湖北省天门市蒋湖中学九年级物理全册 141 热机学案无答案新版新人教版.docx
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湖北省天门市蒋湖中学九年级物理全册 141 热机学案无答案新版新人教版.docx
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湖北省天门市蒋湖中学九年级物理全册141热机学案无答案新版新人教版
热机
一.复习引入
㈠、热机
1、定义:
把内能转化为机械能的机器。
深化升华:
热机的基本原理是燃料的化学能通过燃烧转化为内能,又通过做功把内能转化为机械能。
热机的种类很多,这些热机在人类社会的工业化进程中起到了举足轻重的作用,而且在现代社会中还发挥着巨大作用。
2、种类:
热机常见有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
3、内燃机
(1)分为汽油机和柴油机两大类。
(2)内燃机一个工作循环由四个冲程组成:
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
其中,每完成一个工作循环,活塞往复两次,飞轮转动两周,只有做功冲程实现内能向机械能的转化。
要点提示:
在四个冲程中,压缩冲程和做功冲程中发生了能量转化,压缩冲程中活塞运动的机械能转化为汽油和空气混合物的内能。
做功冲程中,燃料燃烧把燃料的化学能转化为燃气的内能,然后通过做功把燃气的内能转化为活塞的机械能。
㈡、燃料的热值
1、定义:
1千克的某种燃料完全燃烧而放出的热量。
2、物理意义:
表示燃料燃烧时放热本领的物理量,燃烧相同质量的不同燃料,放出的热量是不同的,就是说,不同燃料在燃烧时放热的本领不同,物理学中用热值来表示燃料的这种特性。
3、单位:
热值的单位是:
焦/千克,读做焦每千克,用符号J/kg。
如酒精的热值为:
3.0×107J/kg,表示1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
4、实质:
燃料燃烧过程中,燃料储藏的化学能转化为内能。
深化升华:
内能的主要来源是燃料,燃料燃烧时化学能转化为内能释放出来,不同燃料在燃烧过程中化学能转化为内能的本领大小不同,这就是燃料的一种性质,用燃料的热值来表示。
同种燃料的热值相同,与燃料的质量大小、形状及放出热量的大小都没有关系。
5、热值是描述燃料性质的物理量,它反映的是1kg的某种燃料完全燃烧放出的热量。
热值的单位为J/kg。
难点剖析:
对于热值的理解应抓住三个关键词语:
1kg、某种燃料、完全燃烧。
(1)“1kg”是指热值针对1kg的燃料而言,如果不是1kg的燃料,完全燃烧放出的热量值与热值不同。
(2)“某种燃料”是指热值与燃料的种类有关,确定了燃料才能确定
热值,不同燃料的热值一般不同。
由此可见热值反映了燃料的燃烧特性,热值大的1kg燃料完全燃烧放出的热量多。
(3)“完全燃烧”是由指燃料在燃烧时必须烧完、烧尽,只有1kg的燃料完全燃烧时放出的热值才是这种燃料的热值,通常情况
下燃料往往不能完全燃烧,致使燃料燃烧放出的热量比用热值算出的结果小。
㈢、热机的效率
1、定义:
热机工作时,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。
2、提高热机效率的途径:
尽量减小各种热量损失;保持良好的润滑,尽量减小摩擦;尽可能使燃料充分燃烧等等。
3、热机造成的环境污染包括:
燃料燃烧过程中会产生有害气体,燃料的不完全燃烧还会产生大量的粉尘、飞灰,这些都会污染大气,危害人体健康,影响植物正常生长,要减小污染可改进燃烧设备,采取集中供热,提高燃烧效率,减少有害气体的排放量,采用污染小的气体燃料,加装消烟除尘装置等。
要点提示:
在利用燃料燃烧产生内能时,主要存在两大问题:
一是提高效率,尽可能增加可利用的能量,减少浪费,节约能源,是缓解能源危急的重要途径;二是减少有害气体的排放,减少污染,保护人类及所有生命的生存环境。
㈣、能量守恒定律
1、内容:
能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变。
难点剖析:
定律的内容分为两部分:
第一部分指出能是可以“转移”或“转化”的,“转移”指同一种形式的能可以从一个物体转移到另一个物体上;“转化”指能从一种形式转化为另一种形式;第二部分是能的“守恒”,明确指出在能的转移或转化过程中,能既不会创生、也不会消灭,能的总量保持不变。
在各种能量发生转化和转移的事例中,能量都是守恒的,例如:
(1)在热机中,利用内能做功的过程就是内能转化为其他形式能量的过程,消耗多少内能,就会产生多少其他形式的能量,能的总量是守恒的;
(2)在摩擦生热现象中,机械能转化为内能,消耗多少机械能,就产生多少内能,能的总量是守恒的;
(3)在燃料燃烧的过程中,化学能转化为内能,消耗多少燃料中蕴含的化学能,就会产生多少内能,能的总量是守恒的;
(4)在热传递过程中,是内能由高温物体转移到低温物体的过程,例如,一杯热水与一杯冷水混合,热水减少多少内能,冷水就增加多少内能,能的总量是守恒的;
(5)电动机工作时,电能转化为机械能和内能(因为电动机转动的同时还要发热),消耗多少电能,就会产生多少机械能和内能,能的总量是守恒的;
(6)用电炉加热物体,电能转化为内能,消耗多少电能,就产生多少内能,能的总量是守恒的。
深化升华:
自然界中所有的变化,不管是大到天体、小到原子核内部,也不管是物理学的(比如物态变化),还是化学的(比如物质发生化学反应)、生物学的(比如动物的呼吸)、地理学的(比如火山爆发)、天文学(比如星球的运动)的问题,都存在能量的转化或转移,而且在转化与转移的过程中,能的总量是守恒的
。
