第十二章《机械能和内能》-2024-2025学年九年级物理上学期期末复习必背知识点（苏科版）

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2024-2025学年九年级物理上学期期末复习必背知识点

第十二章《机械能和内能》

第一节 动能 势能 机械能

1、机械能的概念

（1）动能概念：物体由于运动而具有的能，叫做动能。一切物体都具有动能；单位：焦耳（J）。

（2）势能：弹性势能和重力势能统称为势能。物体由于被举高而具有的能量，叫做重力势能；物体由于发生弹性形变而具有的能，叫做弹性势能；单位：焦耳（J）。

（3）机械能：动能和势能之和称为机械能。动能和势能都属于机械能，动能是物体运动时具有的能量，势能是存储着的能量，动能和势能是机械能的两种表现形式。机械能大小：动能和势能的总和。

2、动能和势能影响因素

（1）影响动能大小的因素：物体的质量和速度。物体的质量越大，速度越大，物体具有的动能就越大。

（2）影响重力势能大小的因素：物体的质量和物体所处的高度。物体的质量越大，所处的高度越高，物体的重力势能就越大。

（3）影响弹性势能大小的因素：弹性形变程度。同一物体在弹性形变范围内的弹性形变程度越大，弹性势能就越大。

3、动能和势能的转化与守恒

（1）动能和重力势能之间可以相互转化。动能和重力势能之间的相互转化一般发生在只受重力作用下的运动过程中，例如滚摆在下降的过程中，越转越快，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能；滚摆在上升过程中，越转越慢，它的重力势能越来越大，动能越来越小，动能转化为重力势能；

（2）动能和弹性势能之间也可以相互转化。它可以发生在同一物体上，也可以发生在不同物体之间，例如，从高处落下的皮球与地面撞击的过程中，由于皮球发生弹性形变，皮球的动能转化为弹性势能，皮球在恢复形变的过程中，它的弹性势能转化为动能．拉弯的弓把箭射出去的过程中，拉弯的弓具有弹性势能，射出去的箭具有动能，这是弓的弹性势能转化为箭的动能；

（3）机械能守恒：如果只有动能和势能的相互转化，机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。做功角度：只有重力或弹力做功，无其它力做功；其它力不做功或其它力做功的代数和为零；系统内如摩擦阻力对系统不做功。能量角度：首先只有动能和势能之间能量转化，无其它形式能量转化；只有系统内能量的交换，没有与外界的能量交换。

机械能守恒一般都是理想状态下才发生的，物体能量的转化一般都不太可能只有机械能的转化，还有其他能量的转化。

第二节 内能 热传递

1、内能的概念

（1）分子有质量，分子在不停地做着无规则运动，所以分子具有动能；分子间存在着相互作用力，所以分子之间还具有势能；在物理学中，把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。

（2）单位：内能的单位是焦耳，简称焦，用字母J表示。

（3）内能的特点：①任何物体在任何情况下都具有内能；②内能具有不可测量性，即不可能准确地知道一个物体具有多少内能；③内能是可以变化的；④对单个分子或少量分子谈内能是无意义的。

2、热传递的概念

（1）热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分的现象，叫做热传递。没有做功而使内能改变的物理过程叫做热传递。

（2）热传递的三种方式：热传导、热对流和热辐射。

①传导——热量通过接触物体由高温部分向低温部分传递；

②对流——通过液体或气体（流体）自身的流动由高温部分向低温部分传递；

③辐射——热量不通过物体媒介，直接由高温物体发射到低温物体的传递。

（3）热传递的实质：热传递实质上传递的是能量，结果是改变了系统的内能。传递能量的多少用热量来量度。

（4）热传递具有方向性，热量从高温物体传递到低温物体，或从物体的高温部分传递到低温部分，不会自发的从低温物体传递到高温物体或从物体的低温部分传递到高温部分。

3、改变内能的方式：做功和热传递。

（1）物体对外做功，物体的内能减小；外界对物体做功，物体的内能增大。

（2）热传递发生的条件：存在温度差。

能量（内能）从高温物体转移到低温物体：

a．高温物体内能减小，温度降低，放出热量；

b．低温物体内能增大，温度升高，吸收热量。

（3）做功和热传递在改变内能方面是等效的，但实质不同：做功改变内能属于能的转化，热传递改变内能属于能的转移。

4、温度、热量与内能的关系

（1）内能和温度的关系：①物体内能的变化，不一定引起温度的变化，这是由于物体内能变化的同时，有可能发生物态变化；如晶体的熔化和凝固过程，还有液体沸腾过程，内能变化，温度保持不变；②温度的高低，标志着物体内部分子运动速度的快慢， 因此，物体的温度升高，其内部分子无规则运动的速度增大，分子的动能增大，因此内能也增大，反之，温度降低，物体内能减小，因此，物体温度的变化，一定会引起内能的变化。

