初中物理《內(nèi)能與熱機(jī)》主題單元教學(xué)設(shè)計(jì)以及思維導(dǎo)圖

1、內(nèi)能與熱機(jī)主題單元教學(xué)設(shè)計(jì)適用年級九年級所需時間課內(nèi)共計(jì)7課時，每周3課時。主題單元學(xué)習(xí)概述 本單元內(nèi)容是熱學(xué)的重點(diǎn)章節(jié)，有熱量、內(nèi)能、比熱容、熱值、機(jī)械效率等重要概念，是熱學(xué)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)所在；在研究這幾個概念的過程中體現(xiàn)了控制變量等方法，對實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Φ目疾椤６P(guān)于熱量的計(jì)算，更是熱學(xué)和電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)的綜合性問題；由于本章內(nèi)容和學(xué)生的生活實(shí)際聯(lián)系比較密切，符合新課程“從生活走向物理，從物理走向社會”的理念，在課改實(shí)驗(yàn)區(qū)出現(xiàn)較多聯(lián)系學(xué)生生活實(shí)際、社會熱點(diǎn)問題、環(huán)境保護(hù)等方面的問題，應(yīng)引起足夠的重視。 本單元的重點(diǎn)是溫度、內(nèi)能、熱量和比熱容的區(qū)別以及比熱容和熱值的計(jì)算。難點(diǎn)是在經(jīng)歷了科學(xué)探究的過程中

2、體驗(yàn)科學(xué)探究方法和科學(xué)思維方法，特別是經(jīng)歷探究過程中“制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)”等環(huán)節(jié)，應(yīng)在教學(xué)中強(qiáng)化參加這兩個環(huán)節(jié)的具體體驗(yàn)。 本主題單元由三個專題組成： 專題一是溫度與內(nèi)能的基本知識，為以后專題的研究做好鋪墊; 專題二關(guān)乎比熱容，包括比熱容的概念和熱量的計(jì)算兩部分； 專題三升華到生活中的應(yīng)用內(nèi)燃機(jī)及熱機(jī)的效率與環(huán)境保護(hù)。 其中，“比熱容”是按科學(xué)探究的程序展現(xiàn)的研究性內(nèi)容，力圖使學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探究過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探究的方法。 通過本單元的學(xué)習(xí)，應(yīng)達(dá)到以下效果： 在知識與技能方面，是要學(xué)生知道溫度計(jì)的工作原理，學(xué)會使用溫度計(jì)進(jìn)行測量。通過實(shí)驗(yàn)探究，了解比熱容的概念，能利用比熱容解釋簡單的自然現(xiàn)象

3、和進(jìn)行簡單的計(jì)算。了解四沖程內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和工作原理及工作過程中能量的轉(zhuǎn)化。建立熱值概念，并對熱機(jī)的效率有初步認(rèn)識。在科學(xué)探究素質(zhì)方面，突出了制定計(jì)劃與設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、分析與論證、評等環(huán)節(jié)，同時讓學(xué)生嘗試用“控制變量法”研究物理問題，并向?qū)W生進(jìn)一步介紹“表格法”，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納物理規(guī)律，養(yǎng)成采集科學(xué)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的好習(xí)慣，讓學(xué)生經(jīng)歷基本的科學(xué)探過程，學(xué)習(xí)科學(xué)探方法，發(fā)展初步的科學(xué)探能力，形成實(shí)事求是，尊重自然規(guī)律，樂于參與科學(xué)實(shí)踐的科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神，讓學(xué)生增強(qiáng)與他人合作能力。過程與方法方面，通過學(xué)生對物理數(shù)據(jù)的測量，體驗(yàn)科學(xué)探究的全過程，培養(yǎng)學(xué)生觀察能力、實(shí)踐能力。主題單元規(guī)劃思維導(dǎo)圖主題單元學(xué)習(xí)目標(biāo)

