人教版九年級物理全冊,第十四章,內(nèi)能利用(教案)全面版.doc

1、人教版九年級物理全冊,第十四章,內(nèi)能利用(教案)全面版.doc 第十四章內(nèi)能的利用 第一節(jié) 熱機(jī) 教學(xué)目標(biāo) 1.常識性了解汽油機(jī)的基本構(gòu)造和工作原理。 2.常識性了解柴油機(jī)與汽油機(jī)在構(gòu)造和工作過程中的異同點(diǎn)。 3.常識性了解四沖程內(nèi)燃機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。 進(jìn)行新課 由能量守恒定律可以看出，轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化是能量運(yùn)動的普遍形式。人類在利用能量方面所從事的主要工作正是廣泛地尋找其來源，有效地控制其去處，以達(dá)到駕馭它，利用它，讓它為人類造福的目的。 1內(nèi)能的利用。 (1)加熱 舉例：煮飯、取暖、工廠的熱處理、吹制玻璃工藝品等 上面的例子有一個共同特點(diǎn)，都是直接利用內(nèi)能轉(zhuǎn)移來加熱物體的，這是利用內(nèi)能的一

2、種方式 不利方面：能源浪費(fèi)大，污染環(huán)境，應(yīng)提高內(nèi)能的利用率。 (2)做功 演示：書中圖 3 一 5 實(shí)驗觀察并思考酒精燈對試管中水加熱時，水的內(nèi)能變化。 思考； （1）看到什么現(xiàn)象？ （2）木塞被頂開，是誰對它做了功？ （3）水蒸氣既然能夠?qū)δ救龉?，說明水蒸氣具有能，它具有的是什么能？ （4）在加熱過程中水蒸氣內(nèi)能的變化情況是怎樣的？ （5）在這個過程中，有沒有不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化？分析過程：燃燒(化學(xué)能)供給水和水蒸汽水蒸汽對外做功（內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能）。 教師：這是利用內(nèi)能的另一種方式：用來對物體做功 第 2 節(jié) 熱機(jī)的效率 教學(xué)目標(biāo) 知識與技能：經(jīng)歷燃燒燃料釋放熱量的分配的過程,感受到

3、轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的內(nèi)能只是一部分,形成正確的世界觀;知道在燃燒過程中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 知道什么是燃料的熱值和單位，會查燃料熱值表。 過程與方法：通過與機(jī)械效率的對比,了解熱機(jī)的效率,感悟到效率是評價投入,產(chǎn)出比的基本方法,并了解不同熱機(jī)的效率值; 情感態(tài)度與價值觀：了解熱機(jī)的使用對.的貢獻(xiàn)與帶來的環(huán)境污染,感受到自然科學(xué)的發(fā)展和先進(jìn)技術(shù)的應(yīng)用在推進(jìn).發(fā)展的同時,也造成了環(huán)境污染. 教學(xué)重點(diǎn):建立熱機(jī)效率的概念; 教學(xué)難點(diǎn):理解環(huán)境污染與熱機(jī)使用的關(guān)系;熱機(jī)效率的運(yùn)用; 教學(xué)過程： (一)創(chuàng)設(shè)情景,引入新課 前面我們學(xué)習(xí)了熱機(jī)是把燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,那么燃料燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能能夠全部

4、轉(zhuǎn)化成機(jī)械能嗎 產(chǎn)生的能量都到哪里去了呢 展示能量流向圖. (二)新課學(xué)習(xí) 人要生存，離不開能量，機(jī)器要運(yùn)轉(zhuǎn)，也離不開能量，而內(nèi)能又是人類和各種動力機(jī)械主要利用的能量形式之一。而燃料的燃燒正是這一來源的主要途徑。下面我們先來討論燃料及與燃料有關(guān)的問題。 、 燃料的特點(diǎn) 汽油機(jī)以汽油為燃料，柴油機(jī)以柴油為燃料，現(xiàn)代火箭以液態(tài)氫為燃料，你還見過哪些燃料？如何分類？燃料在燃燒的過程中是什么能轉(zhuǎn)化為什么能？ 定義：1 千克的某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值 單位：焦/千克。 物理意義：熱值直接反映了燃料的燃燒特性。熱值大，反映單位質(zhì)量的該種燃料完全燃燒時放出的熱量多（化學(xué)能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能多）

