通过传导从加热源传递给水，使水分子的热运动增强，从而增加了水的内能。
机械能和内能的相互转化在一定条件下，机械能和内能可以相互转化。
最常见的情况是机械能转化为内能或内能转化为机械能。
机械能和内能相互转换的物理实质
机械能和内能相互转换的物理实质机械能和内能是物质的两种基本能量形式，它们之间存在着相互转换的物理实质。
本文将从机械能和内能的基本概念入手，探讨它们相互转换的物理实质。
首先介绍机械能和内能的概念，然后探讨它们之间的相互转换。
最后通过具体的例子，展示机械能和内能相互转换的物理实质。
一、机械能和内能的基本概念机械能是物体由于运动或者位置而具有的能量。
它由动能和势能两部分组成。
动能是物体由于运动而具有的能量，与物体的质量和速度有关。
动能的公式为：K=1/2mv^2，其中K为动能，m为物体的质量，v为物体的速度。
势能是物体由于位置而具有的能量，与物体的位置和外力有关。
势能的公式为：U=mgh，其中U为势能，m为物体的质量，g 为重力加速度，h为物体的高度。
内能是物体分子和原子内部的能量。
它包括了物体的热能、化学能和核能。
热能是物体由于分子和原子的热运动而具有的能量。
化学能是物体由于分子和原子之间的化学结合而具有的能量。
核能是物体由于核反应而具有的能量。
二、机械能和内能的相互转换机械能和内能之间存在着相互转换的物理实质。
这种相互转换可以通过以下几种方式实现。
1.机械能转化为内能当物体受到外力作用，发生形变或运动时，它的机械能会发生相应的变化。
这时，机械能会转化为内能。
例如，当一个物体受到外力挤压时，它的形变会使得其中的分子和原子发生热运动，从而产生热能。
这样，物体的机械能就转化为了内能。
2.内能转化为机械能反过来，内能也可以转化为机械能。
当一个物体内部的分子和原子发生热运动时，它的内能会发生相应的变化。
这时，内能会转化为机械能。
例如，蒸汽机利用水的内能产生蒸汽，蒸汽推动活塞做功，最终将内能转化为了机械能。
3.机械能和内能的相互转化在一些情况下，机械能和内能可以相互转化。
例如，在机械摩擦中，机械能会转化为内能，使得物体的温度升高；而在热机中，热能会转化为机械能，实现功的输出。
三、机械能和内能相互转换的物理实质机械能和内能相互转换的物理实质可以通过能量守恒定律来解释。
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一. 教学内容：动能和势能、物体的内能二. 重点、难点：了解动能的概念及影响动能大小的因素。
了解势能的概念及影响势能大小的因素。
了解机械能守恒。
理解做功和热传递是改变内能的两种方法及其方法的实质和等效性。
内能的概念。
应用改变内能的两种方法分析实例：气温随高度的增大而降低的现象。
教学过程：一. “能”是什么？能的概念跟前面学过的功的概念有密切联系。
一个物体能做功，我们就说它具有能。
能的形式是多种多样的。
今天，我们学习最常见的一种形式的能——机械能。
1）运动物体能做功。
就具有动能动能的大小跟哪些因素有关呢钢球把平面上的木块推得越远，做的功就越多，这是因为阻碍木块运动的摩擦力是一定的，推得越远说明克服摩擦力做的功越多，表示钢球推木块前具有的动能越大。
然后做同一个钢球从不同高度滚下的实验，从不同高度滚下的钢球的速度不同，得出：钢球速度越大，动能越大的结论；最后做质量不同的钢球从同一高度滚下的实验，引导学生观察得出：不同质量的钢球从同一高度滚下的速度是相同的，从而得出：质量越大，动能越大。
总结：运动物体的动能，与物体质量和运动速度两个因素有关。
质量相同时，速度越大，动能越大；速度相同时，质量越大，动能越大。
动能由质量和速度两个因素决定，且是随任一因素增大而增大的。
因此在比较物体的动能大小时：①当一个量相等，另一个较大时，则动能较大。
②当两个量都较大时，动能亦较大。
③当一个量较大，另一个量较小，则无法判断动能的大小。
2）被举高的物体具有能量例如，举高的重锤落下来打桩，拦河坝把水位升高，水流下来可以冲动水轮机等如果不把重锤举高，重锤就不能把木桩打入地里做功；如果没有重力作用，铁锤就不会落下来。
因此被举高的物体具有的能量叫做重力势能。
重力势能的大小与哪些因素有关呢？由重锤打桩得出：物体的质量越大，举得越高，重力势能就越大。
发生弹性形变的物体具有弹性势能弹性形变越大，弹性势能就越大3）动能和势能可以互相转化，如果没有摩擦阻力则动能和势能的转化过程中，机械能的总量保持不变（1）在动能和势能的相互转化过程中，必定有动能和势能各自的变化，而且是此增彼减。
（2）动能的增减变化，要以速度增减来判断。
（3）重力势能的增减变化，要以物体离地面高度的增减变化来判断。
