学年九年级物理全册 第14章 教学设计新人教版文档格式.docx
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2、进行新课
(1)热机
提出问题:
用燃料燃烧来烧水,常常看到壶盖被顶起来,这是为什么呢?
演示实验:
如图所示,在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,会看到什么现象?
讨论这一过程中能量的转化情况、安全性和改进的方向。
(注意:
软木塞不要塞得过紧,免得试管炸裂伤人)
交流讨论:
发现水蒸气会把木塞冲开,瓶口白雾产生,燃料在燃烧时将化学能转化为水的内能;
当水蒸气会把木塞冲开时将水的内能转化为瓶塞的机械能。
归纳总结:
学生自学课本热机部分,分析出热机的概念及其工作原理.把内能转化为机械能的机器叫热机,热机种类很多,有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等。
(2)汽油机
活动1:
展示内燃机剖面图,让学生明确燃料直接
在汽缸内燃烧,生成高温高压的燃气,推动活塞做功。
活动2:
观察汽油机模型,自己试着找出汽缸、进气门、排气门、
活塞、连杆、曲轴、火花塞等各部分构造的位置。
学生结合课本进行讨论交流并进行归纳总结:
内燃机:
是因为它的燃料是直接在发动机内部的汽缸里燃烧的。
分为汽油机和柴油机。
冲程:
活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
一个工作循环:
由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
活动3:
用多媒体演示内燃机的工作过程
1、压缩冲程中压缩的是什么?
它的能量是如何转化的?
2、做功冲程中能量是如何转化的?
1、压缩冲程:
活塞对燃料混合物做功,燃料内能增大,温度升高。
机械能转化成内能
2、做功冲程:
内能转化成机械能
内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。
(2)在一个工作循环中,活塞往复运动两次,曲柄转动两周,燃气对外做功一次。
在压缩冲程中,机械能转化为内能,在做功冲程中,内能转化为机械能。
(3)在这个四个冲程中,利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。
(3)柴油机与汽油机的区别
多媒体展示汽油机与柴油机的图片,学生观察图片,并交流他们的不同点。
总结出他们的不同点
名称
区别
汽油机
柴油机
构造
火花塞
喷油嘴
吸入的物质
吸入空气和汽油的混合物
只吸入空气
燃料燃烧的方式
点燃式
压燃式
(1)柴油机是压燃式,通过压缩点火。
(2)柴油机一个工作循环也是包括四个冲程,在一个工作循环中,活塞往复运动两次,曲柄转动两周,燃气对外做功一次。
3、巩固小结
通过本次课,学生已经对热机有了一定的认识,师生共同回顾。
1.认识了热机。
2.了解汽油机的工作过程与能量变化
3.能够区分汽油机和柴油机的不同
四、布置作业
完成动手动脑学物理1-4T,了解有关现代汽车的资料,与同学分享。
五、板书设计
第一节热机
一、热机
二、汽油机
吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程
三、区分柴油机与汽油机
教学反思
第2节热机的效率
(1)理解热值的概念,知道不同燃料释放热的本领不同。
(2)能简单计算燃料释放出的热量。
(3)能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向,知道热机效率
(1)通过学习,比较不同物质的热值。
(2)通过社会调查、分组交流合作,了解热机效率及热机带来的负面影响。
3.情感、态度与价值观
(2)了解热机生活中应用,培养自觉的环保意识,激发学生的社会责任感。
热值概念的理解、热值与机械效率的计算
热机效率的理解和环境保护。
木柴、烟煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气(打火机中装有)等燃料样本,多媒体课件,布置学生课前进行有关环境污染方面的社会调查。
归纳总结、类比
4、创设情境、引入新课
利用问题引入,无论是烧菜做饭,还是奔驰的汽车与火车,乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。
即从原始人类学会用火的那天起,至今,人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的。
那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少用来做了有用功?
以及燃料的燃烧对环境会造成那些影响呢?
5、进行新课
(1)热值
用多媒体展示炭火取暖,煤气做饭,内燃机汽车,火箭上升的图片。
讨论他们用到的燃料。
学生讨论我们生活中做饭,汽车,飞机,火箭所用到燃料分别是什么?