5、。 汽油的熱值為 4.6107 焦/千克,它表示 .熱值是燃料的一種,不同燃料的熱值一般不 一筒汽油與半筒汽油相比，哪個熱值大？ 看課本中的表：幾種燃料的熱值（指導(dǎo)學(xué)生學(xué)會表述其物理意義） 查表，回答下列問題： 1、 表中熱值最大的是哪種燃料？熱值最小的是哪種燃料？ 2、 火箭上為什么用液態(tài)氫作燃料？ 3、 熱值反映了燃料的什么性質(zhì)？ 4、 不同燃料的熱值一定不同嗎？ 延伸：完全燃燒 0.5kg 汽油能放出多少熱量？要放出 6*105 j 的熱量，至少需要燃燒多少酒精？（汽油的熱值為 4.6*107 j/kg,酒精的熱值為 3*10 7 j/kg） 二,熱機(jī)效率 1 上面的裝置就是一個簡單原始

6、的 熱機(jī)。 2熱機(jī) （1）介紹熱機(jī)的發(fā)明 （2）把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器稱為熱機(jī)。 內(nèi)燃機(jī)：燃料在氣缸內(nèi)燃燒的熱機(jī) 最常見的內(nèi)燃機(jī)，以汽油或柴油為燃料，分別叫做汽油機(jī)和柴油機(jī)。 1汽油機(jī)用汽油作燃料的內(nèi)燃機(jī) （1）構(gòu)造(出示模型或掛圖。邊指示邊講解)。進(jìn)氣門，排氣門，火花塞，氣缸，活塞，連桿，曲軸。(介紹名稱的同時，介紹各部分的功能) 沖程：活塞從氣缸一端運(yùn)動到另一端叫做一個沖程。 （2）工作原理。 (邊運(yùn)轉(zhuǎn)模型邊講解，并提醒學(xué)生注意觀察活塞、氣門、連桿、曲軸的動作情況) 內(nèi)燃機(jī)的工作過程以一個循環(huán)為一個單元，一個循環(huán)又分為四個沖程。 吸氣沖程開始工作前，活塞位于氣缸上端，進(jìn)、排氣門軍關(guān)閉。工

7、作時，活塞由上向下運(yùn)動，進(jìn)氣門打開，排氣門仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓強(qiáng)減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入氣缸。這是第一個沖程。 壓縮沖程活塞運(yùn)動到最下端，就開始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動。這時進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉，混合氣體被強(qiáng)行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強(qiáng)增大。這是第二個沖程。 活塞壓縮燃料混合物是_能向_能轉(zhuǎn)化？壓縮沖程末產(chǎn)生什么結(jié)果？ 汽油機(jī)是利用什么方式點(diǎn)火的？ 做功沖程壓縮結(jié)束時雖然溫度較高，但未能達(dá)到燃料的燃點(diǎn)。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間， 火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊蛏舷蛳逻\(yùn)動，通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。實(shí)現(xiàn)了內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。這是第三個沖程。 排氣沖程做功

