机械能和内能的相互转化教案

第一篇：机械能和内能的相互转化教案

12、4 机械能与内能的相互转化

马甸中学董道武

教学内容：

机械能与内能的相互转化（第一课时）

1、活动：研究做功能否改变物体的内能。

2、活动：演示点火爆炸----将内能转化为机械能。

3、热机：介绍汽油机的结构、汽油机的一个工作循环、能量转化情况。

4、生活·物理·社会：热机的发展历程。

教学目标：

1、通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其他形式能向内能的转化过程。

2、通过观察、分析内能转化为机械能的过程，知道热机的工作原理。

3、借助模型或挂图等媒体，了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。

4、通过阅读“热机的发展历程”，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。

教学重点：

1、认识到做功是改变内能的另一种方式。

2、介绍四冲程汽油机的构造和工作过程。

教学难点：

介绍四冲程汽油机的构造和工作过程，四冲程汽油机的工作过程和其中的能量转化。

教学方法：

创设情景提出问题，通过几个活动说明做功可以改变物体的内能，联系实际引出热机的概念。

教学用具：

铁丝、空气压缩引火仪、细线、汽油机模型等

教学过程：

一、实验复习，热传递是改变内能的一种方式

学生实验，说出现象

二、看图设问，明确学习目标，激发学习兴趣

为什么汽车高速行驶时，轮胎的温度会升得很高？

燃料是怎样使汽车发动机工作的？

三、参与活动，感受做功能否改变物体的内能

活动：用多媒体以图片形式展示：做一做内容。

学生实验，触摸弯折，有何感觉？

说明：物体的内能增加了。是怎样实现的？

板书：做功是改变物体内能的另一种方式

通过空气压缩引火仪实验，感受做功是改变物体内能的另一种方式

教师演示，学生看一看

让学生说现象

说明：活塞压缩引火仪中空气，对空气做功，空气的内能增加，温度升高，达到棉絮的着火点，棉絮燃烧起来。

用多媒体以图片形式展示：议一议

学生讨论，完成问答。

师生归纳知识点。

四、播放点火爆炸——将内能转化为机械能

学生阅读课文

老师播放视频，（如进行实验操作要注意安全）

学生观看，用所学知识解释，并说出其中能量的转化

内能机械能

板书：热机的原理：内能转化为机械能

用多媒体以图片形式展示热机

学生说一说生活中还有哪些热机

以汽油机为例，(关于柴油机下节课学习)通过多媒体图片介绍汽油机结构图、主要部件。

直接显示冲程知识点、并借助模型说明一个冲程。

五、自主学习

借助多媒体中的动画自主学习汽油机的一个工作循环中四个冲程，四个冲程中进气门、排气门打开、闭合情况，活塞上下运动情况，曲轴旋转情况，能量转化情况工作原理。

检查自主学习情况

小结该框内容。

完成练习1、2，并评讲。

五、生活.物理.社会——热机的发展历程

学生阅读材料

以图片形式展示热机的历程：从第一台蒸汽机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机

说明：热机的发展历程对人类社会文明的进程所起的积极作用，以及对航天事业巨大贡献。

六、本节课总结

学生静思默想，回顾所学内容

七、课堂作业：

学生完成作业纸

第二篇：机械能及其转化 教案

机械能及其转化

教学目标：

1．理解机械能的概念。

2．知道动能和势能之间可以相互转化和守恒定律。3．能解释一些能之间转化的物理现象。重点难点：

1、分析能量之间的转化。教学过程：

一、自学检测

1．动能的大小跟物体的质量和速度有关。

2．重力势能的大小跟物体的质量和所处的高度有关。3．动能和势能统称为机械能。

4．空中飞行的子弹由于速度很快具有很大的动能，又因为它处于空中，相对于地面子弹又具有重力势能。

二、合作探究 教师巡视督促指导

（一）、演示滚摆实验

1．在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。滚摆在下落过程中，转动的速度和高度分别是怎样变化的？滚摆的动能和势能又是怎样变化的？

释放摆轮时，摆轮在最高点处于静止状态，此时摆轮只具有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。2．滚摆在哪个位置具有的动能最大，你是如何判断出动能最大的？在哪个位置具有的重力势能最大？如何判断的？

摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。

3．仿照摆轮下降的过程分析，得出摆轮上升过程中的动能和势能的变化情况。(二)、单摆实验

1．将摆绳一端挂在黑板上边，使单摆在黑板前，平行于黑板摆动(不接触黑板)，在黑板上记录摆球运动路线中左A、右最高点C和最低点B的位置。

2．分析单摆实验：

小球从A摆到B的过程中是重力势能转化为动能，从B点摆到C点的过程中是动能转化为重力势能，小球在B点动能最大，在A(或C)点动能最小，小球在A(或C)点重力势能最大，在B点重力势能最小。

3．(接步骤1)在黑板上记录小球由A到C再摆回到左边的最高点A′点(只让单摆运动一个来回)，比较A、A′的位置关系，发现：A、A′几乎在同一高度(或小球几乎能摆回到原来高度，好像“记得”它原来的位置)，分析：小球处在A点和A′点时具有的机械能大小有什么关系？

(因小球在A、A′时速度为零，没有动能，质量和所处的高度相等，重力势能相等，所以在动能和势能转化的过程中机械能的多少几乎没有变化，即机械能是守恒的)。

4．让单摆多摆动几次，记录最后一次小球能摆回的高度A″。小球还能摆回到原来的高度吗？

分析：因为小球除了受到重力和拉力以外，还受到空气阻力。这个力越小，小球克服空气阻力对外做功损失的能量越少(“多”或“少”)，小球摆回的高度越高，如果空气阻力为零，则小球能摆回到原来的高度，机械能的总量不会改变。

5．对比分析3、4后归纳机械能守恒定律：如果只有动能和势能相互转化，机械能的总和是不变的(守恒的)。

（三）、课后P74第2、3两题

第2题：乒乓球很轻，运动时受到空气阻力的影响很容易减速，怎样向地板抛乒乓球，才能使它弹跳到高于原来抛球的位置？ 第3题蹦床：重物向下落的过程中，重力势能转化为动能，接触到蹦床后，动能转化为蹦床的弹性势能，向上弹起的过程中，弹性势能转化为人的动能，上升的过程中动能转化为重力势能。

三、展示交流 教师掌握情况

四、精讲点拨

1．实验：“打鼻子的铁锁”中，铁锁是不会打到鼻子的，而且会离鼻子越来越远，这包含着什么道理？

(铁锁运动要克服空气阻力，消耗一部分机械能，机械能总量减小，铁锁回不到原来的高度，所以不会碰到鼻子。)2．阅读课文P73科学世界“人造地球卫星”，然后完成下面填空：

人造卫星沿椭圆形轨道围绕地球运行，离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点，卫星在近地点时动能最大，重力势能最小，卫星在远地点时动能最小，重力势能最大。卫星从近地点向远地点运动的过程当中，卫星的速度减慢，动能减小，重力势能增大；从远地点向近地点运动的过程当中，卫星的速度增大，动能增大，重力势能减小。

五、即时练习

1．分析章首图的过山车在运动过程中的能量转化情况。2．某选手在自由式滑雪比赛中运动的轨迹如图所示，如果不计空气阻力，下列说法正确的是(C)

A．从a点向b点运动过程中，重力势能全部转化为动能 B．在a点和c点速度都为零，因此重力势能相等 C．从c点下落到d点过程中，重力势能转化为动能 D．在a点和e点都处于静止状态，因此机械能相等

学习内容二：水能风能的利用

学习指导：课本P72至P73文字内容，注意看懂插图11.4.4水电站剖面图。

六、自学检测 见配套练习册

第三篇：机械能及其转化教案

机械能及其转化教案

教学目标：

1．知识与能力

知道机械能包括动能和势能．能用实例说明动能和势能之间可以相互转化，能解释有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单现象．

