《2025年新课程问题解决导学方案九年级物理全一册人教版》

5. 小阳在错题记录本中记录了如下错题,请你帮他找出错误之处、分析错因并写出正确的解答过程。
|错题记录|历史上最著名的永动机是亨内考提出的“魔轮”永动机,如图所示。“魔轮”通过安放在转轮上的一系列可动的悬臂实现永动,悬臂在重力作用下向下落,进而驱动“魔轮”转动。请你分析“魔轮”的钢珠在转动过程中的能量转化并说明理由。答：“魔轮”的钢珠从高处落下的过程中,重力势能转化为动能；上升过程中,动能又转化为重力势能,继而往复转动。在往复转动过程中,不需要消耗其他形式的能量,所以“魔轮”会一直不停地转动。|
|错题改正|错误之处：在往复转动过程中,不需要消耗其他形式的能量,所以"魔轮"会一直不停地转动；错因分析：没有考虑能量在转化过程中的损失。在"魔轮"的转动过程中,虽然钢珠的重力势能和动能之间可以相互转化,但由于空气阻力、摩擦阻力等因素的存在,一部分机械能会转化为内能。因此,"魔轮"并不能一直不停地转动下去,而是会逐渐停止；正确解答："魔轮"的钢珠从高处落下的过程中,重力势能转化为动能;上升过程中,动能又转化为重力势能。但在能量转化的过程中,由于空气阻力、摩擦阻力等因素,一部分机械能会转化为内能,使得"魔轮"在转动过程中机械能总量不断减少。因此,"魔轮"不能一直不停地转动下去,而是会逐渐停止。这说明了永动机是不可能制成的,它违反了能量守恒定律。|

答案： 错误之处:在往复转动过程中,不需要消耗其他形式的能量,所以"魔轮"会一直不停地转动；错因分析:没有考虑能量在转化过程中的损失。在"魔轮"的转动过程中,虽然钢珠的重力势能和动能之间可以相互转化,但由于空气阻力、摩擦阻力等因素的存在,一部分机械能会转化为内能。因此,"魔轮"并不能一直不停地转动下去,而是会逐渐停止；正确解答:"魔轮"的钢珠从高处落下的过程中,重力势能转化为动能;上升过程中,动能又转化为重力势能。但在能量转化的过程中,由于空气阻力、摩擦阻力等因素,一部分机械能会转化为内能,使得"魔轮"在转动过程中机械能总量不断减少。因此,"魔轮"不能一直不停地转动下去,而是会逐渐停止。这说明了永动机是不可能制成的,它违反了能量守恒定律

6. 小华在燃烧皿中放入5g酒精,加热300g水,待酒精燃尽后水温升高了50℃。已知水的比热容为$4.2×10^3J/(kg·℃),$酒精的热值为$3.0×10^7J/kg。$此过程中,酒精燃烧放出的热量为1.5×10⁵J,水吸收的热量为6.3×10⁴J,水的内能是通过热传递的方式增加的。

答案： 1.5×10⁵ 6.3×10⁴ 热传递

7. 一台汽油机飞轮的转速为7200r/min,在1s内汽油机对外做了60次功。该汽油机在一段时间内消耗了0.5kg汽油,若这些汽油完全燃烧,可放出热量2.3×10⁷J。汽油机用水作冷却液,是利用水的比热容大的特点。已知$q_{汽油}= 4.6×10^7J/kg。$

答案： 60 2.3×10⁷ 比热容

8. 地球上阳光充足的地方$,1m^2$面积上一年可获得太阳能$5.2×10^9J,$这些能量相当于130$m^3$的天然气完全燃烧放出的热量。已知天然气的热值为$4×10^7J/m^3。$

答案： 130

9. 汽车在平直公路上匀速行驶9.2km,消耗燃油1kg,已知汽车的牵引力是2000N,则汽车发动机的效率是40%。(燃油热值$q = 4.6×10^7J/kg)$

答案： 40%

10. 某小轿车正常工作时的能量转化情况如图所示,若输入的化学能为2000J,输出的动能为300J,则输出的内能和声能共1700J。输出的有用能量是动能,则小轿车正常工作时的效率为15%。

答案： 1700 15%