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所属成套资源：浙教版科学九年级上册+单元核心考点集训
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核心考点集训学案-九上科学第三章 能量【学生版+教师版】
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能量核心考点第三章本章内含五个核心考点考点01动能和势能的转化考点02动能和势能大小比较考点03改变内能的方式考点04热机考点05热量计算 考点1动能和势能的转化考点梳理方法点拨判断一个物体的动能、势能（重力势能和弹性势能）的变化情况，关键在于深入理解影响它们大小的因素．动能（势能）的大小不仅与物体的速度大小（所处高度）有关，而且还与物体的质量大小有关．判断一个物体的动能（势能）是否发生变化或发生了怎样的变化，首先要确定速度（所处高度）或质量这两个因素中哪一个因素是不变的，然后再根据另一个因素的变化情况来判断物体动能（势能）的变化情况．考查方式例1 经典真题 ★★★☆☆在3米板跳水运动过程中，其跳水的过程可为：重力为G的运动员将跳板向下压到最低点和C，跳板自然伸展的位置点B，运动员向上运动到最高点A，AB、BC、B与水面间的竖直距离分别为，运动员从C点向上到A点的运动过程中（不受阻力的影响）。（1）运动员在A点时速度为0，处于 状态 （选填“平衡”、“不平衡”）。（2）运动员将跳板向下压到最低点C，此时跳板的弹性势能为 。（3）运动员从C点向上到A点的运动过程中，速度最大值在 （选填“B点”、“B点上方”、“B点下方”）。【解答】解：（1）运动员在最高点A点时，受重力作用，其运动状态不断发生变化，说明它受到非平衡力的作用，处于不平衡状态；（2）运动员将跳板向下压到最低点C，跳板的弹性形变达到最大，因此具有的弹性势能最大；（3）运动员从C点向上到A点的运动过程中，当弹力等于重力时，速度最大，所以，速度最大值在B点下方。故答案为：（1）不平衡；（2）最大；（3）B点下方。变1 经典真题 ★★★☆☆如图所示，相同的甲、乙两木块用一无弹性的细线相连后静置于粗糙水平地面，橡皮筋的两端分别与墙面和甲木块相连，如图1所示，图中橡皮筋松弛而细线处于绷直状态。现用水平力F拉动乙木块沿直线向右运动时开始计时，0～t1时间内橡皮筋逐渐被拉直至原长；t2时刻细线恰好被拉断：t2～t3乙木块继续向右运动，整个过程乙木块的速度始终保持不变，力F的大小随时间t变化关系的如图2所示。下列说法正确的是（ ）A．0～t1时间内，乙受到的摩擦力是8N B．t1～t2时间内，橡皮筋对甲的拉力方向是水平向右 C．整个过程中，细线能承受的最大拉力是10N D．整个过程中，甲、乙的机械能始终守恒【解答】解：A、0～t1时间内，拉力和摩擦力大小相等，拉力大小不变，摩擦力大小不变，甲、乙整体摩擦力是8N，甲、乙受摩擦力分别都是4N，故A错误；B、t1～t2时刻随着橡皮筋被拉长，橡皮筋产生的拉力也逐渐增大，橡皮筋对甲的拉力方向是水平向左，故B错误；C、t2时刻拉力达到14N时细线被拉断，乙受到摩擦力是4N，整个过程中，细线能承受的最大拉力是14N﹣4N＝10N，故C正确；D、整个过程中，拉力对物体做功，同时物体又克服摩擦力做功，甲、乙的机械能不守恒，故D错误。故选：C。 考点2动能和势能大小比较考点梳理方法点拨比较动能和势能大小时，要从质量、速度和高度三个方面进行比较，缺一不可。考查方式例2 经典真题 ★★★☆☆如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，弹簧原来的长度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）40cm，在0﹣t1过程中，小球的动能 （选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“不变”），此过程中小球重力势能的变化量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）动能变化量，在t1、t2、t3三个时刻，小球的动能分别为Ek1、Ek2、Ek3，其大小关系是 （用“＞”、“＝”、“＜”连接）。