初中物理实验：机械能与内能相互转化实验研究
初中物理苏科版九年级全册《1机械能和内能的相互转化》课件
结论：1、做功可以改变物体的内能； 2、机械能可以转化为内能。
机械能转化为内能的现象
流 星 雨
机械能转化为内能的现象
机械能转化为内能的现象
给自行车车胎打 气，气筒发烫
古人钻木取火
站在雪地里手冷了，通 常怎样做可以使手暖和些？ 说出两种办法来，并说明 这样做的道理。
想一想
机械能可以转化为内能. 内能能不能转化为机械能呢?
做无规则运动 C．燃气推动纸筒飞出的过程相当于内燃机的
紧缩冲程 D．纸筒飞出后瓶内气体的内能减小，温度降低
谈谈收获
改
热传递
变
物 (内能的转移)
体
内
能
的
做功
方
式
(内能的转化)
吸热——内能增加
放热——内能减小 对物体做功——
内能增大
物体对外做功—— 内能减小
合作学习
给你一块冰，你能用哪些方法使其融 化？这些方法中，哪些是做功方式？哪 些是热传递方式？
可以使物体温度升高的方式： 1 热传递
2 做功
外 ( a )摩擦生热 界
对 物
(ｂ) 敲打（撞击）
体 做
( c )弯折
功 外界对物体做功,物体内能增加
机械能
内能
做一做：如何使一根铁丝的温度升高?
注
请用所给铁丝， 自选身边的物品进行实验
意
安
（6人组交流合作完成，比比看哪一组的办 法多）
全
向大家展示并讲授本组的实验过程
这对我们生活和生产有什么 影响呢？
内能转化为机械能的现象
燃料燃烧时将大量的内能转化为 机械能推动火箭升空
火药燃烧时的内 能转化为机械能
蒸汽机
用水壶烧水，水 蒸气将壶盖顶起
机械能与内能的相互转化以及热学计算
机械能与内能的相互转化以及热学计算一、机械能与内能的相互转化机械能是指物体由于其位置和运动状态所具有的能量，它包括动能和势能两部分。
而内能是指物体分子和原子内部运动的能量，与物体的温度有关。
机械能与内能之间存在相互转化的现象。
当机械能转化为内能时，物体的位置和运动状态发生改变，而内能会增加，从而导致物体的温度升高。
而当内能转化为机械能时，物体的位置和运动状态发生改变，而内能会减少，从而导致物体的温度降低。
具体的机械能与内能相互转化的实例有：水在电池中的转化、风力发电等。
在电池中，电能通过化学反应转化为机械能和热能。
当电池工作时，电解液中发生的化学反应会产生热能，而这部分热能会升高电解液和电池的温度，从而增加内能。
同时，电池中的电能也会通过外部电路传递给外界，实现机械能转化。
在风力发电中，风能通过风轮转化为机械能，从而带动发电机转动，产生电能。
而这个过程中，由于机械能的转化，风轮和发电机会产生摩擦热，从而增加内能。
二、热学计算热学是研究热量与能量转化的科学，它包括热力学和热传导等研究内容。
在热学计算中，常用的一些物理量和公式有：1. 热量传递的公式：热量传递的计算公式是Q=mcΔT，其中Q代表热量，m代表物体的质量，c代表物体的比热容，ΔT代表物体的温度变化。
这个公式可以用来计算物体在热量变化时的热量传递情况。
2.热传导公式：热传导的计算公式是Q=λAΔT/d，其中Q代表传导热量，λ代表物质的导热系数，A代表传导物体的面积，ΔT代表温度差，d代表传导距离。
这个公式可以用来计算物体通过导热方式传递热量的情况。
3.热功定理：热功定理是热力学的基本定律之一，它表示系统从外界吸收的热量等于系统对外界做的功加上系统内部的热能的增加。
数学表达式为Q=W+ΔU，其中Q代表系统吸收的热量，W代表系统对外界做的功，ΔU代表系统内部能量的增加。
这个定理可以用来计算系统的热功转化情况。
在热学计算中，我们常常利用这些公式和定理，结合具体的问题，来进行能量转化和热量传递的计算，从而得到所需的结果。
初中物理苏科版九年级全册《124机械能与内能的相互转化级》课件
机械能与内能的相互转化
教学课件
热传递——改变内能的一种方法
改变物体的内能还有其他方法吗？ 对物体做功也可以改变物体的内能
还有哪些事例也能说明做功可以改变物体的内能呢？ 现象：棉絮被点燃 结论： 对物体做功，可以使物体的内 能增大
此时：机械能转化为内能
想一想：要使铁丝的温度升高，你还有哪些方法？仅凭铁丝温度 升高，你能判断出是用哪种方式改变铁丝的内能的吗？
课堂练习
1、下列现象中，是用做功的方法来减小物 体内能的是（ DD ） A 、钻木取火 B 、用铁锤不断地敲打铁钉 C、 小孩从滑梯上滑下时，臀部有灼热感 D、 水蒸气冲开水瓶塞子
课堂练习
