九年級物理全冊《13.4 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)》教案 （新版）滬科版

1、熱機(jī)的效率和環(huán)境保護(hù)教學(xué)目標(biāo)知識與技能：1、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。2、了解熱機(jī)效率。知道熱機(jī)工作時(shí)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：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(jià)值觀：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)保意識，激發(fā)學(xué)生的社會責(zé)任感。教學(xué)重點(diǎn)了解熱機(jī)效率及提高熱機(jī)效率的途徑，知道在利用熱機(jī)形成的環(huán)保問題。教學(xué)難點(diǎn)熱機(jī)效率的理解，并能用熱機(jī)效率進(jìn)行簡

2、單計(jì)算教材分析與教法設(shè)想熱機(jī)是本章最后一節(jié)，本節(jié)的教學(xué)內(nèi)容屬于應(yīng)用性的知識，與生產(chǎn)、生活有密切的關(guān)系。熱機(jī)本質(zhì)上是將化學(xué)能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能，再由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的能量轉(zhuǎn)化器。就其相關(guān)知識的外延而言，熱機(jī)的教學(xué)可以和人類社會生產(chǎn)力的發(fā)展、環(huán)境保護(hù)和人類的可持續(xù)發(fā)展等相聯(lián)系，可拓展的范圍相當(dāng)廣泛。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件、教學(xué)環(huán)節(jié)導(dǎo)學(xué)過程學(xué)習(xí)過程備注創(chuàng)設(shè)情境一、新課引入。無論是燒菜做飯，還是奔馳的汽車與火車，乃至直入蒼穹的火箭等都離不開燃料。即從原始人類學(xué)會用火的那天起，至今，人們使用的能量絕大部分還是通過燃料燃燒獲得的。那么燃料燃燒釋放的能量究竟有多少用來做了有用功？以及燃料的燃燒對環(huán)境會造成那些影響呢？今

3、天我將和大家一道共同來學(xué)習(xí)“第四節(jié)熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)”。（出示課題）二、新課學(xué)習(xí)：1、課件展示：木柴取暖、煤氣燒飯、鍋爐中煤炭燃燒、內(nèi)燃機(jī)車、飛機(jī)、輪船等，引出常見的燃料。2、設(shè)置疑問：常見的燃料有木柴、煤炭、汽油、酒精等，在燃燒時(shí)都會釋放能量，但它們釋放能量的能力是否相同呢？如果不同，那又如何來表示它們這種能力的大小呢？4、（由此）引導(dǎo)學(xué)生給熱值下定義。（一）、燃料的熱值定義：把1千克某種燃料完全燃燒釋放出的能量（熱量）叫做這種燃料的熱值。用q表示。（出示板書）。單位是J/kg，氣體燃料熱值單位是J/m3。強(qiáng)調(diào)：熱值是燃料的重要特性，只和燃料的種類有關(guān)，與質(zhì)量和是否完全燃燒無關(guān)。學(xué)生查熱值表

4、，并表述木柴、液化氣熱值的物理意義。5、引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)熱值的計(jì)算公式。由熱值的定義我們知道：1kg的干木柴完全燃燒釋放出1.2107J的熱量；那么質(zhì)量為mkg的干木柴完全燃燒釋放出多少J的熱量，怎么計(jì)算？思考：氣體燃料通常不用質(zhì)量而用體積，因此計(jì)算氣體燃料放熱時(shí)，公式應(yīng)該寫成？6、例題：計(jì)算4kg柴油完全燃燒釋放的熱量。（二）、熱機(jī)效率。1、引語：實(shí)際上熱機(jī)工作時(shí)，并不能將燃料所蘊(yùn)藏的化學(xué)能全部用來對外做有用功，有很大一部分能量在工作的過程中損耗掉了。2、課件展示：課本第38頁圖1227“熱機(jī)燃料燃燒能量走向示意圖”。由圖可知，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵尫拍芰康囊徊糠帧?、引導(dǎo)學(xué)生

5、由機(jī)械效率的定義得出熱機(jī)效率。定義：熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效率。用表示（即Q有/Q總100）。為了合理利用能源，人們一直都在努力提高熱機(jī)的效率。具體措施：（1）使燃料盡可能完全燃燒（煤粉、鼓風(fēng)）（2）減小機(jī)械摩擦（選用優(yōu)良潤滑油）（3）盡量簡化機(jī)械傳動部分（三角旋轉(zhuǎn)式發(fā)動機(jī)）5、課件展示：各種熱機(jī)的效率思考：熱機(jī)的效率能否達(dá)到100？為什么？三）環(huán)境保護(hù)引語：熱機(jī)為人類的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn)，但也帶來了一些負(fù)面影響，造成了環(huán)境污染，如噪聲污染、廢氣污染等。1、課件展示：燃料燃燒造成的環(huán)境污染的有關(guān)圖片和生活場景。后學(xué)生歸納：（1）燃料燃燒排放的煙塵，使空氣