【解答】解：由图象可知，小球最终会静止在弹簧上，此时弹簧受到了小球向下的压力，且此时小球的高度为40cm，故弹簧的原长要大于40cm；在0﹣t1过程中，小球的质量不变、高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，小球的动能增大；由图象可知，小球每次弹起的最大高度减小，说明小球运动时受到阻力的作用，且小球的机械能会转化为弹簧的弹性势能，故在0﹣t1过程中小球重力势能的变化量大于动能变化量；由于小球受到阻力的作用，小球的一部分机械能会转化为内能，在t1、t2、t3三个时刻，小球的高度是相同的，小球的重力势能相同，动能会越来越小，其大小关系为：Ek1＞Ek2＞Ek3。故答案为：大于；增大；大于；Ek1＞Ek2＞Ek3。 考点3改变内能的方式考点梳理（1）热传递①热传递对物体内能的影响：温度不同的两个物体之间或存在温度差的物体的不同部位之间会发生热传递。在热传递过程中，温度高的物体放出热，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热，温度升高，内能增加。②热传递时物体内能变化的量度：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。因此，可以用热量来量度内能的变化。从能量的转化看，热传递的过程实质上是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分传递到低温部分的过程。（2）做功①做功对物体内能的影响：外界对物体做功，可以使物体的内能增加；物体对外做功，物体的内能会减少。②实质：外界对物体做了多少功，就有多少其他形式的能量转化为内能；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为其他形式的能量。因此，可以用功来量度内能改变的多少。从能量的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能量与物体内能相互转化的过程。 方法点拨用做功的方式改变物体的内能，实质是不同形式的能之间的转化．外界对物体做功，机械能转化为内能，物体内能增加（如：摩擦生热、压缩气体做功）物体对外界做功，内能转化为机械能，内能减少（如：气体膨胀）考查方式例3 经典真题 ★★☆☆☆如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团小棉花，把活塞迅速压下去，棉花被点燃。如图乙所示，大口玻璃瓶内装有一些水，用瓶塞将瓶口塞紧，瓶塞通过导管与打气筒相连，用打气筒给瓶中打气。（1）乙实验中，应该注意观察的是 。A.打气的过程中，水面的变化情况B.瓶塞跳起瞬间，瓶内的变化情况C.瓶塞跳起的高度（2）如图丙所示，B是一个被销钉K锁住的活塞，气缸A密封有压缩空气，C是一支温度计，若活塞与气缸壁之间没有摩擦，试根据甲、乙实验的结论分析，当把销钉K拔出后温度计的示数 （选填“升高”、“降低”或“不变”），你是根据实验 （选填“甲”或“乙”）的结论作出判断的。【解答】解：（1）小李开始向喷壶内打气时，活塞对气体做功，能使气体的内能变大，温度升高；（2）小李向壶内压缩完气体后，按下喷气开关时，喷壶内的气体对外做功，风车转动，此时喷壶内气体的内能减小，温度降低。故答案为：（1）升高；（2）气体对外界做功。 考点4热机考点梳理（1）工作原理汽油在汽油机的汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功，把内能转化为机械能。活塞在汽缸内往复运动，通过连杆带动曲轴转动。汽缸进气门火花塞排气门活塞曲轴连杆 四冲程汽油机的剖面图（2）工作流程活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端的过程，叫做一个冲程。