2、用铁锤敲DD打铁钉，铁钉温度会升 高这是因为（ ） A．铁锤把温度传给了铁钉 B．铁锤把热量传给了铁钉 C．铁锤把内能传给了铁钉 D．铁锤对铁钉做了功
课堂小结
1.做功是改变物体内能的另一种方式，做功改变内能，实质 是是内能与机械能的相互转化。
2.热机是将内能转化为机械能的设备。常见的内燃机有汽 油机和柴油机。
3.内燃机工作一个循环包括：吸气、压缩、做功、排气四 个冲程。其中做功冲程将内能转化为机械能对外做功，其余三 个辅助冲程靠飞轮的惯性完成。
气门吸入气缸。
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，机 械能转化为内能
做功冲程
在压缩冲程末尾，火花 塞产生电火花，使燃料猛烈 燃烧，产生高温高压的燃气 ，推动活塞向下运动，并通 过连杆带动曲轴转动,将内能 转化为机械能。
排气冲程
燃
进气门关闭，排气
做功和热传递在改变物体的内能上是等效的
做功的实质是： 能量的转化 热传递的实质是：能量的转移
《第十二章四、机械能与内能的相互转化》教学设计教学反思-2023-2024学年初中苏科版九年级上册
《机械能与内能的相互转化》教学设计方案（第一课时）一、教学目标本课时的教学目标是让学生掌握机械能与内能的基本概念及其相互转化的原理。
通过实验教学，使学生能够理解动能与势能之间的转化关系，以及这种转化与内能之间的联系。
同时，培养学生观察实验现象、分析实验数据的能力，激发学生对物理学习的兴趣和热情。
二、教学重难点教学重点：理解机械能与内能的概念，掌握动能与势能转化的基本规律。
教学难点：理解机械能与内能之间的相互转化过程，通过实验观察和分析，深入理解能量守恒定律。
三、教学准备1. 教材与教具：准备初中物理教材、相关课件、实验器材（如弹簧、小球、温度计等）。
2. 实验场地：确保有足够的空间进行实验操作，并准备安全防护措施。
3. 学生预习：布置预习任务，让学生提前了解机械能与内能的基本概念。
四、教学过程：一、引入课题在课程开始之初，教师首先会以一个生动的实验来引起学生的兴趣。
教师可以准备一个简单的摩擦生热实验，比如用一只手反复摩擦一根钢条，直至其变热。
这个实验直观地展示了机械能转化为内能的过程。
接着，教师可以引导学生思考日常生活中有哪些类似的现象，例如骑车时感受到的刹车时的热量等。
这样的导入能够使学生更加直观地感受到课题的重要性，为后续的深入学习打下基础。
二、知识点讲解1. 机械能与内能概念阐释在讲解中，教师将详细解释机械能和内能的概念。
机械能是指物体由于运动或位置变化所具有的能量，而内能则是物体内部粒子运动所具有的能量。
通过举例和图示，使学生更加清晰地理解这两个概念。
2. 机械能与内能的相互转化原理接下来，教师将详细介绍机械能与内能的相互转化原理。
这包括热能转化和做功转化两种形式。
通过理论分析和图示说明，让学生明白在何种情况下会发生这两种转化，并强调它们之间的联系和区别。
3. 转化实例分析为了使学生更好地理解机械能与内能的相互转化，教师可以举一些生活中的实例进行分析。
比如，摩擦生热、汽车发动机的能量转化等。
初中物理九年级上册12机械能与内能的相互转化教学设计
2.内能的概念及与温度、热量之间的关系：
-介绍内能的概念，以及内能与物体温度、热量的关系。
-解释内能对物体性质的影响，如熔化、汽化等。
3.机械能与内能的相互转化：
-讲解能量守恒定律，阐述机械能与内能相互转化的原理。
-通过实例和实验演示，让学生直观地观察能量转化的过程。
-教师点评各小组的表现，给予肯定和鼓励。
（四）课堂练习
1.教学活动设计：
-设计具有代表性的习题，帮助学生巩固所学知识。
-针对不同层次的学生，提供不同难度的练习题。
2.学生互动：
-学生独立完成练习题，检验自己的学习效果。
-学生之间相互讨论，解决练习中遇到的问题。
3.解答与反馈：
-教师针对学生的练习情况进行解答和反馈，帮助学生纠正错误。
-引导学生制定合理的改进教师应注意以下几点：
1.作业难度适中，符合学生的认知水平。
2.作业量适中，保证学生在课后有足够的时间进行复习和拓展。
3.注重培养学生的自主学习能力和合作精神。
4.关注学生的个体差异，提供不同层次的作业选项。
5.定期检查作业完成情况，及时给予反馈，鼓励学生持续进步。
3.总结归纳：
-教师对学生的回答进行点评，强调重点知识，梳理知识结构。
-提醒学生关注物理知识在实际生活中的应用，培养学生的学以致用能力。
五、作业布置
1.基础知识巩固：