（2）内能与热量的关系：① 物体的内能改变了，物体却不一定吸收或放出了热量，这是因为改变物体的内能有两种方式：做功和热传递，即物体的内能改变了，可能是由于物体吸收（或放出）了热量也可能是对物体做了功（或物体对外做了功）；②热量是物体在热传递过程中内能变化的量度，当物体与外界不做功时，物体吸收热量，内能增加，物体放出热量，内能减少，因此物体吸热或放热，一定会引起内能的变化。

（3）热量与温度的关系：① 物体吸收或放出热量，温度不一定变化，这是因为物体在吸热或放热的同时，如果物体本身发生了物态变化（如冰的熔化或水的凝固），这时，物体虽然吸收（或放出）了热量，但温度却保持不变；

②物体温度改变了，物体不一定要吸收或放出热量，也可能是由于对物体做功（或物体对外做功）使物体的内能变化了，温度改变了。

（4）内能和温度是物体本身就具有的，而热量是伴随着热传递存在的，内能和温度都是状态物理量，而热量则是过程物理量；物体吸收热量，内能一定增加，温度不一定升高；物体温度升高，内能一定增加．三个物理量之间既有密切联系，又有本质区别。

※注意热量、温度和内能：“热量不能含、温度不能传、内能不能算”。

第三节 物质的比热容

1、水的比热容应用

（1）由于水的比热容较大，一定质量的水吸收（或放出）很多的热而自身的温度却变化不多，有利于调节气候；

（2）夏天，太阳光照射到海面上，海水的温度在升高过程中吸收大量的热，所以人们住在海边并不觉得特别热；

（3）冬天，气温低了，海水由于温度降低而放出大量的热，使沿海气温不至于降得太低，所以住在海边的人们又不觉得特别冷；

（4）一定质量的水升高（或降低）一定温度吸热（或放热）很多，有利于用水作冷却剂或取暖；

①作冷却剂时，是让水吸收带走更多的热量；

②用来取暖时，是让水放出更多热量供给人们，另一方面。

2、比热容的概念

（1）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，简称比热。

比热容是通过比较单位质量的某种物质升温1℃时吸收的热量，来表示各种物质的不同性质。

（2）比热容的单位：在国际单位制中，比热容的单位是J/（kg•℃），读作焦每千克摄氏度。

（3）水的比热容是4.2×10³J/（kg•℃）；它的物理意义是1千克水，温度升高或者降低1℃，吸收或者放出的热量是4.2×10³焦耳。

3、热量的计算

（1）物体的温度升高时吸收热量为：Q_吸=cm（t-t₀）；降低时放出的热量为：Q_放=cm（t₀-t）。

其中c——物体的比热容——单位J/（kg•℃）；

m——物体的质量——单位kg；

t₀——物体原来的温度℃；

t——物体后来的温度℃。

若用△t表示物体变化的温度（升高或降低的温度），物体温度升高过程吸收的热量或物体温度降低过程放出的热量可以统一写为：Q=cm△t；公式可以变形为、、。

（2）应用热量公式解题应注意的几个问题：①质量的单位要用千克； ②注意识别和恰当地使用有关“温度变化”的用词，一定要分清初温、末温，升高了、升高到（或降低了、降低到）的温度含义，要根据题意作出正确的判断；

③应用热量公式的条件是物质的状态不能改变，若不考虑这个因素，计算结果就会出现错误。

（3）这两个公式解题的一般步骤是：①根据题意是吸热还是放热找出相应的公式；②明确要求的物理量；③根据所给已知条件求解。

（4）在使用热量公式进行计算时，首先各物理量的单位必须统一用国际单位，如温度t的单位用℃，质量m的单位用kg，比热容c的单位用J/（kg•℃），热量的单位用J；其次，对有关温度的文字叙述应特别谨慎，不可乱套，注意分清“升高”“升高了”“降低”“降低了”对应的都是温度的改变量△t，而不是温度t；而“升高到”“降低到”对应的才是物体的末温t。

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