大多数的汽油机都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的循环往复来保证机器正常工作。方法点拨（1）改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高；内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能。（2）一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次。考查方式例4 经典真题 ★★☆☆☆如图甲所示装置，在玻璃筒底部放一小团浸有乙醚的棉花，快速压下活塞，观察到棉花燃烧，此实验可得出的结论是：对 （选填“浸有乙醚的棉花”或“筒内气体”）做功，它的内能会增大。如图乙所示为单缸四冲程汽油机工作过程中的四个冲程，其中 （选填字母）与上述实验过程中能量的转化是一致的；若该汽油机的曲轴转速是3600转/分钟，则其每秒对外做功 次。【解答】解：（1）在压缩空气引火仪的玻璃筒底部放一小团浸有乙醚的棉花，快速压下活塞，棉花燃烧起来；此过程中压缩筒内空气做功，使筒内气体的内能增加；在该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。乙图中B的两气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，与上述实验过程的能量转化一致。（2）汽油机的曲轴转速为3600r/min，所以曲轴每秒转60r，因为曲轴每转两周对外做功一次，所以在1s内，对外做功次数n＝30次。故答案为：筒内气体；B；30。 考点5热量计算考点梳理（1）热量的计算公式：Q吸=cmΔt=cm（t-t0）。Q为物体吸收的热量，c为物质的比热容，m为物体质量，t0为物体加热前的温度，t为物体加热后的温度。（2）热平衡方程：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低，低温物体吸收热量，温度升高。若高温物体放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为达到热平衡，该过程中Q吸=Q放。方法点拨学会利用公式进行计算：Q吸=cmΔt=cm（t-t0）考查方式例5 经典真题风能是一种清洁能源，在我国西部有着丰富的风力资源，如图是某地区风力发电的外景。该地区空气密度为1.3kg/m2，一台风车的轮叶转动时可以形成面积为100m2的圆面。如表给出了在不同风速下一台风车获得的风能。（1）对表格进行分析，你发现风车获得的能量与风速有什么关系？（2）若某地平均风速为10m/s，1台这样的风车420秒获得的风能是多少？若这些能量中有10%被80kg温度为20℃的水吸收，水温可达到多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（3）请你分析利用风力发电优点或缺点（至少写出一条）。【解答】（1）由表中数据可知，风车获得的能量随风速的增大而增大，并且风速增大几倍，风车获得的能量也增大几倍，所以风车获得的能量与风速成正比关系；（2）由表中数据可知，当风速为10m/s时，每秒风车获得的能量为8×104J，所以420秒风车获得的风能为：W＝8×104J/s×420s＝3.36×107J，由题知水吸收的热量：Q吸＝W×10%＝3.36×107J×10%，根据Q吸＝cmΔt可得：4.2×103J/（kg•℃）×80kg×Δt＝3.36×107J×10%，解得：Δt＝10℃，因为水的初温为t0＝20℃，所以水的末温：t＝t0+Δt＝30℃；（3）风力发电的优点有：风能是清洁能源，环保；风能属可再生能源；其缺点有：受季节、地域和天气影响较为明显，发电量不稳定。答：（1）风车获得的能量与风速是正比关系；（2）1台这样的风车420秒获得的风能是3.36×107J；水温可达到30℃；（3）风力发电的优点有：风能是清洁能源，环保（风能属可再生能源）；其缺点有：受季节、地域和天气影响较为明显，发电量不稳定（答案合理即可）。 机械能动能❶质量 ❷速度势能重力势能❶质量 ❷高度弹性势能物体的弹性形变程度机械能动能❶质量 ❷速度势能重力势能❶质量 ❷高度弹性势能物体的弹性形变程度名称吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程示意图进气门开关关关排气门关关关开活塞向下向上向下向上能量转化/机械能→内能内能→机械能/目的将汽油和空气的混合物吸入缸内使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气对外做功，实现能量转化把废气排出汽缸平均风速（m/s）510152025301s内获得的能量（×104J）4812162024