4、知識與技能：1、知道溫度的概念，知道溫度的常用單位和國際單位制中單位。 2、知道為什么是內(nèi)能，物體的內(nèi)能是不同于機(jī)械能的另一種形式的能量。 3、知道物體溫度改變時，內(nèi)能隨之改變。 4、通過探究活動，認(rèn)識改變物體內(nèi)能的途徑。5、知道什么是物質(zhì)的比熱容，知道比熱容的單位及其讀法。 6、知道比熱是物質(zhì)的特性之一，會查物質(zhì)的比熱表。 7、會根據(jù)水的比熱較大這一特性來解釋一些有關(guān)的簡單現(xiàn)象。 8、會根據(jù)比熱容進(jìn)行熱量的計(jì)算。掌握：單缸四沖程汽油機(jī)的工作原理。 9、建立熱值概念。知道熱值是燃料的重要特性，了解熱值的表示法和常見燃料的熱值，能利用熱值表進(jìn)行有關(guān)燃料放熱的簡單計(jì)算。10、了解熱機(jī)效率。知道熱機(jī)

5、工作時燃料釋放能量的主要流向，知道可以怎樣提高熱機(jī)效率以及提高熱機(jī)效率的意義所在。過程與方法： 1、了解液體溫度計(jì)的工作原理，熟悉使用溫度計(jì)的過程，掌握它的使用方法。 2、會根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，選擇裝配實(shí)驗(yàn)器材，完成探究實(shí)驗(yàn)。 3、學(xué)會：觀察分析能力，理論結(jié)合實(shí)際能力。 4、通過社會調(diào)查、分組交流合作，了解熱機(jī)效率及熱機(jī)帶來的負(fù)面影響。情感態(tài)度與價值觀：1、體會對溫度進(jìn)行準(zhǔn)確測量的必要性，養(yǎng)成采集科學(xué)準(zhǔn)確數(shù)據(jù)的好習(xí)慣。 2、在科學(xué)探究活動中，培養(yǎng)了學(xué)生初步分析概括能力，具有對科學(xué)的求知欲。 3、了解熱機(jī)的利用與人類社會發(fā)展的關(guān)系，并能夠簡述熱機(jī)使用產(chǎn)生的排放物對環(huán)境的不良影響，培養(yǎng)自覺的環(huán)保意

6、識，激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感。對應(yīng)課標(biāo)（1）會用液體溫度計(jì)測溫度。（2）了解內(nèi)能、熱量的概念，能簡單描述溫度和內(nèi)能的關(guān)系。（3）從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識燃料的熱值，通過能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移認(rèn)識效率。（4）通過實(shí)驗(yàn)探究，了解比熱容的概念，嘗試考慮影響問題的主要因素，有控制變量的初步意識。主題單元問題設(shè)計(jì)（1）內(nèi)能和機(jī)械能有哪些區(qū)別了聯(lián)系？（2）溫度、內(nèi)能和熱量的關(guān)系是怎樣的？（3）所有的物質(zhì)，在質(zhì)量相等、溫度升高的度數(shù)也相等時，吸收的熱量是不是一樣多呢？（4）汽油機(jī)和柴油機(jī)是怎樣工作的？專題劃分專題一：溫度與內(nèi)能的基本知識 （ 1 課時）專題二：比熱容的概念和熱量的計(jì)算 （ 3 課時）專題三：內(nèi)燃機(jī)使用及熱

7、機(jī)的效率與環(huán)境保護(hù)（ 3 課時）其中，專題 2 中的活動 比熱容概念的建立 作為研究性學(xué)習(xí)）專題一溫度與內(nèi)能所需課時 1課時專題學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知道溫度的概念，知道溫度的常用單位和國際單位制中單位。2、了解液體溫度計(jì)的工作原理，熟悉使用溫度計(jì)的過程，掌握它的使用方法。3、知道什么是內(nèi)能，物體的內(nèi)能是不同于機(jī)械能的另一種形式的能量。4、知道物體溫度改變時，內(nèi)能隨之改變。5、通過探究活動，認(rèn)識改變物體內(nèi)能的途徑。6、在科學(xué)探究活動中，培養(yǎng)了學(xué)生初步分析概括能力，具有對科學(xué)的求知欲。專題問題設(shè)計(jì)液體溫度計(jì)的原理是什么？分子動理論的內(nèi)容是什么？溫度、熱量、內(nèi)能的聯(lián)系和區(qū)別？所需教學(xué)環(huán)境和教學(xué)資源信息化資源