初步了解机械能守恒的含义．

2．过程与方法

通过观察和实验，认识动能和势能之间的相互转化的过程．

动手设计实验，勇于探索自然现象和身边的物理道理．

3．情感态度与价值观

关心机械能与人们生活的联系，有将机械能应用于生活的意识．

乐于参加观察、实验、制作等科学实践． 教学重点与难点：

能量守恒的理解和动能和势能的转化． 教学器材：教材 教学课时：1时 教学过程：

引入新课

手持粉笔头高高举起。以此事例提问：被举高的粉笔具不具有能量？为什么？

学生回答提问后，再引导学生分析粉笔头下落的过程。首先提出，当粉笔头下落路过某一点时，粉笔头具有什么能量？（此时既有重力势能，又有动能）继而让学生比较在该位置和起始位置，粉笔头的重力势能和动能各有什么变化？（重力势能减少，动能增加）在粉笔头下落的过程，重力势能和动能都有变化，自然界中动能和势能变化的事例很多，下面我们共同观察滚摆的运动，并思考动能和势能的变化。

实验1：滚摆实验。

出示滚摆，并简单介绍滚摆的构造及实验的做法。事先应在摆轮的侧面某处涂上鲜明的颜色标志，告诉学生观察颜色标志，可以判断摆轮转动的快慢。

引导学生复述并分析实验中观察到的现象。开始释放摆轮时，摆轮在最高点静止，此时摆轮只有重力势能，没有动能。摆轮下降时其高度降低，重力势能减少；摆轮旋转着下降；而且越转越快，其动能越来越大。摆轮到最低点时，转动最快，动能最大；其高度最低，重力势能最小。在摆轮下降的过程中，其重力势能逐渐转化为动能。

仿照摆轮下降过程的分析，得出摆轮上升过程中，摆轮的动能逐渐转化为重力势能。

实验2：单摆实验。

此实验摆绳宜长些，摆球宜重些。最好能挂在天花板上，使单摆在黑板前，平行于黑板振动，以便在黑板上记录摆球运动路线中左、右最高点和最低点的位置。分析单摆实验时，摆球高度的变化比较直观，而判断摆球速度大小的变化比较困难，可以从摆球在最高点前后运动方向不同，分析摆球运动到最高点时的速度为零，作为这一难点的突破口。顺便指出像单摆这种往复的运动，在物理学中叫做振动。

综述实验1、2，说明动能和重力势能是可以相互转化的。实验3：弹性势能和动能的相互转化。

演示课本图1—7动能和弹性势能的转化实验。实验可分两步做。首先手持着木球将弹簧片推弯，而后突然释放木球，木球在弹簧片的作用下在水平槽内运动。让学生分析在此过程中，弹性势能转化为动能。第二步实验，让木球从斜槽上端滚下，让学生观察木球碰击弹簧片的过程。然后，依据课本图1—7，甲→乙图和乙→丙图分析动能转化为弹性势能和弹性势能转化为动能的过程。得出：动能和弹性势能也是可以相互转化的。

自然界中动能和势能相互转化的事例很多。其中有一些比较直观，例如：物体从高处落下、瀑布流水等这些事例也可以让学生列举，说明动能和势能的相互转化。有些事例比较复杂，例如：踢出去的足球在空中沿一条曲线（抛物线）运动过程中，动能和势能是如何相互转化的呢？（板画足球轨迹，依图分析）首先我们来分析足球离地面的高度的变化，这是判断足球重力势能变化的依据。很明显，在上升过程中足球的重力势能增加；在下降过程中重力势能减少。接着再分析足球的速度。足球在最高点时不再上升，说明它向上不能再运动。所以，足球在上升过程中，速度逐渐变小；在下降过程中速度又逐渐变大。通过以上分析，可以看到足球在上升阶段动能转化为重力势能；在下降阶段重力势能转化为动能。

人造地球卫星在运行过程中，也发生动能和重力势能的相互转化。人造地球卫星大家并不陌生，然而围绕人造卫星，同学们还有许多的谜没有揭开。例如：人造卫星为什么能绕地球运转而不落下来？在人造卫星内失重是怎么回事？等等，这些问题还有待于同学们进一步学习，今天我们只讨论卫星运行过程中，动能和重力势能的相互转化。

人造卫星绕地球沿椭圆轨道运行，它的位置离地球有时近、有时远。（出示我国发射的第一颗人造卫星轨道图）现以我国发射的第一颗人造卫星为例，它离地球最近时（此处叫近地点）离地面439公里，离地球最远时（此处叫远地点）离地面高度是2384公里，它绕地球一周的时间是114分钟。它在近地点时，速度最大，动能最大；此时离地面最近，重力势能最小。卫星由近地点向远地点运行时动能减小，重力势能增大，动能向重力势能转化。直到远地点时，动能最小，重力势能最大。卫星由远地点向近地点运行时，重力势能向动能转化。在卫星运行过程中，不断地有动能和势能的相互转化。练习