-完成课后习题，对机械能与内能的概念、能量守恒定律等基础知识进行巩固。
-通过练习题，使学生更好地理解和掌握能量转化的过程及其在实际生活中的应用。
6.评价反思，促进发展：
-采用多元化评价方式，关注学生的知识掌握、技能发展、情感态度等多方面表现。
初中物理关于机械能守恒定律的实验与应用
初中物理关于机械能守恒定律的实验与应用在初中物理的学习中，机械能守恒定律是一个重要的知识点。
它不仅在理论上具有深刻的意义，而且在实际生活和科学研究中有着广泛的应用。
接下来，让我们一起深入探讨机械能守恒定律的实验与应用。
一、机械能守恒定律的概念机械能守恒定律指的是：在只有重力或弹力做功的物体系统内，动能与势能可以相互转化，而总的机械能保持不变。
这里的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，其大小与物体的质量和速度有关，公式为 Ek ＝ 1/2 mv²，其中 m 是物体的质量，v 是物体的速度。
势能又分为重力势能和弹性势能。
重力势能是物体由于被举高而具有的能量，其大小与物体的质量、高度以及重力加速度有关，公式为 Ep ＝ mgh ，其中 h 是物体相对参考平面的高度。
弹性势能是物体由于发生弹性形变而具有的能量，其大小与形变程度有关。
二、实验探究机械能守恒定律1、实验目的通过实验验证机械能守恒定律。
2、实验原理在自由落体运动中，只有重力做功。
若选取某一点为参考点，测量物体下落过程中不同位置的速度和高度，计算出相应的动能和重力势能，若在误差允许的范围内，动能的增加量等于重力势能的减少量，即可验证机械能守恒定律。
3、实验器材打点计时器、纸带、重锤、铁架台、刻度尺、交流电源等。
4、实验步骤（1）将打点计时器固定在铁架台上，纸带穿过打点计时器，与重锤相连。
（2）接通电源，让重锤自由下落，打点计时器在纸带上打下一系列的点。
（3）选取几个清晰的点，测量出相邻两点之间的距离，计算出对应的速度和高度。
（4）比较不同位置的动能增加量和重力势能减少量。
5、数据处理与分析计算各点的速度，根据公式 Ek ＝ 1/2 mv²计算动能，根据公式 Ep ＝ mgh 计算重力势能。
比较动能的增加量和重力势能的减少量，若两者在误差允许的范围内相等，则验证了机械能守恒定律。
6、实验误差分析（1）纸带与打点计时器之间的摩擦会导致机械能的损失。
初中物理九年级上册12机械能与内能的相互转化优秀教学案例
4.总结归纳与作业小结：在学生小组讨论结束后，我对所学内容进行总结和归纳，梳理出关键点和难点，帮助学生巩固所学知识。同时，我布置一些与机械能与内能相互转化相关的作业，让学生在课后进行练习和巩固。这种总结归纳与作业小结的方式能够使学生更好地整理和巩固所学知识，提高他们的学习效果。
（五）作业小结
在课堂教学的最后，我会布置一些与机械能与内能相互转化相关的作业，让学生在课后进行练习和巩固。同时，我还会提醒学生在完成作业的过程中要注意思考和总结，及时发现和解决问题。
五、案例亮点
1.生活情境导入：通过邀请同学表演滑翔机杂技的方式导入新课，激发了学生的兴趣，引发了他们对机械能与内能相互转化的思考。这种生活情境的导入使学生能够更好地将抽象的物理知识与实际生活联系起来，增强了学生对知识的理解和记忆。
（二）过程与方法
在教学过程中，我注重培养学生的科学思维和方法。首先，我会引导学生通过观察和实验来发现问题，培养他们的观察能力和实验能力。例如，在讲解摩擦生热现象时，我会让学生亲自体验摩擦木块的过程，观察木块的温度变化，从而引导学生发现摩擦力将机械能转化为内能的过程。
其次，我会引导学生运用科学的方法去分析和解决问题。例如，在讲解能量守恒定律时，我会让学生通过实验和计算来验证这一定律，培养他们的实验操作能力和数学计算能力。同时，我还会鼓励学生进行小组讨论和合作，培养他们的团队合作能力和交流沟通能力。
此外，我还会利用多媒体技术为学生呈现真实的场景，如播放飞机起飞和降落的视频，让学生直观地了解机械能与内能的相互转化过程。通过情景创设，激发学生的学习兴趣，提高他们的主观能动性。
初中物理九年级上册12机械能与内能的相互转化教学设计
（三）情感态度与价值观
1.培养学生热爱科学、追求真理的精神，激发学生对物理学科的兴趣和好奇心。
2.培养学生节约能源、保护环境的意识，使学生认识到能源问题的重要性，养成良好的生活习惯。
3.培养学生勇于探索、敢于创新的精神，鼓励学生在学习过程中提出新观点、新方法。