能量核心考点第三章本章内含五个核心考点考点01动能和势能的转化考点02动能和势能大小比较考点03改变内能的方式考点04热机考点05热量计算 考点1动能和势能的转化考点梳理方法点拨判断一个物体的动能、势能（重力势能和弹性势能）的变化情况，关键在于深入理解影响它们大小的因素．动能（势能）的大小不仅与物体的速度大小（所处高度）有关，而且还与物体的质量大小有关．判断一个物体的动能（势能）是否发生变化或发生了怎样的变化，首先要确定速度（所处高度）或质量这两个因素中哪一个因素是不变的，然后再根据另一个因素的变化情况来判断物体动能（势能）的变化情况．考查方式例1 经典真题 ★★★☆☆在3米板跳水运动过程中，其跳水的过程可为：重力为G的运动员将跳板向下压到最低点和C，跳板自然伸展的位置点B，运动员向上运动到最高点A，AB、BC、B与水面间的竖直距离分别为，运动员从C点向上到A点的运动过程中（不受阻力的影响）。（1）运动员在A点时速度为0，处于 状态 （选填“平衡”、“不平衡”）。（2）运动员将跳板向下压到最低点C，此时跳板的弹性势能为 。（3）运动员从C点向上到A点的运动过程中，速度最大值在 （选填“B点”、“B点上方”、“B点下方”）。【解答】解：（1）运动员在最高点A点时，受重力作用，其运动状态不断发生变化，说明它受到非平衡力的作用，处于不平衡状态；（2）运动员将跳板向下压到最低点C，跳板的弹性形变达到最大，因此具有的弹性势能最大；（3）运动员从C点向上到A点的运动过程中，当弹力等于重力时，速度最大，所以，速度最大值在B点下方。故答案为：（1）不平衡；（2）最大；（3）B点下方。变1 经典真题 ★★★☆☆如图所示，相同的甲、乙两木块用一无弹性的细线相连后静置于粗糙水平地面，橡皮筋的两端分别与墙面和甲木块相连，如图1所示，图中橡皮筋松弛而细线处于绷直状态。现用水平力F拉动乙木块沿直线向右运动时开始计时，0～t1时间内橡皮筋逐渐被拉直至原长；t2时刻细线恰好被拉断：t2～t3乙木块继续向右运动，整个过程乙木块的速度始终保持不变，力F的大小随时间t变化关系的如图2所示。下列说法正确的是（ ）A．0～t1时间内，乙受到的摩擦力是8N B．t1～t2时间内，橡皮筋对甲的拉力方向是水平向右 C．整个过程中，细线能承受的最大拉力是10N D．整个过程中，甲、乙的机械能始终守恒【解答】解：A、0～t1时间内，拉力和摩擦力大小相等，拉力大小不变，摩擦力大小不变，甲、乙整体摩擦力是8N，甲、乙受摩擦力分别都是4N，故A错误；B、t1～t2时刻随着橡皮筋被拉长，橡皮筋产生的拉力也逐渐增大，橡皮筋对甲的拉力方向是水平向左，故B错误；C、t2时刻拉力达到14N时细线被拉断，乙受到摩擦力是4N，整个过程中，细线能承受的最大拉力是14N﹣4N＝10N，故C正确；D、整个过程中，拉力对物体做功，同时物体又克服摩擦力做功，甲、乙的机械能不守恒，故D错误。故选：C。 考点2动能和势能大小比较考点梳理方法点拨比较动能和势能大小时，要从质量、速度和高度三个方面进行比较，缺一不可。考查方式例2 经典真题 ★★★☆☆如图甲所示，将一根弹簧和一个质量为1kg的金属球（球上有小孔）套在铁架台的金属杆AB上面。现将小球提到B端后松手，小球的高度随时间变化情况如图乙所示，弹簧原来的长度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）40cm，在0﹣t1过程中，小球的动能 （选填“增大”、“减小”、“先增大后减小”或“不变”），此过程中小球重力势能的变化量 （选填“大于”、“小于”或“等于”）动能变化量，在t1、t2、t3三个时刻，小球的动能分别为Ek1、Ek2、Ek3，其大小关系是 （用“＞”、“＝”、“＜”连接）。