8、：電子白板常規(guī)資源：實(shí)驗(yàn)必須的實(shí)驗(yàn)儀器（活動設(shè)計(jì)中有詳細(xì)介紹）教學(xué)支持環(huán)境：物理實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)活動一：創(chuàng)設(shè)情景、引入溫度引入：熱現(xiàn)象是指物體的冷熱程度有關(guān)的物理現(xiàn)象，例如，大家在小學(xué)自然課中學(xué)過的物體的熱脹冷縮就屬于熱現(xiàn)象。開水和燒紅的鐵塊都很燙，但它們燙的程度又有很大的區(qū)別。所以，在物理學(xué)中，為了準(zhǔn)確地描述物體的冷熱程度，我們引入了溫度這一概念。學(xué)生活動：自學(xué)討論，梳理總結(jié)，能說出生活中和自然環(huán)境中常見的溫度值，并能用溫度術(shù)語描述生活中的“熱”現(xiàn)象?；顒佣簻囟扔?jì)師：我們對于溫度高低的判斷往往用皮膚的感覺。現(xiàn)在請同學(xué)們來做個實(shí)驗(yàn)探究。三只燒杯中分別裝有熱水、溫水和冷水，現(xiàn)請一位同學(xué)將左手

9、食指伸入熱水中，右手食指伸入冷水中，停留一段時間后，將兩個食指同時放入溫水中。【學(xué)生活動1】一同學(xué)上前面來操作，同學(xué)們認(rèn)真觀察，比較兩手指的感覺，說明了什么？師說明：憑感覺來判斷物體的溫度高低是不可靠的，要準(zhǔn)確地測量物體溫度需要使用溫度計(jì)。并出示液體溫度計(jì)。問：液體溫度計(jì)的原理是什么？溫度有哪些種類？【學(xué)生活動2】從課本中找出答案，對液體溫度計(jì)的原理及溫度計(jì)的種類有初步的認(rèn)識。師：組織學(xué)生分組討論、交流，怎樣正確使用溫度計(jì)，正確的予以肯定。【學(xué)生活動3】學(xué)生動手測出半杯冷水的溫度，并不斷向冷水中加熱水后分別測出其溫度的情況。師：巡視學(xué)生，了解學(xué)情。強(qiáng)調(diào)使用溫度計(jì)應(yīng)注意的幾個問題？【學(xué)生活動4】

10、分組討論、交流，并實(shí)驗(yàn)探究后歸納使用溫度計(jì)注意事項(xiàng)，匯總形成條目。小結(jié)：根據(jù)實(shí)驗(yàn)，總結(jié)使用溫度計(jì)的注意事項(xiàng)：（1）使用溫度計(jì)前要先估計(jì)被測物體的溫度，選擇適當(dāng)?shù)臏囟扔?jì)，測量前要看清溫度計(jì)的量程和分度值。這樣才能正確讀出所測量的溫度，并且不會損壞溫度計(jì)。（2）測量時，溫度計(jì)的液體泡不能與容器器壁、容器底部接觸，液體泡要完全浸沒在被測液體中。（3）待溫度計(jì)的液柱穩(wěn)定后讀數(shù)。（4）讀數(shù)時眼睛要平視。（5）讀數(shù)時，溫度計(jì)不能離開被測物體讀數(shù)。活動三：內(nèi)能教學(xué)提問：1、分子動理論的內(nèi)容是什么？2、物體怎樣才具有動能和重力熱能。引入新課：分子動理論告訴我們，組成物體的分子在不停地做熱運(yùn)動，所以每個分子都有

11、動能。物體的分子之間有引力和斥力。且分子間有間隙。因此，物體的分子之間還具有勢能。引入內(nèi)能概念?；顒铀模焊淖儍?nèi)能兩種途徑探究1:在一個配有活塞的厚壁玻璃筒中放一小團(tuán)硝化棉，迅速向下壓活塞，棉花燃燒起來了。向下壓活塞，壓縮玻璃筒內(nèi)空氣，對筒內(nèi)空氣做了功。棉花燃燒是因?yàn)橥矁?nèi)的空氣內(nèi)能增加，溫度升高了。實(shí)驗(yàn)說明了_可以改變物體內(nèi)能。將一根鐵絲反復(fù)彎折數(shù)十次，鐵絲被彎折處發(fā)熱鐵絲內(nèi)能的改變是由于人對鐵絲做了功。實(shí)驗(yàn)再次說明_可以改變物體的內(nèi)能。探究2：觀察分析課本圖065和圖066中的現(xiàn)象，思考使圖中物體溫度升高的原因。提出問題：鐵鍋熱得燙手，棉被曬得暖乎乎，它們是靠什么途徑改變物的內(nèi)能的？生活事例說

