一、 把握概念

1. 正确理解功与能的关系

我们知道物体具有能量的大小可通过能够做功的多少来衡量.在理解功与能关系时需要注意下列两点：（1）具有能的物体，不一定都处在做功的过程中.如：悬挂着的钢球，它虽没有做功，但它具有重力势能.（2）做功的过程，一定伴随着能量的变化.如飞行的子弹穿越鸡蛋的过程中，子弹对鸡蛋做了功，子弹的能量就会减小，子弹做了多少功，就减少多少能量.

2. 正确分析物体机械能的变化

分析机械能的变化时，应从影响动能和势能的各个因素的变化情况着手分析，综合考虑各部分能量的变化情况，作出正确的判断.

例1对在平衡力作用下正在下落的物体而言，下列说法正确的是（）

A. 动能和重力势能都不变

B. 动能和重力势能都变大

C. 动能不变，重力势能变大

D. 动能不变，重力势能变小

解析首先我们应该明白物体在平衡力作用下作匀速运动，其次，物体正在下落即物体的高度发生变化.由于物体的质量与速度均不变，故动能不变.而物体的高度在变小，所以物体的重力势能在变小.答案：D

3. 正确认识内能、温度和热量

温度表示物体的冷热程度，是大量分子无规则运动剧烈程度的标志.它是一个状态量.而内能是物体内所有分子无规则运动的动能和分子势能的总和.内能与温度的关系是：物体温度升高，内能增大；物体温度降低，内能减小.

热量是物体在热传递过程中，转移能量的多少.热量是过程量，只能用“吸收”或“放出”来表述，不能用“具有”或“含有”表述.

4. 正确认识做功和热传递

做功改变物体内能的实质是内能与其他形式能之间的相互转化.对物体做功，物体内能增加；物体对外做功，内能减少.热传递改变物体内能的实质是内能的转移.低温物体吸收热量后，温度升高，内能增加；高温物体放出热量后，温度降低，内能减少.这两种方式在改变物体内能时是等效的.

例2下列关于温度、内能、热量的说法，正确的是（）

A. 物体温度越高，它含有的热量就越多

B. 要使物体的内能增加，不一定要吸收热量

C. 物体内能增加，它的温度就一定升高

D. 物体温度不变，内能不变

解析要正确作出判断，第一要理解温度、内能、热量这三者的关系，其二是搞清每个概念的表达方式，再次是理解改变物体内能的方式.答案：B.

5. 汽油机的一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.在压缩冲程中，将机械能转化为内能；在做功冲程中，将内能转化为机械能.

例3一台四冲程汽油机曲轴转速是1800r/min，此汽油机每秒钟完成个工作循环，个冲程，对外做次功.

解析汽油机一个工作循环曲轴旋转两圈，一个工作循环有四个冲程，对外做功一次.此汽油机转速为30r/s所以每秒完成15个工作循环，60个冲程，对外做功15次.

二、 自主探究

在本章的探究活动中，可体验到“控制变量法”、“转换法”在探究中的应用.在学习过程中应特别重视实验中探究方法.下面结合实例，让同学们体会每个实验所探究的问题和探究的问题的基本方法.

1. 探究物体的动能与什么因素有关

① 动能大小和哪些因素有关？ （提出问题并作出猜想）

② 如何通过实验探究影响动能大小的因素？（设计实验并注意控制变量）

③ 实验中如何判断物体动能的大小？用了什么方法？（小车推动木块移动距离不同→小车对木块做功多少不同→小车动能大小不同.小车推动木块前进距离越远，说明小车具有的动能越大.转换法）

④ 将质量不同的小车，从同一斜面同一高度滑下的目的是什么？这一步骤是为了探究动能大小与哪个因素的关系？（控制质量不同的小车撞击木块的速度相同；探究动能大小与小车质量大小的关系）

⑤ 将同一小车从同一斜面不同高度滑下的目的是什么？这一步骤是为了探究动能大小与哪个因素的关系？（控制小车质量相同，速度不同；动能与小车速度的关系）

2. 探究重力势能与什么因素有关

① 重力势能大小和哪些因素有关？（提出问题并作出猜想）

② 如何通过实验探究影响重力势能大小的因素？（设计实验并注意控制变量）

③ 实验中如何判断物体具有的重力势能大小？这里用的方法是什么？（木桩陷入沙中深度越大→重锤对木桩做功越多→重锤具有的重力势能越大.转换法）

3. 比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量

① 实验运用什么研究方法？

② 实验中要控制哪些物理量相同？

③ 实验中如何控制单位时间内物质吸收的热量相同？

④ 如何比较物质的吸热本领？

三个探究活动都必须对以上问题分析透彻后再进行实验并对实验现象进行分析得出实验结论.相信同学们体验探究过程定会有很大收获！

例4在探究“动能大小与哪些因素有关”的活动中，提供以下器材：中间有沟槽的木质轨道（如图1甲，其中AB部分倾斜并与平直部分BC平滑连接，沟槽较为光滑）、大小与沟槽相当的玻璃球、铁球各一只、轻质弹簧、刻度尺各一个.