8、沖程結(jié)束，活塞繼續(xù)向下向上運(yùn)動，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。這是最后一個沖程。 排氣沖程有什么作用？排除廢氣的溫度如何 此后，活塞又由上向下運(yùn)動，從此進(jìn)入下一輪循環(huán)。在一個工作循環(huán)中有四個沖程，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)兩周，對外做一次功。 小結(jié)：一個工作循環(huán)有 個沖程，飛輪轉(zhuǎn)動 周，對外做功次，活塞往復(fù)次，其他沖程靠飛輪的慣性完成。 （3）能的轉(zhuǎn)化：在做功沖程燃?xì)鈱钊龉?，?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。其余三個沖程靠消耗飛輪的機(jī)械能來完成。 2柴油機(jī)：用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)。柴油機(jī)與汽油機(jī)的區(qū)別： 柴油機(jī)與汽油機(jī)的相同點(diǎn)：都是內(nèi)燃機(jī)；一個工作循環(huán)都要經(jīng)歷四個沖程。 柴油機(jī)與汽油機(jī)的不同

9、點(diǎn)：構(gòu)造方面：些油機(jī)沒有火花塞，而在相應(yīng)位置上安裝的是噴油嘴。吸入的氣體不同，點(diǎn)火方式不同 熱機(jī)是利用燃料來做功的裝置。熱機(jī)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器 二,改變世界的熱機(jī) 學(xué)生教材,教師展示圖片,學(xué)生看圖片,體會熱機(jī)的發(fā)展為人類所做的貢獻(xiàn). 1,學(xué)生教材,看圖片,體會熱機(jī)的發(fā)展為人類所做的貢獻(xiàn) 二,改變世界的熱機(jī) 3.,了解熱機(jī)的發(fā)展過程. 人類對熱機(jī)效率的研究,幾百年來一直沒有停止過.熱機(jī)的使用也從根本上改變著我們的世界.用多媒體課件熱機(jī)的發(fā)展改變?nèi)祟惿畹膱D片. 讓學(xué)生通過生活中熟悉的熱機(jī)應(yīng)用的圖片,形象地感受到熱機(jī)讓人們的生活發(fā)生了巨大的變化. 三,地球就在我們手中 1,學(xué)生小組展示:熱機(jī)

10、使用帶來的環(huán)境污染.展示自己在課前準(zhǔn)備的材料,并信息窗內(nèi)補(bǔ)充材料,認(rèn)識溫室效應(yīng)和熱島效應(yīng). 2,小組內(nèi)展示后由本小組的學(xué)生代表講解熱機(jī)使用帶來的環(huán)境污染,展示本小組準(zhǔn)備得比較好的材料. 3,教師播放多媒體展示污染圖片和視頻. 小組內(nèi)展示后由本小組的學(xué)生代表向全班講解熱機(jī)使用帶來的環(huán)境污染,展示本小組準(zhǔn)備得比較好的材料. 5.熱機(jī)的使用帶來的環(huán)境污染 a.廢氣污染:電站和工廠在依靠煤和石油的燃燒獲取能量的同時燃燒時產(chǎn)生的 等,也從煙囪排出,嚴(yán)重污染了大氣. b.噪聲污染:各種汽車發(fā)出的 是危害人們身心健康的公害之一. c.產(chǎn)生溫室效應(yīng):熱機(jī)所排出的 引起溫室效應(yīng),對地球表面的熱平衡有較大的影響.

11、 d.熱島效應(yīng)的元兇之一是 . 觀看圖片及視頻認(rèn)識環(huán)境污染. 用多媒體展 示熱機(jī)所帶來的污染的圖片.播放關(guān)于環(huán)境污染的視頻. 教師對小組的表現(xiàn)進(jìn)行小結(jié)性評價. 2,學(xué)生分組討論:保護(hù)環(huán)境方面提出合理化的建議.生講解,教師總結(jié). 分組討論:保護(hù)環(huán)境方面提出合理化的建議. 安排組內(nèi)代表積極爭取作答 6.在保護(hù)環(huán)境方面提出合理化的建議 . 對學(xué)生回答進(jìn)行小結(jié),并對小組進(jìn)行簡單評價. 多媒體展示地球的明天和未來的汽車. 主要意圖是激發(fā)學(xué)生為保護(hù)地球而行動起來,努力學(xué)習(xí)科學(xué)文化知識,為將來研究更環(huán)保的交通工具做準(zhǔn)備.增強(qiáng)學(xué)生的環(huán)保意識. (四)課堂 小結(jié):學(xué)生小結(jié)本堂課學(xué)到了些什么. 一個小組的代表總結(jié)