1、人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运转，卫星在近地点时 能最大，在远地点时 能最大，从近地点向远地点运动的过程中，转化为。

2、骑自行车上坡前，往往要加紧蹬几下，加大速度，增加自行车上坡时的，上坡时，这些 转化为，车就容易上到高处。

3、“会挽雕弓如满月，西北望，射天狼”的诗句表达了诗人苏轼企望为国御敌立功的壮志，拉弯的弓箭射出去，这一过程中能量的转化情况是 转化为。4、2003年3月20日，美英联军调用大量空降部队对伊拉克实施军事打击。在空降兵离开机舱，尚未打开降落伞的一段时间里，他们在空中加速下降。若不计空气阻力，那么在这段时间里，空降兵的重力势能，动能，机械能

5、下列过程中，属于动能转化为势能的是（）

A、雪撬从山坡上滑下 B、推开的弹簧门自动关闭 C、人造地球卫星从近地点向远地点运动 D、雪滴从空中落下。

小

结：

1、机械能的概念

2、机械能的转化：动能与势能的相互转化 板书设计：

第五节 机械能及其转化

一、机械能：动能和势能之和

二、机械能的转化

动能——势能 势能——动能 教学后记：

本节对机械能的概念，以及能量之间的相互转化做了详细的阐述，在所学的知识里，这一节是对本章的一个概括，因此，提出了能量守恒，对这一点的认识，也是学生能否学好这一章的关键。

第四篇：《机械能及其转化》教案

《机械能及其转化》教案

教学目标：

（一）知识与技能 1．知道什么是机械能；

2．理解动能和势能的转化，机械能守恒； 3．能的利用。

（二）过程与方法

通过体验和观察，了解机械能的转化，及机械能与其他形式能的转化。

（三）情感·态度·价值观

渗透合理利用能源、保护环境意识、安全意识的教育。重难点：教学重点、难点： 理解动能和势能的转化。教学方法：实验、讨论、归纳、对比

教具学具：多媒体课件、滚摆、单摆、篮球、教科书第74页的“罐子”。教学过程：

引入课题：

（演示实验）将教科书第74页所示的“罐子”沿不太陡的斜面滚下。提问：会有什么出人意料的现象发生吗？

提问：开始铁罐在斜面上具有什么能？

向下滚动时具有什么能？

铁罐滚动时橡皮筋有什么变化？具有什么能？

提问：请同学们举出生活中同时具有动能和势能的事例。根据图片提问：飞行中的飞机具有什么能？

给出机械能的概念。

展示和提问：

展示射箭的图片或视频，提问：弓的弹性势能哪里去了？

提问：举高的球释放后，重力势能减小，是不是能量消失了？ 归纳得出：动能和势能能够相互转化。巩固练习

请学生再分析“撑杆跳”、“蹦床”、“蹦极”运动中的能量变化。演示滚摆实验

请学生观察滚摆的运动，思考滚摆在运动过程中动能和势能是如何变化的？

指导学生进行实验

1．指导学生做单摆实验，并在实验中观察和分析单摆小球在摆动过程中动能和势能是怎样相互转化的。

2．指导学生做教科书中的铁锁摆动的实验。实验前提问：铁锁会打到鼻子吗？

大量事实和研究表明：如果只有动能和势能的相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总量不变。

展示图片与提问

根据过山车的图片，请学生分析图中的过山车具有什么能？过山车为什么能够不断地翻滚？

展示图片或视频

请学生观看图片或者视频，认识自然界存在的机械能。

讲授：水能和风能是水或者空气因为运动或者位置高而具有的机械能。展示：展示图片或者视频，表现自然界的机械能有利也有弊。

提问：请学生观看图片或者视频，了解：水电站是怎样使发电机转动的，风力发电是怎样的。

总结

1.什么是机械能？

2.什么叫做“机械能守恒”？ 巩固练习。

第五篇：机械能和内能 测试卷

机械能和内能

一、选择题

1.关于温度、内能和热量的说法错误的是（）

A.0℃的冰也具有内能 B.物体放出热量，温度不一定降温度

C.物体对外做功，内能可能减小 D.温度高的物体，内能一定大 2.用两个相同的电热器给质量相同的物质甲和水加热，它们的温度随加热时间的变化关系如图所示，据此判断物质甲的比热容为（3