（1） 利用这套器材进行实验时，可以通过比较

来比较小球动能的大小，这种方法叫（2） 为了探究动能与质量大小的关系，应让玻璃球和铁球分别从释放.探究后得出的结论是：.

（3） 课外兴趣小组活动中，物理老师曾经告诉同学们“质量一定时，重力势能的大小与物体被举起的高度成正比”.善于动脑的小明利用上述器材，设计了一个装置如图1乙的研究弹簧弹性势能E与压缩量x之间关系的实验方案：

① 用某个小球将弹簧压缩并测量出压缩量x；

② 松手释放小球并在木板上记下小球上冲到达的最高位置；

③ 用刻度尺测量出小球上升的高度h.设压缩量x1=1.00 cm时，小球上升的高度h1，压缩量x2=2.50 cm时，小球上升的高度h2，则h1＜h2（选填“＞”“＜”或“=”）.

（4） 若小球到达最高点时弹簧的弹性势能全部转化为重力势能.分析下表实验数据后发现弹簧的弹性势能E与压缩量x不成正比（选填“成”或“不成”）.

解析（1） 小球压缩弹簧，对弹簧做功，做功的多少反映了小球动能的多少，弹簧被压缩的程度越大，说明小球的动能越大.可以通过弹簧被压缩的程度来反映小球动能的多少.这种方法叫“转换法”.

（2） 要探究动能大小与质量的关系，由控制变量法可知：应该控制速度不变，让质量变化.速度是通过起始点的高度来控制的，所以要控制两球从同一高度滚下.实验结论：速度相同时，质量越大，物体的动能越大.

（3） 压缩量x1=1.00 cm时比压缩量x2=2.50 cm时，弹簧的弹性形变小，弹性势能就小，最终转换成的重力势能就少，所以上升的高度就低.故h1＜h2.

（4） 由表中数据知：当压缩量由1.00 cm变为2.00 cm时，压缩量变为2倍，而反映弹簧弹性势能大小的小球的高度是从1.50 cm变成了5.99 cm，是原来的4倍，所以弹簧的弹性势能E与压缩量x不成正比.进一步分析，弹簧的弹性势能E与压缩量x的平方成正比.

例5通过探究让我们认识到质量相同的不同燃料完全燃烧时放出的热量一般是不同的.文文同学打算比较质量相同的不同燃料完全燃烧时放出的热量．她准备了下列器材：铁架台、石棉网、烧杯、灯具、温度计、水、煤油、菜籽油.

（1） 她在清点器材时，发现还缺少的测量工具是.

（2） 操作时的步骤大致如下：

a. 分别在两个相同的烧杯中放入相同质量的水（约200 g）；

b. 取来煤油和菜籽油，将其分别放入装置中的灯具中；

c. 同时点燃煤油和菜籽油，过1min记下温度计初始温度；

d. 直至其中一种燃料烧完，记下两支温度计的示数.

上述有多处需改进，请指出两条改进后的方法：

（３） 通过正确操作,该实验所测得的热值与理论值相比,误差较大,你认为误差的主要原因

解析实验应采用控制变量法，所以煤油和菜籽油的质量应相同。及时记录初温和末温才能比较物质吸收的热量，才便于比较两种燃料的热值大小。

答案（1） 托盘天平（2） ①取相同质量的煤油和菜籽油② 没有加热之前记下初始温度直至两种燃料烧尽，及时记录温度（3）燃料没有完全燃烧和热量在空气中散失

三、 重视运用

本章知识在生活中有很多运用，这里只重点强调热量的计算.

例6用燃气灶烧水，燃烧0.5 kg的煤气，使50 kg的水从20℃升高到70℃.已知水的比热容为4.2×103J/（kg•℃），煤气的热值为4.2×107J/kg.求：

（1） 0.5 kg煤气完全燃烧放出的热量；

（2） 水吸收的热量；

（3） 燃气灶烧水的效率.

解析本题主要考察热量的计算及热效率问题，注意公式的正确运用.

（1） Q放=mq＝0.5 kg×4.2×107J/kg＝2.1×107J

（2） Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）× 50 kg×（70℃-20℃）=1.05×107 J

（3） η=×100％＝×100％=50％

例7（2011 扬州）太阳能热水器是直接利用太阳能给水加热的装置，下表是小明家的太阳能热水器某天在阳光照射下的相关信息.

其中太阳辐射功率是指1 h内投射到1m2面积上的太阳能.求：

（1） 水在10 h内吸收的热量；

（2） 如果水吸收的热量用天然气来提供，需要完全燃烧多少m3的天然气；（天然气的热值为8.4×l07 J/m3，天然气完全燃烧放出的热量全部给水吸收）

（3） 该太阳能热水器的能量转化效率.

解析本题主要考察热量的计算及太阳能热水器的能量转化效率.注意了解太阳辐射功率的含义，注意解题的规范性.

（1） Q吸=cm（t-t0）=4.2×103J/（kg•℃）× 100 kg×50℃=2.1×107J

（2） 由Q放=qV= 8.4×l07 J/m3×V=Q吸，得所需煤气体积V=0.25 m3

（3） 10 h内吸收的太阳能：

Q′=1.68×106J/（m2•h）×2.5 m2×10 h=4.2×107J

该太阳能热水器效率：

η=×100％=×100％=50%