（4）判断弹性势能的增减，要根据弹性形变大小的变化。
二. 1. 物质内部大量粒子在做无规则运动——热运动。
2. 温度越高，粒子的无规则运动（热运动）越剧烈。
内能：物体内部大量做热运动的粒子所具有的能。
无论是高温物体还是低温物体，都具有内能。
物体的温度升高，内能增大，温度降低，内能减小。
区别：内能与机械能。
1）内能与机械能是两种不同形式的能量。
2）一切物体都有内能，内能与物体内部的分子热运动以及分子间的相互作用情况有关，内能大小与温度有关。
而机械能则决定于整个物体的机械运动情况，与物体的运动速度和高度等有关。
三. 做功可以改变内能1. 克服摩擦做功、压缩气体做功（1）克服摩擦做功：（如图所示）可以看到U型管中的墨水左降右升。
（2）压缩气体做功：实验时看到棉花燃烧起来。
解释：（1）在摩擦生热的过程中，克服摩擦做了功，使物体的内能增大，温度升高；（2）活塞压缩空气做功，使空气内能增大温度升高，达到棉花的燃点使棉花燃烧。
（摩擦和压缩气体都可以说是对物体做了功）结论：对物体做功，可以使物体的内能增加。
演示实验：气体对外做功实验（1）生活例子：开啤酒瓶，观察瓶口发生的现象。
（2）如图所示，加热试管中的液体，沸腾时，可以看到塞子被冲出。
解释：瓶内的气体推动瓶塞做功时，内能减少，温度降低，使水蒸气凝成小水滴。
结论：物体对外做功，本身的内能就会减少。
小结：从能的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能与物体内能相互转化的过程。
功可以用来度量内能改变的多少。
联系与应用：（1）为什么气温随高度的增大而降低？——地面附近密度较小的空气吸收太阳辐射膨胀而上升，推挤周围空气对外做功，内能减小，温度降低；当上层气团因放出热量温度降低而下沉时，气团收缩，外界空气挤压气团，对气团做功，使气团的内能增大，温度升高。
（2）为什么用气筒给自行车打完气后，摸一下气筒的外壁，会变热？当我们给充足气的轮胎放气时，能看到在气门芯附近有一些小水珠，能解释这种现象产生的原因吗？2. 热传递可以改变内能1）热传递也可以改变物体的内能。
2）从能的转化看，热传递实质上是内能从高温物体传递到低温物体，或从同一物体的高温部分传递到低温部分的过程。
3）在热传递中，传递的能量的多少叫做热量，用Q表示。
4）物体从外界吸收多少热量，内能就增加多少；物体向外界放出多少热量，内能就减少多少，热量是物体内能转移的量度。
5）单位：功、能、热量的单位都是焦耳。
讨论：有一个装有铁屑的烧瓶，可以用什么方法使铁屑的内能增加？小结：改变物体的内能有两种方法：做功和热传递。
两种方法对改变物体的内能是等效的，但本质上有所区别。
四. 燃料的热值燃烧是贮存在燃料中化学能转化为内能的过程。
燃料的种类和常用燃料固体燃料：如木柴、煤等。
液体燃料：如汽油、柴油。
气体燃料：如煤气、天然气、氢气。
【猜测】放热的多少与什么有关？与燃料种类、燃料多少、能量损失……【验证1】放热的多少与燃料种类的关系。
假设：取相同质量（1千克），能量没有损失（完全燃烧），比较放热的多少。
引入概念：我们把1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。
单位：焦/千克读表：了解常用燃料的热值提问：热值是燃料的特性，不同的燃料的热值一般不同。
烟煤的燃烧值是多少？解释其意义。
要求学生答出：烟煤的燃烧值是2.9×107焦/千克。
它表示1千克烟煤完全燃烧放出的热量约是2.9×107焦。
教师：燃料的热值是以完全燃烧来定义的。
“完全”二字不省略，也不可用“充分燃烧”来代替，否则在质量相同条件下，燃料燃烧放出热量的多少就无法比较。
燃料完全燃烧放出热量的计算：已知烟煤的热值是2.9×107焦/千克，求3千克烟煤完全燃烧放出的热量是多少焦。
解：烟煤燃烧值：2.9×107焦/千克1千克烟煤完全燃烧放出的热量的2.9×107焦/千克。
2千克烟煤完全燃烧放出的热量是2.9×107焦×2=5.8×107焦。
3千克烟煤完全燃烧放出的热量是：2.9×107焦×3=8.7×107焦。
总结；燃料完全燃烧放出热量的计算公式。
燃料完全燃烧放出的热量=燃料的燃烧值×燃料的质量。
燃料热值的单位是焦/千克。
质量的单位是千克，热量的单位是焦。
思考：为什么火箭选用液态氢做燃料？分析：在常见的燃料中，氢是最好的燃料。
理由有三：燃烧完全相同质量的燃料，氢放出的热量最多；燃烧产物无污染；原料取之方便，可循环使用。