【解答】解：由图象可知，小球最终会静止在弹簧上，此时弹簧受到了小球向下的压力，且此时小球的高度为40cm，故弹簧的原长要大于40cm；在0﹣t1过程中，小球的质量不变、高度减小，重力势能减小，重力势能转化为动能，小球的动能增大；由图象可知，小球每次弹起的最大高度减小，说明小球运动时受到阻力的作用，且小球的机械能会转化为弹簧的弹性势能，故在0﹣t1过程中小球重力势能的变化量大于动能变化量；由于小球受到阻力的作用，小球的一部分机械能会转化为内能，在t1、t2、t3三个时刻，小球的高度是相同的，小球的重力势能相同，动能会越来越小，其大小关系为：Ek1＞Ek2＞Ek3。故答案为：大于；增大；大于；Ek1＞Ek2＞Ek3。 考点3改变内能的方式考点梳理（1）热传递①热传递对物体内能的影响：温度不同的两个物体之间或存在温度差的物体的不同部位之间会发生热传递。在热传递过程中，温度高的物体放出热，温度降低，内能减少；温度低的物体吸收热，温度升高，内能增加。②热传递时物体内能变化的量度：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。因此，可以用热量来量度内能的变化。从能量的转化看，热传递的过程实质上是内能从高温物体传递到低温物体，或者内能从同一物体的高温部分传递到低温部分的过程。（2）做功①做功对物体内能的影响：外界对物体做功，可以使物体的内能增加；物体对外做功，物体的内能会减少。②实质：外界对物体做了多少功，就有多少其他形式的能量转化为内能；物体对外做了多少功，就有多少内能转化为其他形式的能量。因此，可以用功来量度内能改变的多少。从能量的转化看，通过做功改变物体的内能，实质上是其他形式的能量与物体内能相互转化的过程。 方法点拨用做功的方式改变物体的内能，实质是不同形式的能之间的转化．外界对物体做功，机械能转化为内能，物体内能增加（如：摩擦生热、压缩气体做功）物体对外界做功，内能转化为机械能，内能减少（如：气体膨胀）考查方式例3 经典真题 ★★☆☆☆如图甲所示，在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一团小棉花，把活塞迅速压下去，棉花被点燃。如图乙所示，大口玻璃瓶内装有一些水，用瓶塞将瓶口塞紧，瓶塞通过导管与打气筒相连，用打气筒给瓶中打气。（1）乙实验中，应该注意观察的是 。A.打气的过程中，水面的变化情况B.瓶塞跳起瞬间，瓶内的变化情况C.瓶塞跳起的高度（2）如图丙所示，B是一个被销钉K锁住的活塞，气缸A密封有压缩空气，C是一支温度计，若活塞与气缸壁之间没有摩擦，试根据甲、乙实验的结论分析，当把销钉K拔出后温度计的示数 （选填“升高”、“降低”或“不变”），你是根据实验 （选填“甲”或“乙”）的结论作出判断的。【解答】解：（1）小李开始向喷壶内打气时，活塞对气体做功，能使气体的内能变大，温度升高；（2）小李向壶内压缩完气体后，按下喷气开关时，喷壶内的气体对外做功，风车转动，此时喷壶内气体的内能减小，温度降低。故答案为：（1）升高；（2）气体对外界做功。 考点4热机考点梳理（1）工作原理汽油在汽油机的汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功，把内能转化为机械能。活塞在汽缸内往复运动，通过连杆带动曲轴转动。汽缸进气门火花塞排气门活塞曲轴连杆 四冲程汽油机的剖面图（2）工作流程活塞从汽缸的一端运动到汽缸的另一端的过程，叫做一个冲程。大多数的汽油机都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的循环往复来保证机器正常工作。方法点拨（1）改变内能的方法有：做功和热传递；当对物体做功，物体的内能将增大，温度升高；内燃机有四个冲程，在压缩冲程中，活塞压缩空气做功，将机械能转化为内能。（2）一个工作循环包括四个冲程，飞轮转两周，对外做功一次。