6、混濁，影響動植物生長。（2）汽車等交通工具排放的尾氣：如過多CO2引起地球溫室效應(yīng)，全球氣候變暖。CO能造成“煤氣中毒”，讓人缺氧致死。SO2會形成酸雨，危害植物、危害莊稼，破壞生態(tài)平衡，還會腐蝕建筑物三、課堂小結(jié)：出示課件：1、熱值：概念：單位；公式：計(jì)算：2、熱機(jī)效率：概念：提高熱機(jī)效率的途徑：具體措施：3、保護(hù)環(huán)境，從我做起。四、練一練：1、液化氣的熱值是4.9107J/ m3，其物理意義是，完全燃燒5 m3 的液化氣可以產(chǎn)生 J的熱量。2、火箭常用液態(tài)氫氣作燃料，其原因是。3、下列關(guān)于熱值的說法正確的是（）A.燃料不燃燒，其熱值為零。B.燃料不完全燃燒其熱值要變小。C.燃料的熱值與燃燒

7、情況和質(zhì)量無關(guān)，只與燃料種類有關(guān)。D. 燃料燃燒時(shí)放出熱量多的其熱值就大。4、一個(gè)含0.6 kg無煙煤的蜂窩煤，能燒開5瓶水，而0.6 kg的液化氣可以供普通人家一天做飯、燒開水、洗澡用水。這樣看來不同的燃料的不同，若q無煙煤=3.4107J/kg，5瓶水的質(zhì)量是9kg，從20到燒開，那么這個(gè)煤爐的效率是。（一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）5、要提高熱機(jī)的效率，下列做法不可行的是（）A.盡量減少廢氣帶走的熱量。B.盡量保持機(jī)械部件之間有良好的潤滑。C.盡量減少曲軸傳遞給飛輪的機(jī)械能。D.盡量減少散熱損失。6、煤和石油在燃燒時(shí)生成的氣體中含有大量的二氧化碳、氮氧化合物等，燃料的不完全燃燒還會產(chǎn)生粉塵和一氧化碳

8、，這些和排放到空氣中，嚴(yán)重污染了大氣。7、用煤炭燒開水，水實(shí)際吸收的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于依照熱值計(jì)算的熱量，為什么？五、作業(yè)：查閱資料，了解汽車、拖拉機(jī)等熱機(jī)排放的廢氣中，主要有哪些成分？再請教生物老師，了解哪些對人有害？有什么樣的危害？哪些對熱體無害？再從網(wǎng)上或有關(guān)資料中查詢，寫一份關(guān)于熱機(jī)與環(huán)境的調(diào)查報(bào)告。學(xué)生觀看圖片，了解熱機(jī)的應(yīng)用學(xué)生觀察交流與討論：如何比較不同燃料燃燒釋放能量的能力的不同？注：如果學(xué)生不能回答，可由教師引導(dǎo)：必須保證哪些量相同才能進(jìn)行比較？（燃料的質(zhì)量要相同，而且都要完全燃燒）。學(xué)生給熱值下定義。思考：給熱值下定義時(shí)你認(rèn)為應(yīng)該注意哪些？（一是質(zhì)量必須是單位質(zhì)量1千克，這就保證

9、了質(zhì)量相同；二是必須完全燃燒）學(xué)生回答：mq。由此得出熱值的計(jì)算公式：Qmq。學(xué)生解答解：查表可知q3.3107J/kg，所以Qmq4 kg3.3107J/kg1.32108 J。答：完全燃燒釋放的熱量為1.32108 J。學(xué)生估算：在圖1226所示的情況下，所需的干木柴、煙煤和汽油。交流與討論：在圖1226中，而實(shí)際需要的干木柴、煙煤和汽油的質(zhì)量大大超過計(jì)算得出的數(shù)值，這是為什么？學(xué)生由機(jī)械效率的定義得出熱機(jī)效率。學(xué)生自學(xué)交流與討論：如何合理利用能源，提高熱機(jī)的效率？學(xué)生歸納：主要途徑是減少熱機(jī)各種能量損失思考：熱機(jī)的效率能否達(dá)到100？為什么？交流與討論：通過上面的展示，并聯(lián)系我們的生活環(huán)

10、境談一談：燃料燃燒對環(huán)境有哪些影響？閱讀：我國大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和信息窗內(nèi)容，進(jìn)行環(huán)?？倓訂T。交流與討論：結(jié)合生活實(shí)際談?wù)劊簽榱吮Ｗo(hù)環(huán)境，應(yīng)該怎樣從我做起？幾個(gè)學(xué)生代表上臺發(fā)表環(huán)保演講。學(xué)生練習(xí)自主學(xué)習(xí)合作共建知能應(yīng)用鞏固小結(jié)診斷評價(jià)作業(yè)布置與預(yù)習(xí)提綱板書設(shè)計(jì)第四節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)一、燃料的熱值。熱值：1千克的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量。（1）符號：q（2）單位：焦/千克。（J/kg）?；驓怏w燃料的熱值：J/m3（3）熱值的物理意義:（1） 公式：q=Q/m公式：Qmq（或QVq）二、熱機(jī)效率。公式：Q有/Q總100三、環(huán)境保護(hù)。教學(xué)札記注重學(xué)生發(fā)展，改變學(xué)科本位。本節(jié)闡述了有關(guān)燃料的熱值，熱機(jī)效率等物理概念，還涉及了科技發(fā)展史（熱機(jī)