33）

B.4.2×10J/（kg•℃）A.2.1×10J/kg•℃）

C.1.2×10J/kg•℃）D.条件不足，不能确定

3.水的比热容较大，人们往往利用它的这一特性为生活、生产服务，下列事例中与它的这一特性无关的是（）

A.让流动的热水流过散热器取暖

B.汽车发动机用循环水冷却

C.冬季，晚上向稻田里放水，以防冻坏秧苗 D.在较大的河流上建水电站，用水发电 4.下列关于汽油机和柴油机的主要区别,其中错误的是（）

A.柴油机的气缸上是喷油嘴,汽油机的顶部有火花塞

B.在做功冲程中,柴油机的点火方式叫点燃式,汽油机的点火方式叫压燃式 C.柴油机比汽油机笨重,但燃料便宜

D.柴油机吸入气缸的只是空气,汽油机吸入气缸的是汽油和空气的混合物

5.掷实心球是某市的中考体育加试项目之一．掷出去的实心球从a处出手后，在空中的运动轨迹如图所示，球最终停在水平地面e点处（不计空气阻力）．则实心球（）A.在a处重力势能最小

B.在b处动

能

为零

C.在a/b/c三处机械能相等

D.在d处动能为零

6.摩托车上的热机工作时提供动力的是（）A.吸气冲程 B.压缩冲程C.做功冲程

D.排气冲程

7.载重大汽车使用的一般是柴油机，而小汽车使用的一般是汽油机，这是因为柴油机的效率比汽油机高，柴油机的效率高是由于（）

A.柴油的热值比汽油的热值大

B.柴油的比热容比汽油的比热容大 C.柴油机气缸里的燃气产生的压强比汽油机里的高 D.柴油的密度比汽油的密度大 8.将质量相同的三块金属甲、乙、丙加热到相同的温度后，放到表面平整的石蜡上。经过一定时间后，观察到的现象如图2所示，则三块金属的比热容（）A.甲最大

B.乙最大

C.丙最大

D.一样大

9.下列有关内能、热量和温度的说法正确的是（）A.内能大的物体温度高

B.温度高的物体内能大

C.物体吸收热量后温度一定升高 D.物体温度升高可能是因为吸收了热量 A.晓华：炽热的铁水具有内能，冰冷的铁块也具有内能

B.晓峰：

运

动

速

度

大的物

体

内

能

大

C.晓玲：物体的内能与温度无关 D.晓平：物体对外做功其内能一定增大

11.关于温度、热量和内能，下列说法正确的是（）

A.温度高的物体内能一定大，温度低的物体内能一定小

B.物体的内能与温度有关，只要温度不变，物体的内能就一定不变 C.内能小的物体也可能将热量传递给内能大的物体

D.物体的温度越高，所含热量越多

12.下列生活实例中，通过做功改变物体内能的是（）A.利用电热水壶将冷水烧开

二、填空题（每空1分，共22分）

13.在市政建设施工中，我们经常看见工人用切割机切割水泥路面，工人师傅在施工时要不断向锯片上浇水，否则会很快损坏锯片(如图3所示)，这是由于锯片在切割路面时不断__________，使锯片的内能增加，温度升高。向锯片浇水，是通过_______的方式使其内能减少，温度降低。14.炎热的夏天中午，在阳光的照射下，海水的温度明显低于海滨浴场内沙子的温度，其原因是__________。15.710.在学习了内能的知识后，几位同学对于内能的知识提出了下列说法，正确的是：（）

B.用锯锯木头，锯条会发热

C.太阳能水箱中的水被晒热 D.夏天吹空调，人感到凉爽

图3

我国许多城市都建有大型绿地，绿地中的人工湖具有“吸热”功能，盛夏时节能大大减弱周围地区的“热岛效应”。若某一人工湖湖水的质量为l.0×l0 kg，水温升高2 ℃，则湖水吸收的热量为______J。若这些热量被同等质量的沙石吸收(c沙石＜c水)，则沙石升高的温度将_____2 ℃(选填“大于”“等于”或“小于”)。