4.培养学生具备批判性思维，敢于质疑、善于思考，形成独立思考问题的能力。
在本章节的教学过程中，教师应注重理论与实践相结合，关注学生的个体差异，充分调动学生的积极性与主动性，使学生在掌握物理知识的同时，提高自身的综合素质。通过本章节的学习，使学生能够更好地理解能量守恒定律，认识机械能与内能的相互转化，为后续学习热力学知识打下坚实基础。
初中物理九年级上册12机械能与内能的相互转化教学设计
一、教学目标
（一）知识与技能
1.让学生理解机械能与内能的概念，掌握它们之间的相互转化关系，了解各种能量转化的实例。
2.培养学生运用能量守恒定律分析物理现象的能力，能正确解释日常生活中的能量转化问题。
3.使学生掌握用简单的物理实验方法探究能量转化的过程，能设计简单的实验方案来验证机械能与内能的相互转化。
3.完成课后练习题，包括以下类型：
a.选择题：测试学生对机械能与内能概念的理解。
b.填空题：考查学生对能量守恒定律的认识。
c.计算题：培养学生运用公式进行能量计算的能力。
d.分析题：要求学生分析实际问题时，能够运用所学知识进行解答。
4.阅读拓展材料，了解能源转换技术的发展及其在生活中的应用，并结合所学知识，撰写一篇关于能源转换技术的科普文章。
4.培养学生运用数学知识进行能量计算，能熟练运用公式进行能量转换的计算。
苏科版初中物理九年级上册12.4机械能与内能的相互转化(第1课时)教案
教案：苏科版初中物理九年级上册 12.4 机械能与内能的相互转化（第1课时）一、教学内容本节课的教学内容选自苏科版初中物理九年级上册第12.4节，主要讲述机械能与内能的相互转化。
具体内容包括：1. 了解机械能和内能的概念及其相互转化原理。
2. 掌握做功可以改变物体的内能，以及内能与机械能的相互转化过程。
3. 探究影响内能大小的因素，如质量、温度、状态等。
4. 掌握热量的概念，了解热传递过程中能量的转移。
二、教学目标1. 能够准确地描述机械能与内能的相互转化过程。
2. 能够运用所学知识分析生活中有关机械能与内能转化的问题。
3. 培养学生的实验操作能力，提高学生的科学探究能力。
三、教学难点与重点重点：机械能与内能的相互转化原理，影响内能大小的因素。
难点：内能与机械能转化的过程，热量概念的理解。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、实验器材（如滑轮组、小车、加热器等）。
2. 学具：笔记本、笔、实验报告单。
五、教学过程1. 实践情景引入：通过展示一个滑轮组提升重物的视频，引导学生思考滑轮组提升重物过程中能量的转化。
2. 知识讲解：讲解机械能与内能的概念，阐述机械能与内能的相互转化原理。
3. 实验演示：演示滑轮组提升重物实验，引导学生观察和记录实验数据。
4. 随堂练习：根据实验数据，计算重物上升过程中机械能与内能的转化。
5. 例题讲解：讲解一道关于内能与机械能转化的例题，引导学生运用所学知识解决问题。
6. 小组讨论：讨论影响内能大小的因素，如质量、温度、状态等。
7. 热量概念讲解：讲解热量的概念，阐述热传递过程中能量的转移。
8. 作业布置：布置一道有关机械能与内能转化的作业题目，要求学生课后完成。
六、板书设计板书内容主要包括：1. 机械能与内能的概念及相互转化原理。
2. 影响内能大小的因素：质量、温度、状态等。
3. 热量概念及热传递过程中能量的转移。
七、作业设计作业题目：一个质量为2kg的物体，从地面上升到高度为10m的位置，求物体上升过程中机械能与内能的转化情况。
机械能与内能的相互转化(第一课时)
三、机械能与内能的相互转化（第一课时）江宁区丹阳初级中学耿其根一、教学设计本节是在机械能和内能后，掌握了影响机械能大小的因素、影响内能的大小因素，并且知道动能和势能之间可以相互转化，能量知识的自然延伸和拓展，内容主要包括对物体做功，内能增大，物体对外做功内能减小，以及能量转化的应用—内燃机。
其中对物体做功是本节的入门，物体对外做功是本节的难点，日常生活中的实例较少，最后介绍内能的利用－内燃机，本节是初中物理的能量内容的重点之一。
本节做好几个关键的实验是理解机械能和内能的相互转化的前提和关键，而这些实验所蕴含的研究方法、实验设计思想更为重要，更有学习意义。
因此，本节内容是加强方法教育、培养学生学会质疑、学会探究从而学会学习的良好课题。