12、這一堂課的主要內(nèi)容 對學(xué)生的小結(jié)給予補(bǔ)充和評價. 最后鼓勵學(xué)生學(xué)以致用,能運(yùn)用學(xué)過的知識解決現(xiàn)實(shí)生活中的問題,總結(jié)小組情況,對表現(xiàn)優(yōu)異的小組進(jìn)行表揚(yáng). (五)課堂練習(xí) 六,板書設(shè)計 熱機(jī)效率 一,熱機(jī)效率 1,熱機(jī)的能量流向圖:見圖 1 2,定義:熱機(jī)所做 有用功 與所用燃料 完全 燃燒釋放 的熱量之比 叫做熱機(jī)效率. 3,公式: 4,提高熱機(jī)效率的途徑:(1),(2),(3), 二,改變世界的熱機(jī) 三,地球就在我們手中 環(huán)境污染 第三節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化和守恒 學(xué)習(xí)目標(biāo) 通過實(shí)例了解能量及其存在的不同形式。能說出一些常見的能量名稱，知道自然界有多種形式的能量。知道能量守恒定律，知道永動機(jī)不可能制成

13、。并能自覺利用能量守恒定律分析有關(guān)問題，能解釋一些常見現(xiàn)象中的能量轉(zhuǎn)化問題。 重點(diǎn)難點(diǎn) 1.通過實(shí)例了解能量及其存在的不同形式，能說出一些常見的能量的名稱，知道自然界有多種形式的能量。 2.知道能量守恒定律。能舉出日常生活中能量守恒的實(shí)例。有用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識。 理解能量守恒定律。 問題：刀具在砂輪上磨削時，為什么會刀具發(fā)熱？來回迅速摩擦雙手，為什么會熱？ 學(xué)生回答：原因是通過摩擦力做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 問題：在暖氣片上放有一瓶冷水，過一段時間后水會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因？ 學(xué)生回答：變熱，這是通過熱量傳遞使這瓶水內(nèi)能增加。 問題：分別給電風(fēng)扇、電爐、電燈通

14、電，會出現(xiàn)什么現(xiàn)象？ 老師引導(dǎo)：這些實(shí)例中，物體的內(nèi)能增加了，是由其他形式能轉(zhuǎn)化來的或是從其他物體轉(zhuǎn)移來的，今天要學(xué)習(xí)能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中數(shù)量之間有什么關(guān)系。 探究一 量守恒定律 學(xué)生活動：完成課本 p 27 "想想做做'的四個小實(shí)驗 1.小組觀察，實(shí)驗發(fā)生的現(xiàn)象，討論其能量轉(zhuǎn)化情況 展示（1）能轉(zhuǎn)化能； （2）能轉(zhuǎn)化為能； （3）能轉(zhuǎn)化為能； （4）能轉(zhuǎn)化為 能； 綜合分析其他實(shí)驗后得出：光現(xiàn)象，熱現(xiàn)象，電現(xiàn)象與機(jī)械運(yùn)動現(xiàn)象之間都有聯(lián)系。 2.小組討論課本 p28"想想議議' 從而引出能量守恒定律 。 課堂探究案 2.能量既不會憑空消失；也不會憑空產(chǎn)生，它

15、只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能的總量保持不變。 板書設(shè)計 第三節(jié) 能量的轉(zhuǎn)化和守恒 1自然界存在多種形式的能量 2不同形式的能之間，在一定條件下可以相互轉(zhuǎn)化 3能量在轉(zhuǎn)移過是守恒的 課堂小結(jié) 能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。 （1）能量守恒定律普遍適用。在形形色色的自然現(xiàn)象中，只要有能量的轉(zhuǎn)化，就一定服從能量守恒規(guī)律。從物理的、化學(xué)的現(xiàn)象到地質(zhì)的、生物的現(xiàn)象，大到宇宙天體的演變，小到原子核內(nèi)部粒子的運(yùn)動，都服從能量守恒的規(guī)律。 （2）能量守恒定律反映了自然現(xiàn)象的普遍聯(lián)系。自然界的各種現(xiàn)象都不是孤立的，而是相互聯(lián)系的