12、明_也可以改變物體的內(nèi)能?；顒游澹簾崃孔詫W(xué)學(xué)習(xí)3題，即：什么是熱量？用什么符號表示？熱量的單位是什么？用什么符號來表示？【說明】：溫度、熱量、內(nèi)能的聯(lián)系和區(qū)別區(qū)別：溫度是指物體的冷熱程度，從分子動理論的觀點(diǎn)來看，溫度是分子熱運(yùn)動激烈程度的標(biāo)志，熱量是物體通過熱傳遞方式所改變的內(nèi)能，是內(nèi)能的變化量，內(nèi)能是物體內(nèi)所有分子由于熱支動而具有的動和分子之間勢能的總和。聯(lián)系：在不發(fā)生物態(tài)變化時，一個物體吸收了熱量，它們的內(nèi)能增加，溫度升高；一個物體放出了熱量，它的內(nèi)能減少，溫度降低。在發(fā)生物態(tài)變化時，物體吸收了熱量，內(nèi)能增加，溫度可能不變；物體放出了熱量，內(nèi)能減少，溫度可能不變。評價要點(diǎn)可評價的學(xué)習(xí)要素：

13、1.知識的評價：溫度，內(nèi)能，熱量。 評價方法：現(xiàn)場評價 評價指標(biāo)：(1)知道溫度、內(nèi)能、熱量的基本知識。(2)會描述它們之間的區(qū)別與聯(lián)系。2.過程的評價制定并使用學(xué)習(xí)活動評價量規(guī)。專題二1、比熱容相關(guān)知識 2、熱量的計(jì)算所需課時3課時專題二概述1、實(shí)驗(yàn)探究法。即在教學(xué)中提倡學(xué)生聯(lián)系實(shí)驗(yàn)提出問題，提出自己的猜想，提倡通過探究實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論（盡管實(shí)驗(yàn)誤差較大），做好水與煤油吸熱升溫的對比實(shí)驗(yàn)是突破難點(diǎn)的關(guān)鍵。2、在熱量教學(xué)中，教師根據(jù)教學(xué)內(nèi)容精心設(shè)計(jì)的自主學(xué)習(xí)提綱，將學(xué)生應(yīng)掌握的知識以問題的形式呈現(xiàn)給學(xué)生，充分發(fā)揮學(xué)生的主動性，由學(xué)生自主學(xué)習(xí)探究、查閱課本、資料實(shí)現(xiàn)知識的自主構(gòu)建。專題學(xué)習(xí)目標(biāo)1、知

14、道什么是物質(zhì)的比熱容，知道比熱容的單位及其讀法。2、知道比熱是物質(zhì)的特性之一，會查物質(zhì)的比熱表。3、會根據(jù)水的比熱較大這一特性來解釋一些有關(guān)的簡單現(xiàn)象。4、會根據(jù)設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)方案，選擇裝配實(shí)驗(yàn)器材，完成探究實(shí)驗(yàn)。5、會根據(jù)比熱容進(jìn)行熱量的計(jì)算。專題問題設(shè)計(jì)所有的物質(zhì)，在質(zhì)量相等、溫度升高的度數(shù)也相等時，吸收的熱量是不是一樣多呢？根據(jù)水的比熱較大這一特性可以解釋日常生活中的哪些現(xiàn)象？所需教學(xué)材料和資源信息化資源基于交互白板的互動課堂常規(guī)資源實(shí)驗(yàn)用儀器（活動設(shè)計(jì)中有詳述）教學(xué)支撐環(huán)境物理實(shí)驗(yàn)室其 他記錄用的紙、筆，學(xué)習(xí)活動評價量規(guī)表等學(xué)習(xí)活動設(shè)計(jì)課時一：物質(zhì)的比熱容活動一：復(fù)習(xí)回顧、引入新課提問：1

15、、什么叫熱量？ 2、1千克的水溫度升高1吸收多少熱量？引入：大家都有這樣的經(jīng)驗(yàn)：燒開一壺水比燒開半壺水需要的熱量多，把一壺水燒開比燒成溫水需要的熱量多?？梢?，水在溫度升高時吸收的熱量和水的質(zhì)量有關(guān)，和溫度升高的度數(shù)有關(guān)，水的質(zhì)量越大，溫度升高的度數(shù)越多，吸收的熱量越多。別的物質(zhì)也這樣?！咎岢鰡栴}】那么，所有的物質(zhì)，在質(zhì)量相等、溫度升高的度數(shù)也相等時，吸收的熱量是不是一樣多呢？今天這節(jié)課我們要解決這個問題，就得學(xué)習(xí)物質(zhì)的比熱容【板書課題】：物質(zhì)的比熱容活動二：合作共建，經(jīng)歷過程（一）探究物質(zhì)的比熱容【教師活動1】按教材設(shè)問提出問題，引導(dǎo)學(xué)生猜想，并整理學(xué)生的猜想。問：用什么法研究每個因素對物體吸