本课教学一开始，我先通过观察两幅图片，激起学生的疑问，然后学生做弯折铁丝实验，进一步激起学生的学习兴趣，在此基础上，做双手互搓实验，教师做演示实验空气压缩引燃仪实验，在大量事实情况下引导学生总结归纳出机械能可以转化为内能，培养了学生归纳思维，实事求是的科学素养。
在此基础上，做点火爆炸实验，让学生分析机械能怎么产生的，再联系到内能的消耗，启发学生得到物体对外做功，内能转化为机械能。
再联系生活场景，水壶里的水烧开了，壶盖会被顶起来，这时水蒸气对壶盖做功，内能减小。
这两个实验能够看到得到机械能，但都不能明显的看出温度的降低，学生的思维在这里可能卡壳，所以为了体现一切物理知识都以事实为根据的物理研究方法，我安排做了给瓶子打气，瓶内空气对瓶塞做功，可以看到瓶内出现“白雾”的实验。
“白雾”现象很明显，经过推理，瓶内空气温度降低了，有力的说明了内能减小了。
课外还可以安排学生测量轮胎放气时，温度是否降低了，让学生切身体会内能转化为机械能的事实根据，学生才会把知识学的牢固，学的透彻。
通过讨论上述两种实验现象，得出做功是改变物体内能的另一种形式。
从酒精点火爆炸引出，爆炸虽然危险，但这种现象能不能利用呢，很自然的引出热机的教学，也培养了学生的辨正思维能力。
物理试题机械能的转化与守恒实验
物理试题机械能的转化与守恒实验物理试题：机械能的转化与守恒实验前言在物理学中，机械能转化与守恒是一个重要的概念。
它描述了在机械系统中，能量可以从一种形式转化为另一种形式，但总能量保持不变。
本实验旨在通过一系列实验操作，探究机械能的转化与守恒的原理和规律。
实验一：弹簧振子实验目的：观察和分析弹簧振子中机械能的转化与守恒过程。
实验器材：1. 弹簧振子装置2. 钢球3. 测量尺子4. 计时器实验步骤：1. 将弹簧振子装置固定在水平台上，并调整至平衡位置。
2. 将钢球抬至一定高度并释放，记录下计时器的时间t1。
3. 观察钢球经过的高度，以及在不同位置的动能和势能变化情况。
4. 记录钢球到达最低点时的时间t2，计算出下降过程中的平均速度v。
实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们得到以下结果：1. 钢球在上升过程中动能逐渐减小，而势能逐渐增大。
2. 钢球在下降过程中动能逐渐增大，而势能逐渐减小。
3. 动能和势能的总和保持不变，即机械能守恒。
结论：根据实验结果和分析，我们可以得出结论：在弹簧振子中，钢球的机械能在上升和下降过程中相互转化，但总能量保持不变，符合机械能守恒定律。
实验二：滑块沿斜面的运动实验目的：研究滑块沿斜面运动中机械能的转化与守恒。
实验器材：1. 斜面2. 滑块3. 钢球4. 测量尺子实验步骤：1. 将滑块放置在斜面上，并固定好斜面的角度。
2. 将钢球放在滑块上，抬起滑块使钢球从静止状态开始运动。
3. 记录下钢球滑动一段距离所用的时间t1。
4. 分析滑动过程中机械能的转化情况，特别是动能和势能的变化。
5. 记录钢球滑动到终点所用的时间t2，并计算平均速度v。
实验结果与分析：通过实验观察和数据记录，我们得到以下结果：1. 钢球在滑动过程中，动能逐渐增大，而势能逐渐减小。
2. 动能和势能的总和保持不变，即机械能守恒。
结论：根据实验结果和分析，我们可以得出结论：在滑块沿斜面运动过程中，钢球的机械能在动能和势能之间相互转化，但总能量保持不变，符合机械能守恒定律。
初中苏科版九年级上册12.4机械能与内能的相互转化教学设计
-强调学生在日常生活中注意观察能量转化的现象，学以致用。
五、作业布置
为了巩固学生对“机械能与内能的相互转化”知识点的掌握，提高学生的应用能力和解决问题的能力，特布置以下作业：
1.结合教材内容，完成课后练习题第1、2、3题，加深对机械能与内能转化规律的理解。
-难点在于培养学生的实验操作能力、观察能力和数据分析能力。
（二）教学设想
1.采用情境导入法，激发学生的学习兴趣。
-教学开始时，展示生活中机械能与内能转化的实例，如自行车刹车时的摩擦生热现象，引发学生对本章节内容的兴趣。
2.运用问题驱动的教学方法，引导学生主动探究。
-教师提出具有挑战性的问题，如“为什么自行车刹车时会产生热量？”让学生通过小组合作、讨论交流，寻找答案。
四、教学内容与过程
（一）导入新课
1.教学活动设计
-以生活中常见的实例作为导入，如自行车刹车时产生的热量，让学生思考这个现象背后的原因。
-提问：“同学们，你们知道自行车刹车时为什么会产生热量吗？这与我们今天要学习的机械能与内能有什么关系？”
2.教学目标
-激发学生对本节课的兴趣和好奇心。