在燃烧时都会释放能量,但它们释放能量的能力是否相同呢?
如果不同,那又如何来表示它们这种能力的大小呢?
不同燃料释放热量的能力是不一样的。
问题2:
(1)1kg的干木柴和10kg的干木柴在同样燃烧时,放出的热量是否相同?
(2)相同条件下,1kg干木柴和1kg煤,哪一种燃料能烧开更多的水?
(3)1kg的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同?
(1)质量不同,放出的热量不同
(2)物质种类不同,放出的热量不同
(3)质量相同的同种物质,不完全燃烧,放出的热量也不同。
继续引导学生结合课本热值概念进行归纳总结,
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比,叫作这种燃料的热值。
自学课本22页到23页,交流分析出热值的单位、几种常见的热值的值及其代表的物理意义。
(1)符合:
q;
(2)热值的单位是J/kg、J/m3;
(3)煤油的热值是4.6×
107J/kg,代表的物理意义是1kg的煤油完全燃烧释放的热量是4.6×
107J.
活动4:
根据热值的概念和热值所代表的物理意义,交流讨论得出燃烧燃烧时释放热量的公式。
Q=mq=Vq其中m是燃料的质量,单位是kg,q是燃料热值,单位是J/kg、J/m3;
V是体积,单位是m3.
活动5:
学生观察课本的热值表格,了解生活中的各种燃料的热值并讨论火箭为什么用液氢做燃料?
因为氢的热值大,相同质量的不同燃烧中,氢释放的热量最多,故利用氢做燃料。
活动6:
根据热值表,计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量?
若用干木柴完全燃烧来获得这些热量,需要多少吨干木柴?
通过查表得出氢的热值是1.4×
108J/kg,干木柴的热值1.2×
107J/kg
放出热量Q=qm
=1.4×
108J/kg×
10×
103kg
1012J
需要干木柴:
约116吨干木柴完全燃烧放出的热量等于10吨氢完全燃烧放出的热量。
活动7:
计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。
查表可知q=3.3×
107J/kg,
所以Q=mq=4kg×
3.3×
107J/kg=1.32×
108J。
答:
完全燃烧释放的热量为1.32×
(2)热机效率
问题1:
让学生根据生活经验分析,用天然气烧水时,天然气能完全燃烧吗?
燃烧释放的热量能否被水完全吸收?
有哪些能量损失?
(1)天然气不能完全燃烧,损失了一部分能量;
(2)装水的容器吸收了一部分能量、燃气灶本身吸收一部分热量、高温的烟气带走了一部分能量、还有一部分能量散失掉了,只有水吸收的热量才是有效利用的。
学生类比机械效率的公式进行归纳出燃气灶的效率的表达式为
。
出示汽油机模型,演示其工作过程,让学生讨论分析热机在工作的过程中有哪些能量损失?
如何来表示热机的效率?
学生以组为单位阐明自己组的观点,其他组给予补充。
师出示课件展示热机能量流向图,总结问题。
用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫作热机的效率。
表达式为
.
让学生根据热机效率的能量流向图,并阅读STS,分析、讨论得出热机对环境的危害,如何提高热机效率,保护环境?
危害:
(1)燃料燃烧排放的烟尘,使空气混浊,影响动植物生长。
(2)汽车等交通工具排放的尾气:
如过多 CO2引起地球温室效应,全球气候变暖。
CO能造成“煤气中毒”,让人缺氧致死。
SO2会形成酸雨,危害植物、危害庄稼,破坏生态平衡,还会腐蚀建筑物……
提高效率:
(1)提高燃料利用率,使燃料充分燃烧;
(2)改进热机,减少各种能量损失,提高效率;
(3)利用废气的能量,提高燃料的利用率。
结合生活实际谈谈:
为了保护环境,应该怎样从我做起?