16、收熱量的多少有影響?！緦W(xué)生活動1】猜想吸收熱量的多少可能與什么因素有關(guān)，知道用控制變量法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究?！窘處熁顒?】組織討論：怎樣探知物體溫度變化時，吸收或放出熱量的能力?！緦W(xué)生活動2】討論交流：得方法選相同的電加熱器?！窘處熁顒?】提出問題：如何制定“探究不同質(zhì)量的同種物質(zhì)，溫度變化時吸收（或放出）熱量的能力”實(shí)驗(yàn)方案，如何制定：“探究相同質(zhì)量的不同種物質(zhì)溫度變化時吸收（或放出）熱量的能力”實(shí)驗(yàn)方案。讓學(xué)生分組討論交流，并通過學(xué)生展示予以肯定。【學(xué)生活動3】討論交流后，展示所制定的方案：a.不同質(zhì)量的水（或煤油）吸收相等的熱量后，看溫度升高的大小。b.同質(zhì)量的水和煤油吸收相等熱量后看溫度升高

17、的大小?！窘處熁顒?】巡視學(xué)生實(shí)驗(yàn)進(jìn)行情況?！緦W(xué)生活動4】分組實(shí)驗(yàn)探究【教師活動5】組織學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，歸納得結(jié)論。【學(xué)生活動5】討論、分析得結(jié)論?；顒尤罕葻崛莞拍畹慕ⅰ窘處熁顒印客ㄟ^實(shí)驗(yàn)知道，不同物質(zhì)吸熱能力不同，如何描述這一不同需要引入物理量比熱容。正確引導(dǎo)，給出比熱容的概念：【學(xué)生活動】思考、討論，不同物質(zhì)質(zhì)量相同：單位質(zhì)量升高溫度相同：1閱讀課本，從中找出比熱容的概念、單位、單位讀法。1、概念：單位質(zhì)量的物質(zhì)溫度升高1吸收的熱量。（板書）。學(xué)習(xí)單位，強(qiáng)調(diào)書寫。2、觀察比熱容表，了解常見物質(zhì)比熱容?！窘處熁顒印繉W(xué)會讀表，引導(dǎo)學(xué)生尋找規(guī)律，【學(xué)生活動】說出自己的發(fā)現(xiàn)：（1）比熱容是物

18、質(zhì)的特性，不同物質(zhì)比熱容一般不同（2）同種物質(zhì)狀態(tài)不同時比熱容不同（3）液體的比熱容一般比固體的比熱容大（三）比熱容的應(yīng)用讓學(xué)生思考交流：（1）冬天，暖氣管道中用熱水取暖（2）沙漠地區(qū)晝夜溫差大，為什么？活動四：知能應(yīng)用，規(guī)律總結(jié)思考：某同學(xué)從下表提供的信息中，得出以下幾個結(jié)論，其中錯誤的是（ ）a.汽車發(fā)動機(jī)用水來冷卻效果比較好b.液體的比熱容都比固體大c.同種物質(zhì)在不同狀態(tài)下比熱容值不同d.質(zhì)量相等的銅和鉛，升高相同的溫度銅吸收的熱量多課時二：熱量活動一：創(chuàng)設(shè)情景、引入新課提問：1、什么是比熱容？單位是什么？2、c鉛=0.88103j/(kg)其物理意義是什么？引入：這節(jié)課我們繼續(xù)往下學(xué)習(xí)熱量?；顒佣簾崃坑?jì)算公式推導(dǎo)1、從鋁的比熱入手，將課本的例題分解成幾步，逐步深入地引導(dǎo)學(xué)生歸納熱量的計(jì)算公式。1千克鋁溫度升高1，需要吸收多少熱？（依據(jù)鋁的比熱）1千克鋁溫度升高2，需要吸收多少熱量？（0.88103焦2=1.76103焦）1千克鋁溫度升高100-30=70時，需要