16.热机是把______能转化为______能的装置。常见的内燃机有______机和______机两种。17.焦炭的热值是3.0×10 J／kg，它表示的意义是______________。现有5 kg焦炭，完全燃烧2 kg焦炭后，剩下的3 kg焦炭的热值是___________。

18.在热机的各种热损失中，_______带走的能量最多。设法利用_______的能量，是提高热机效率的重要措施。

19.我国地热资源十分丰富，已经发现的天然温泉就有2 000处以上，温泉水的温度大多在60 ℃以上。l00 kg的温泉水从60 ℃降到20 ℃放出的热量是__________J，相当于7_______m的煤气完全燃烧所放出的热量。[水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃)，煤气的热值为1.8×10 J/m] 20.一架执行人工降雨任务的飞机，沿水平方向匀速飞行，并不断向下抛撒“液氮”，在此过程中，飞机的动能逐渐_______，重力势能逐渐_________，机械能逐渐______；上述过程中飞机的动能和重力势能之间_______(选填“有”或“没有”)相互转化。

21.随着人们生活水平的提高，轿车已逐步进入我国普通百姓家中，已知某国产轿车每行驶l00 km消耗8 L汽油。(1 L=1×l0m，汽油的密度为0.71×10 kg/m，热值为4.6×107

337333 J／kg)，则：

(1)10 kg汽油完全燃烧时所产生的热量是_______J。(2)该汽车行驶100 km消耗的汽油的质量是_______kg。(3)当该汽车以50 kW的功率在平直公路上以72 km／h的速度匀速行驶时，它所受到的阻力等于________N。

三、解答题

22．有五个球，其中 A、B 和 C 球质量均为 m，D 质量为

2m，E 球质量为 3m；用它们探究“物体重力势能可能与物体质量和下落高度的关系”．将它们分别从不同位置放下，球陷入沙子里的深度情况如图所示；

（1）实验中，根据____________________来反映物体重力势能的大小；

（2）比较球 A、B、C 三球，可得出结论是：___________________________________；（3）比较__________球，可得出结论是：当下落高度一定时，________________________； 23．为了探究物体动能大小与哪些因索有关，同学们设计了如图甲、乙所示的实验装置来进行实验．

（1）图甲是让不同质暈的小球沿同一光滑斜面从 B 处由静止自由释放．然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此你能得出的结论________________________________．

（2）图乙是让质量相同的小球沿同一光滑斜面分别从 A、B 处由静止自由释放．然后分别撞击到放在同一水平面上的同一木块，木块在水平面运动一段距离后静止时的情景．据此你能得出结论是____________________________．

（3）本实验装置的水平面如果绝对光滑．还能得出结论吗？______，理由是＿＿＿＿＿＿＿＿___________________________________．

（4）实验后，同学们联想到在许多公交事故中，造成安全隐患的因素有汽车的“超载”与“超速”，进一步想知道，在影响物体动能大小的因素中，哪个对动能影响更大？于是利用上述器材进行了实验测定．得到的数据如下表：

（a）为了探究“超载”安全隐患，应选择_______两个序号的实验进行比较．（b）为了探究“超速”安全隐患，应选择_______两个序号的实验进行比较．

分析表格中对应的实验数据可知：_______对物体的动能影响更大，当发生交通事故时，由此造成的危害更严重．

7324.小明家煮饭、烧水使用的是管道天然气，已知天然气的热值为4.5×10 J／m，放出的热量有50％被有效利用，现要将初温为25 ℃的水加热到100 ℃，需要完全燃烧0.03 m的天然气，则能加热水的质量为多少?[ 水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃]

25.太阳能热水器是把太阳能转化为内能的设备之一，某品牌太阳能热水器每小时平均接收4.2×10 J的太阳能，在5小时的有效照射时间内，将热水器中质量为100 kg、初温为20 ℃的水温度升高到40 ℃。求：

（1）热水器中的水吸收的热量；［水的比热容为4.2×10 J/(kg·℃］（2）热水器5小时内接收到的太阳能；（3）热水器的效率;（4）若改用煤气来加热这些水，需要完全燃烧多少千克煤气？（煤气的热值=4.2×10 J/kg，假设煤气燃烧放出的热量全部被水吸收）