然后找几个学生代表上台发表环保演讲。
6、巩固小结
通过本次课,学生已经对热机的效率有了一定的认识,师生共同回顾。
1.热值的概念。
2.提高热机效率,保护环境。
查找关于热机效率提高的资料,写一份关于热机与环境的调查报告。
,练习热值的计算。
第三节热机的效率
一、热值
1.概念:
2.单位:
3.符合:
4.计算公式:
二、热机效率
1.概念
2.提高热机效率的途径:
3.具体措施:
4.提高环境保护意识
第3节能量的转化和守恒
2.知识与技能
(1)知道能量守恒定律。
(2)能举出日常生活中能量守恒的实例。
(3)有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
(1)通过学生自己做小实验,发现各种现象的内在联系,体会各种形式能量之间的相互转化。
(2)通过学生讨论体会能量不会凭空消失,只会从一种形式转化为其他形式,或从一个物体转移到另一个物体。
4.情感、态度与价值观
(3)通过用演示实验激发学生的学习兴趣,通过交流讨论培养学生的合作意识和能力。
(4)通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。
能量的转化和守恒定律,
利用能量的转化和守恒定律解释自然现象
单摆、火柴
7、创设情境、引入新课
教师演示实验:
实验1:
单摆实验,让学生观察并思考,单摆为什么停下来了?
实验2:
擦着火柴,让学生思考火柴是如何被点燃的?
8、进行新课
(3)能量的转化
学生按照课本的叙述完成下面四个实验,观察实验发生的现象,并讨论其能量转化情况:
来回迅速摩擦双手。
直尺在头发上摩擦后可以吸引轻小物体。
实验3:
将连在小电扇上的太阳电池对着阳光。
实验4:
手摇发电机发电。
(1)机械能转化为内能。
(2)机械能转化为电能及内能。
(3)光能转化为电能再转化为机械能。
(4)机械能转化为电能。
各种形式的能在一定的条件下是可以相互转化的,学生阅读书本27页,让学生交流、讨论并总结出能量之间相互转化的示意图。
学生根据所学内容分组讨论举例生活中其他能量转化的例子。
(1)在滑滑梯时我们的屁股会感到发热,是因为在滑动过程中摩擦使机械能转化为内能。
(2)在水力发电中,水的机械能转化为电能。
(3)在火力发电厂,燃料燃烧释放的化学能,转化成电能。
(4)电流通过电动机,电能转化为机械能。
多媒体播放能量转化的不同动画。
加深学生的认识。
(1)在自然界中能量的转化是普遍存在的。
(2)自然界中的光现象、热现象、电现象与机械运动现象之间都有联系。
(4)能量守恒定律
演示将乒乓球从一定高度落下,为什么乒乓球弹起的高度越来越低?
损失的能量到哪儿去了?
能量是否在不断消灭?
机械能
越来越小,通过摩擦把机械能转化成了空气的内能。
能量没有消失。
(1)能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变。
——能量守恒定律。
(“消耗能量”“利用能量”“获得能量”的实质是:
能量相互转化或转移的过程)
(2)能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一,与发现细胞、进化论一起被恩格斯誉为19世纪自然科学的三大发现。
(三)永动机神话
教师用多媒体进行播放与永动机有关的视频,学生思考永动机为什么设计不出来?
永动机为什么不能实现?
.mp4
历史上不少人希望设计一种机器,这种机器不消耗任何能量,却可以源源不断地对外做功。
这种机器被称为永动机。
虽然很多人,进行了很多尝试和各种努力,但无一例外地以失败告终。
失败的原因是设计者完全违背了能的转化和守恒定律,任何机器运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式。
如果它对外做功必然消耗能量,不消耗能量就无法对外做功,因而永动机是永远不可能制造成功的。
9、巩固小结
通过本次课,学生已经对能量的转化与守恒有了一定的认识,师生共同回顾。
1.能量的转化
2.能量守恒定律
3.永动机
完成动手动脑学物理1-3T,了解永动机的更多资料,与同学分享。
一、能量的转化
二、能量守恒定律
能量既不会消灭,也不会创生,它只会从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而能的总量保持不变。
三、永动机神话
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- 学年九年级物理全册 第14章 教学设计新人教版 学年 九年级 物理 14 教学 设计 新人