考查方式例4 经典真题 ★★☆☆☆如图甲所示装置，在玻璃筒底部放一小团浸有乙醚的棉花，快速压下活塞，观察到棉花燃烧，此实验可得出的结论是：对 （选填“浸有乙醚的棉花”或“筒内气体”）做功，它的内能会增大。如图乙所示为单缸四冲程汽油机工作过程中的四个冲程，其中 （选填字母）与上述实验过程中能量的转化是一致的；若该汽油机的曲轴转速是3600转/分钟，则其每秒对外做功 次。【解答】解：（1）在压缩空气引火仪的玻璃筒底部放一小团浸有乙醚的棉花，快速压下活塞，棉花燃烧起来；此过程中压缩筒内空气做功，使筒内气体的内能增加；在该实验中，活塞的机械能转化为筒内空气的内能，与汽油机的压缩冲程的能量转化相同。乙图中B的两气门都关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，与上述实验过程的能量转化一致。（2）汽油机的曲轴转速为3600r/min，所以曲轴每秒转60r，因为曲轴每转两周对外做功一次，所以在1s内，对外做功次数n＝30次。故答案为：筒内气体；B；30。 考点5热量计算考点梳理（1）热量的计算公式：Q吸=cmΔt=cm（t-t0）。Q为物体吸收的热量，c为物质的比热容，m为物体质量，t0为物体加热前的温度，t为物体加热后的温度。（2）热平衡方程：两个温度不同的物体放在一起时，高温物体放出热量，温度降低，低温物体吸收热量，温度升高。若高温物体放出的热量没有损失，全部被低温物体吸收，最后两物体温度相同，称为达到热平衡，该过程中Q吸=Q放。方法点拨学会利用公式进行计算：Q吸=cmΔt=cm（t-t0）考查方式例5 经典真题风能是一种清洁能源，在我国西部有着丰富的风力资源，如图是某地区风力发电的外景。该地区空气密度为1.3kg/m2，一台风车的轮叶转动时可以形成面积为100m2的圆面。如表给出了在不同风速下一台风车获得的风能。（1）对表格进行分析，你发现风车获得的能量与风速有什么关系？（2）若某地平均风速为10m/s，1台这样的风车420秒获得的风能是多少？若这些能量中有10%被80kg温度为20℃的水吸收，水温可达到多少℃？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]（3）请你分析利用风力发电优点或缺点（至少写出一条）。【解答】（1）由表中数据可知，风车获得的能量随风速的增大而增大，并且风速增大几倍，风车获得的能量也增大几倍，所以风车获得的能量与风速成正比关系；（2）由表中数据可知，当风速为10m/s时，每秒风车获得的能量为8×104J，所以420秒风车获得的风能为：W＝8×104J/s×420s＝3.36×107J，由题知水吸收的热量：Q吸＝W×10%＝3.36×107J×10%，根据Q吸＝cmΔt可得：4.2×103J/（kg•℃）×80kg×Δt＝3.36×107J×10%，解得：Δt＝10℃，因为水的初温为t0＝20℃，所以水的末温：t＝t0+Δt＝30℃；（3）风力发电的优点有：风能是清洁能源，环保；风能属可再生能源；其缺点有：受季节、地域和天气影响较为明显，发电量不稳定。答：（1）风车获得的能量与风速是正比关系；（2）1台这样的风车420秒获得的风能是3.36×107J；水温可达到30℃；（3）风力发电的优点有：风能是清洁能源，环保（风能属可再生能源）；其缺点有：受季节、地域和天气影响较为明显，发电量不稳定（答案合理即可）。 机械能动能❶质量 ❷速度势能重力势能❶质量 ❷高度弹性势能物体的弹性形变程度机械能动能❶质量 ❷速度势能重力势能❶质量 ❷高度弹性势能物体的弹性形变程度名称吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程示意图进气门开关关关排气门关关关开活塞向下向上向下向上能量转化/机械能→内能内能→机械能/目的将汽油和空气的混合物吸入缸内使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气对外做功，实现能量转化把废气排出汽缸平均风速（m/s）510152025301s内获得的能量（×104J）4812162024
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