【典型例题】1. 高山上有一块大石头，稳稳地待在那里，它有没有能量?有什么能量?解析：从机械能和热能的角度分析，稳稳地只表示没有动能答案：有能量，势能热能2. 在空中飞行的球，它具有的重力势能是5焦，具有的动能是4焦，这只球具有的总机械能是多少?解析：动能和势能合称机械能答案：9焦3. 在同一高度铅球和棒球具有的重力势能不相等，若使它们的重力势能相等，可采取哪些方法?解析：这里高度相等了，要重力势能相等，必须还有一个因素，质量相等答案：使它们质量一样4. 说明下列物体具有什么形式的机械能：①在海上行驶的轮船；②高空中云彩里的小冰粒；③空中飞行的子弹；④拉长的弹弓橡皮条。
分析：从动能和势能的影响因素分析有没有具有动能和势能答案：①动能②动能和势能③动能和势能④势能5. 分析物体间能量的转化：电风扇通电转动，→；自行车刹车时，→；用煤气灶加热水，→；装得满满的一壶水烧开时，茶壶盖不断跳动，能→能；分析：各种能量之间的转化，电能和热能机械能的转化答案：1.电能机械能 2.机械能热能 3.化学能热能 4.热能机械能6. 判断：A. 冰水混合物的温度是0℃，所以没有内能。
（×）B. 任何物体都具有内能和机械能。
（×）C. 甲物体比乙物体的温度高，则甲比乙的内能大。
（×）D. 物体不一定都有内能。
（×）E. 某物体温度升高，它的内能一定增大。
（√）F. 物体不对外界做功，外界也不对物体做功，物体的内能一定不变。
（×）G. 一个物体不吸热也不放热，它的温度一定不变。
（×）H. 物体温度升高，一定是从外界吸收了热量。
（×）I. 只有一个物体不能发生热传递。
（×）J. 热量从热量多的物体向热量少的物体传递。
（×）7. “乐满地主题乐园”里有个极刺激的游乐项目：蹦极。
游乐者系上弹性牵索从高处跳下，利用牵索产生的弹力作用使自己在空中几番升降后静止。
那么游乐者在其中的下降过程中（）A. 重力势能一直在减小B. 动能一直在增大C. 重力势能一直在增大D. 机械能保持不变解析：动能和势能的相互转化的分析，看高度和速度以及质量的变化，下降高度变小，速度变大，后来静止，因为机械能转化成了热能答案：A8. 一个小朋友从滑梯上匀速滑下来的过程中，下列说法正确的是（）A. 动能减小，重力势能减小，机械能减小B. 动能减小，重力势能增大，机械能减小C. 动能不变，重力势能减小，机械能减小D. 动能不变，重力势能减小，机械能不变解析：动能和势能的相互转化的分析，看高度和速度以及质量的变化，下降高度变小，速度不变，动能不变，机械能变小，势能变小答案：C9. 甲是研究“物体动能的大小与哪些因素有关”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上不同的高度由静止滚下，打到同一个木块上。
图乙是研究“牛顿第一定律”的实验装置，实验中让同一钢球从斜面上相同的高度由静止滚下，在粗糙程度不同的平面上运动。
请回答以下问题：（1）设计甲实验的目的是研究钢球动能的大小与的关系；设计乙实验的目的是研究运动的钢球速度减小的快慢与所受的关系。
（2）甲实验是通过木块被推动的大小，说明钢球对木块做功的多少，从而判断钢球动能的大小；乙试验是通过钢球在粗糙程度不同的平面上运动的远近，推理得出：在理想情况下，运动的物体如果，将永远作匀速直线运动。
（3）两个实验都涉及到同一种物理方法，叫。
解析：此实验，研究动能大小与什么因素有关，动能大小与速度和质量有关系，两个变量，要注意控制变量研究。
答案：（1）速度，表面（2）距离没有受到阻力（3）控制变量法【模拟试题】（答题时间：60分钟）1. 一个铁球静止放在水平桌面上，另一个体积相同的木球在水平桌面上作匀速直线运动，如图，那么（）A. 木球的重力势能等于铁球重力势能B. 木球的动能大于铁球的动能C. 木球的机械能一定大于铁球的机械能D. 木球的机械能一定小于铁球的机械能2. 一只乒乓球从空中自由下落到地面后，又弹跳起来，乒乓球的动能何时最大？（）A. 球刚落下时B. 球下落了一半路程时C. 球刚与地面接触时D. 球返回原下落点时3. 人造地球卫星绕地球沿椭圆轨道运行，卫星在远地点向近地点运动时（）A. 势能减小，动能减小，速度越来越小B. 势能减小，动能增大，速度越来越大C. 势能增大，动能减小，速度越来越小D. 势能增大，动能增大，速度越来越大4. 下列说法中正确的是（）A. 物体的温度升高，它的内能一定增加B. 物体的温度升高，它一定吸收了热量C. 物体吸收了热量，它的温度一定升高D. 温度高的物体，具有的热量一定多5. 下列关于内能说法中正确的是（）A. 物体运动速度越大，内能越大B. 温度高的物体一定比温度低的物体内能大C. 静止的物体没有动能，但有内能D. 内能和温度有关，所以0℃的水没有内能6. 四口之家分别单独使用不同种类的燃料时平均月消耗量分别为：木柴约200kg，烟煤约80kg，液化石油气约30kg，煤气约60kg。