-引导学生回顾已学的能量知识，为新课的学习做好铺垫。
初中苏科版九年级上册12.4机械能与内能的相互转化教学设计
一、教学目标
（一）知识转化关系。
-学生能描述机械能包括动能、势能，内能包括热能、化学能等。
-学生能解释机械能与内能相互转化的实例，如摩擦生热、物体下落等。
2.学会运用能量守恒定律分析机械能与内能相互转化的过程。
-学生在学习过程中，感受到科学的魅力，提高对科学知识的兴趣。
-学生通过学习，认识到科学技术对社会发展的作用，增强科学素养。
初中物理苏科版九年级上册四、机械能与内能的相互转化
2、条件：A、温度达到燃点
B、需要空气 3、实质：化学能转化为内能 【猜想】燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关呢？ （质量） （燃料种类） （燃烧程度） 【探究】燃料燃烧放出的热量与燃料种类的关系。
一、内能的改变
【思考】 除了通过热传递的方式来改变内能，还有其 他方法能够改变内能吗？ 【方法】 对物体做功 （机械能转化为内能）
小心烫手！
弯折发热
摩擦生热
压缩引火
【辨析】 1.两者的区别和联系。本质不同
效果相当 2.对物体做功，物体内能一定增加吗？
1.铁锤敲打铁钉，铁钉温度升高这是因为 （ ） A．铁锤把温度传给了铁钉 B．铁锤把热量传给了铁钉 C．铁锤把内能传给了铁钉 D．铁锤对铁钉做了功 2.下列说法中正确的是（ ） A．做功和热传递是等效的 B．物体的温度升高，一定是吸收热量 C．对物体做功，内能一定增加 D．物体内能增加，一定对物体做功了
四、热机的缺陷和改进
【缺陷】 说说热机使用的危害和困境。
环境污染
能源枯竭
【改进】 1.新能源。氢、生物燃料、太阳能等
2.高效率。使燃料充分燃烧、减少各种损耗 3.零排放。 4.超静音。 5.强动力等。
五、内能的来源
【思考】还有其他能量能够转化为内能吗？ 【方法】电加热 燃烧等化学反应 1、物质：燃料
3.进行如图实验操作时， 会发现薄壁金属管内乙 醚会沸腾，产生的乙醚 蒸气会把塞子冲开，这 种现象的解释是： 【解析】 来回拉绳子时，克服绳子和管壁的做了功， 使绳和金属管的 醚进行了 增加， 升高。金属管又和乙 增加， 升高，直到 ，使乙醚的
乙醚沸腾，产生大量的乙醚蒸气，蒸气膨胀把管塞
冲开。此时看到管口出现大量
纽科门发明蒸汽机
初中物理机械能与内能的转化
初中物理机械能与内能的转化知识点梳理：二、典例剖析考点1改变内能的方式例题1下列事例中，改变物体内能的方式与其它三个不同的是（）A．用力搓手，手会发热B．用炉灶烧水，水温升高C．气缸内气体被压缩，温度升高D．用锯条锯木头，锯条温度升高举一反三：1、如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部，放入一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，玻璃筒内的空气温度升高，空气的内能________(选填“增加”或“减少”)，空气的内能是通过________方式改变的；筒内的棉花由于温度升高到着火点而燃烧，棉花的内能是通过________方式改变的．2、如图所示实验或事例，属于通过做功的方法改变物体内能的是（）考点2热机的工作过程例题2汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（）A．甲冲程是把机械能转化为内能B．乙冲程是把内能转化为机械能C．丙冲程是把机械能转化为内能D．丁冲程是把内能转化为机械能举一反三：如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（）A.甲、乙、丙、丁B.丁、丙、乙、甲C.甲、丁、乙、丙D.甲、丙、乙、丁考点3机械能与内能的相互转化例题3实验装置如图所示，加热试管使水沸腾。