16、。電燈發(fā)光跟電流有聯(lián)系，電能轉(zhuǎn)化為光能反映了這種聯(lián)系。植物生長更不是孤立的，要靠陽光進(jìn)行光合作用才能生長，光能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能反映了這種聯(lián)系。 （3）能量守恒定律是人類認(rèn)識自然的重要依據(jù)。人類認(rèn)識自然，就要根據(jù)種種自然現(xiàn)象，總結(jié)規(guī)律，能量守恒定律就是人類總結(jié)出的規(guī)律之一，而且人類認(rèn)識的其他規(guī)律也必定符合能量守恒定律。1933 年意大利科學(xué)家費(fèi)米，在研究衰變的過程中發(fā)現(xiàn)，能量不守恒。于是他根據(jù)能量守恒定律大膽預(yù)言了還有一種未發(fā)現(xiàn)的粒子，這就是現(xiàn)在已被科學(xué)界公認(rèn)的中微子。這一事例說明了能明守恒定律，已成為人類認(rèn)識自然的重要依據(jù)。 （4）能量守恒定律是人類利用自然的重要武器?？v觀人類科學(xué)技術(shù)進(jìn)步的歷史，

17、也是一部認(rèn)識能量、利用能量、實(shí)現(xiàn)能量轉(zhuǎn)化的歷史。從原始人鉆木取火，到水能利用；從蒸汽機(jī)發(fā)明，到電能的利用；從太陽能，到核能的利用。人類總是在認(rèn)識、利用能源，逐步實(shí)現(xiàn)能量的轉(zhuǎn)化。 1.如圖所示，用酒精燈對帶有木塞的試管內(nèi)的水加熱，當(dāng)試管內(nèi)的水沸騰時，水的溫度高于（填"高于'、"低于'或"等于'）100（管外大氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓）。過一會，管內(nèi)的水蒸氣將木塞沖開，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為木塞的機(jī)械能。 2.撐竿跳高時，人在助跑時的動能可以轉(zhuǎn)化為跳起上升過程中人的重力勢能和撐竿的彈性勢能，撐竿的彈性勢能又可以轉(zhuǎn)化為人體的動能和重力勢能，以利于越過橫桿，越

18、過橫桿后，人體的重力勢能轉(zhuǎn)化為人體的動能。 3.能量既不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的問題保持不變，這就是能量守恒定律。 （1）在熱現(xiàn)象中，利用內(nèi)能做功的過程是內(nèi)能和其他形式能量的轉(zhuǎn)化過程，做了多少功，就有多少內(nèi)能轉(zhuǎn)化為等量的其他形式的能量或就有多少其他形式的能量轉(zhuǎn)化為等量的內(nèi)能，在轉(zhuǎn)化過程中，能量是守恒的。例如摩擦生熱，減少的機(jī)械能等于增加的內(nèi)能。 （2）熱傳遞的過程是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。例如一杯熱水與一杯冷水混合，穩(wěn)定后，熱水降溫減少了多少內(nèi)能，冷水變熱就會增加多少內(nèi)能，能量是守恒的。 （3）自然界中除了內(nèi)能可能同其他形式的能量發(fā)生轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移外，其他各種形式的能量也能可以相互轉(zhuǎn)化，請舉例說明：電動機(jī)帶動水泵消耗的電能水泵獲得機(jī)械能+電動機(jī)產(chǎn)生熱能。 （4）在摩擦生熱的現(xiàn)象中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；在熱傳遞的過