对观察到的现象分析正确的是（）A．玻璃管口冒出“白气”是汽化成的水蒸气B．加热使水升温是通过做功的方式改变水的内能C．小叶轮的转动说明永动机是可以实现的D．小叶轮转动，水的内能转化为叶轮的机械能举一反三：一天，小李在家玩火柴盒．他反复让火柴盒从同一高度自由下落，发现在甲情况下，火柴盒落到桌面后大多会反弹；乙情况下（火柴盒盒芯部分拉出），火柴盒落到桌面后盒芯插回外盒而不反弹．对上述现象的解释，合理的是（）A、甲中火柴盒与桌面碰撞时有弹力作用，而乙情况则没有B、甲中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变C、乙中火柴盒与桌面碰撞后机械能不变D、乙中火柴盒与桌面碰撞时，盒芯与外盒发生摩擦，机械能大大减少．考点4热值及其计算例题4关于燃料的热值，以下说法中正确的是（）A．燃烧1千克某种燃料放出的热量叫这种燃料的热值B．燃料燃烧时，质量越大，热值越大C．燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小D．燃料的热值与燃料的种类有关系，与燃料的质量和燃烧状况无关例题5冬天，生火炉取暖的燃料是无烟煤，它的热值为3.4×107J/kg，当火炉燃烧了1kg 这种煤，则（）A．屋子将吸收 3.4×107J的热B．火炉放出了 3.4×107J热量C．屋子吸收的热量小于 3.4×107J热量D．火炉放出的热量略大于3.4×107J热量例题6王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水．铁锅内装有5kg水，把水从18℃加热至98℃，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)．如果木炭的热值为3.4×107J/kg，它燃烧放出的热有10%被水吸收．求：（1）在这个过程中水吸收的热量；（2）在这个过程中用掉多少木炭．举一反三：1、下列关于热值和热机效率的描述，正确的是（）A．使燃料燃烧更充分，可以增大热值B．使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率C．燃料燃烧释放的热量越大，热值越大D．热值和热机效率都是定值，与外界条件无关2、如图所示，是最新一款无人驾驶汽车原型图．汽车自动驾驶时使用雷达传感器，以及激光测距器来了解周围的交通状况．该款车以72km/h的速度在一段平直的公路上匀速行驶了8km时，消耗汽油1.5L．假设燃油完全燃烧，汽油机的效率为30%，那么，在这段运动过程中，求：（1）该汽车发动机做的有用功是多少?（2）该汽车的输出功率为多少?（已知：汽油的密度为0.8×103kg/m3，汽油的热值为4.5×107J/kg）考点5热学计算综合例题5认识自然，亲近自然。
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初中物理实验：机械能与内能相互转化实验研究
每一名从事初中物理教学的教师，在机械能与内能的相互转化章节教学中都要做两个物理演示实验，但要顺利完成这两个实验也许或多或少存在一些困难。
各种教学资料中有关这两个物理实验特别是关于空气压缩引火仪的论述很多，但大多是从物理教学的需求来研究的，重点是如何使用器材，而笔者是从实验管理员的角度，着眼于器材制作和功能，重点是如何确保器材在实验中能正常使用，保证实验效果，从而为实验教学提供保障。
一、内能转化为机械能—酒精蒸汽爆炸装置
苏科版初中物理教材第十二章第四节《机械能与内能的相互转化》中的实验：演示点火爆炸—将内能转化为机械能，教材中有一张装置图片，但实验室没有现成的成套器材，需要自制。
制作材料：电子点火枪、塑料盒、5号电池、电烙铁。
材料来源：电子点火枪从液化气加气站门市部购得，每把15元左右（饭店多灶头点火工具）；塑料盒可用照相馆的废弃胶卷盒，其他塑料盒也可以，但盒体和盖配合应是压扣式而不是螺旋式。
制作方法：自制该实验装置主要是模仿教材中的设计，但教材中的文字叙述存在一些问题，如“在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电子火花发生器的按钮。
你观察到什么现象？”
问题1：钻这个孔需要选用多大直径的钻头？
问题2：如何确保孔和放电管紧密配合？
问题3：滴入数滴酒精？是2滴还是3滴或是更多？
问题4：观察到什么现象？是用眼睛来观察吗？这与塑料盒透明有关吗？
笔者的做法是：用烧热的电烙铁在盒盖上烫一个孔，趁孔的四周塑料还是柔软时就将放电管塞进去，这样孔的大小和放电管就匹配了，冷却后虽有间隙但不会影响实验效果，不必“紧紧地塞进孔中”。
酒精量的控制为，不管滴入多少酒精，摇晃几下塑料盒，然后将盒底朝上倒掉多余的酒精。
如果一定要说量的多少，应是用滴管滴2～3滴。
做演示实验前在盒外试一下电子枪，观察有没有电火花，也就是说电子枪是否正常。
塑料盒盖上盖子后，一只手拿电子枪，另一只手握住塑料盒，将其加热一下，这一步很重要，因为我们点燃的是酒精蒸汽，用手掌加热一下塑料盒是为了加快酒精的蒸发，等待5～10秒，让盒内的酒精基本变成酒精蒸汽，这时就具备了点火条件，按动按钮就行了。
确保实验成功的条件有两个：一是电火花正常，如果是用打火机改装就无法确保电火花强劲和稳定；二是酒精蒸汽的浓度达到爆炸要求（参数为：爆炸极限浓度3.5%～18.0%（V/V））。
由于爆炸是在瞬间完成，学生基本上是听到爆炸声。
二、做功改变物体的内能—空气压缩引火仪
苏科版初中物理教材第十二章第四节《机械能与内能的相互转化》中的实验：空气压缩引火仪。
这一实验是物理传统实验，各种版本的教材上都有，有成熟的产品可供采购，也有很多关于它的使用和改进的好建议，但笔者认为要研究它，还是从仪器说明书入手比较好。
空气压缩引火仪说明书中的使用方法：取绿豆大小的普通棉花，置于活塞端部，盖好简盖，用手心按住手柄，用力将活塞快速一压使气缸内空气骤然压缩，
即可看到棉花燃烧发光的现象，并有白烟。
当再做实验时，应先排除气缸内废气吸进新鲜空气。
注意事项：（1）演示时棉花不宜放得过多，用量以绿豆大小为宜。
（2）活塞应保持含油状态，否则会干裂老化。
（3）使用前在活塞上涂上油脂（蓖麻油或清洁机油）。
（4）使用后应擦去气缸内的污物。
疑问1：绿豆大小是压紧的还是疏松？
疑问2：快速一压有多快？力气小的女教师能行吗？
疑问3：活塞应保持含油状态，活塞上的橡胶圈应该这样保管吗？
疑问4：使用前在活塞上涂上油脂，这个方法对吗？
笔者的操作方法：引火仪圆筒内壁要保持干燥、清洁。
不能有油渍，必要时要用布条擦拭。
硝化棉用量不是绿豆大小而是要将硝化棉撕开，取薄薄的一小块，有半个指甲盖大小就行，若论质量应是毫克级，类似于一片小雪花。
实验操作分三步：第一步，用专用清洁棒将硝化棉推至空气压缩引火仪圆筒的底部。
再将压缩杆放入圆筒，旋转圆筒盖子。
第二步，竖直放好空气压缩引
火仪，将压缩杆向下试压一下，再拉起3 cm左右。
第三步，用手掌对压缩杆用力一拍，实验就成功了。
为什么不能使用油脂？橡胶及其制品在加工、贮存和使用过程中，由于受内外因素的综合作用而引起橡胶物理化学性质和机械性能的逐步变差，最后丧失使用价值，这种变化叫做橡胶老化。
表面上表现为龟裂、硬化等。
橡胶老化的因素：氧、臭氧、热、光、机械应力、水分、油类等。
如何做一根空气压缩引火仪专用清洁棒？教师在使用空气压缩引火仪中往往存在这样的问题：放入圆筒内的硝化棉或火柴头没有点着，由于受到挤压又很难倒出。
多次积累后会影响后面实验的成功率。
怎样清除？笔者做了一种专用清洁棒，它的顶端是楔形刀口，这个楔形刀口具有挖掘功能，能将压紧的物品挖松，从而使之轻松地倒出来。
怎样制作这个清洁棒？可以利用旧的实验器材微小压强计中的金属棒，这个金属棒长度、粗细和硬度正好合适，利用砂轮机斜斜地磨去金属棒顶端的一部分而形成楔形，由于尖端在圆棒的边缘呈圆弧形，方便对圆筒内壁的污垢进行清洁，不过楔形的边缘要用磨刀石修整光滑，以防损伤圆筒内壁，用一块薄布裹在金属棒上沾些酒精就能将圆筒壁擦拭干净。
如何制作硝化棉？（1）仪器、药品：浓硝酸，浓硫酸，大号磨口试剂瓶及磨口塞，玻璃棒，大号镊子。
（2）配置混酸：在大号的磨口试剂瓶中加入浓硝酸：浓硫酸=1：3～4（V/V），注意要把硫酸倒入硝酸中，防止溅洒，混合后用玻璃棒轻轻搅拌或微微晃动瓶身，盖上玻璃塞冷却至室温备用。
（3）硝化：要慢慢加，棉花不要加太多，刚好能被混合酸完全浸泡即可，将脱脂棉一小块一小块地加入混合的酸液中，同时用玻璃棒将其间的空气泡挤出，最后使瓶中留有5 mm的酸液层（被硝化物不要露出酸液表面），泡1～2小时。
（4）清洗：大号镊子取出硝化棉，用大水冲洗至闻不出酸味，晾干即可。
（5）保存：装入高密度聚乙烯瓶（平时装固体化学药剂的容量瓶），外部套上黑色塑料袋，干燥、阴凉保存。
（6）质量鉴定：点燃，强棉只会留有微量残渣，无酸味。
硝化棉会自行分解，长期存放时要定期检查变质状况，可以取少量硝化棉点燃，闻闻燃烧后的烟气酸味重不重，若有强烈的刺激性酸味，则质量不好，但轻微变黄并不影响使用。
以上实验研究起源于教师的抱怨，一位说三个班使用电子枪，只有一个班响了，能不能响要碰运气。
另一位说两个实验全部失败了，抱怨器材有问题，影响了教学。
失败的原因是器材还是操作方法呢？笔者认为器材是基础，操作是关键。
实验室管理员要帮助教师熟悉器材，提高操作技能。
收稿日期：2012-01-16
作者单位：江苏省南京市高淳县第二中学。