所以说能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。
2、意义:
由做功和热传递的等效作用说明,机械能之间是可以转化的.其实自然界里,能量和转化是普遍的,都是通过做功这种形式来完成。
自然界为什么形形色色,为什么这样奇妙丰富,都离不开能量的转化,地球从太阳那里获得光能,出现了风、水的流动,繁茂的植物和多种多样的动物,人类的活动,机器轰鸣,家电的使用,哪一样都离不开能的转化,可以说离开了能量的转化,就不再成为世界,可见能的转化是普遍的。
3、理解能量守恒定律应注意以下几点:
(1)每一种运动形式都可以用一种形式的能来量度,如机械能、内能、化学能、电能,能量的单位都是焦耳;
(2)各种运动形式可以在一定条件下互相转化,而运动形式的转化过程必然伴随着能量的转化和守恒;
(3)能量也可以以同种形式从一个物体转移到另一个物体,热传递过程实质上就是内能从一个物体转移到另一个物体的过程.转移能量的多少用热量来度量;
辨析比较:
在能量守恒中,“转化”和“转移”是有区别的,“转化”是指一种形式的能量在一定条件下转化为另一种形式的能量,“转移”是指一种能量在一定条件下从一个物体转移到另一个物体,而能的形式没有变化。
(4)要对外做功,必须消耗能量,不消耗能量就无法对外做功,能量永远不会消失,也
不会创生。
二.引导学习
例1
.如图所示为内燃机工作的四个冲程示意图,其中表示压缩冲程的是()
A、甲B、乙C、丙D、丁
例2.一台四冲程内燃机转速为600转/分,则()
A、每分钟内做功100次,共有400个冲程B、每分钟内做功200次,共有200个冲程
C、每秒内做功20次,共有10个冲程D、每秒内做功5次,共有20个冲程
例3.关于燃料的热值,以下说法中正确的量()
A、燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B、容易燃烧的燃料,热值一定大
C、煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧干木柴放出的热量一定多
D、为了提高锅炉中燃料的利用率,一定要用热值高的燃料
例4.酒精的热值是3.0×107J/kg,一瓶酒精用去一半后,剩下的半瓶酒精的热值是()
A、1.5×107J/kgB、3.0×107J/kgC、6.0×107J/kgD、9.0×107J/kg
例5.如果干木柴燃烧产生的热量只有30%被水吸收,要把5kg40℃的水烧开,至少需要燃烧多少千克干木柴?
(已知干木柴的热值为1.2×107J/kg,外界空气压强为标准大气压)
例6.研究表明:
生活垃圾的平均热值为6.27×l06J/kg。
利用垃圾作为燃料建立发电厂,每燃烧1吨生活垃圾可以发电8.64×108J兴建一座规模为2台1.2×104kW发电机的垃圾处理发电厂,问:
(1)1t垃圾完全燃烧产生的热量是多少焦?
(2)燃烧垃圾发电的效率是
多少?
(3)请你从环保、节能、经济等角度简述兴建垃圾发电厂的意义。
例7.小明学习了热学的有关知识后,知道水的比热容是4.2×103J/(kg·℃),他想估算一下自己家每天烧水做饭需要的热量,于是小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间,并把它折算成烧水时间,相当于每天将30kg20℃的水烧开。
(1)小明家每天烧水做饭需要多少热量?
(2)如果普通煤的热值为3×l07J/kg,从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少kg普通煤?
例8.某电动机消耗1000J电能,可以产生800J的机械能,求产生的内能是多少?
该电动机的效
率是多少?
三.巩固练习
1.燃料燃烧的过程中,储存在燃料中的_________能转化为________能释放出来,木炭的热值是3.4×107J/kg,表示__________________________________________;若完全燃烧0.5kg木炭,则放出____________热量。
2、在汽油机工作的四个冲程中,将机械能转化为内能的是________冲程,将内能转化为机械能的是________冲程。
3、在内燃机工作的四个冲程中,机械能
转化为内能的是()
A、吸气冲程B、压缩冲程C、做功冲程D、排气冲程
4、关于燃料的热
值,下列说法中正确的是()
A、某种燃料燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值
B、甲燃料完全燃烧放出的热量比乙燃料完全燃烧放出的热量多,则甲燃料的热值一定比乙燃料的热值大
C、燃料的热值越大,则燃料燃烧时放出的热量越多
D、烟煤的热值是2.9×107J/kg,则完全燃烧1kg的烟煤能放出2.9×107J的热量
5、两台汽油机,甲的效率为35%,乙的效率为25%,这两个数据表示()
A、甲机做的功比乙机多B、甲机的功率比乙机的大
C、在相同时间内甲机燃烧的汽油比乙机的多D、在消耗相同汽油时,甲机做的有用功比乙机的多
6、把一瓶酒精倒去一半,则剩下的酒精()
A、比热容和热值均变为原来的一半B、比热容变为原来的一半,热值不变
C、热值变为原来的一半,比热容不变D、比热容和热值均不变
7、下
列关于热机和环境保护的说法中正确的是()
A、热机的大量使用会造成环境污染B、所有的热机都是用汽油作燃料
C、汽车排出的尾气都是有毒气体D、热机所产生的噪声,可以被热机上的消声器完全消除
8、关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法:
①在做功冲程中,是机械能转化为内能;②在做功冲程中,是内能转化为机械能;③只有做功冲程是燃气对外做功;④汽油机在一个工作循环中,只有一个冲程发生能量变化。
以上说法中正确的是()
A、只有②③B、只有①③C、只有②④D、只有②③④
9、一箱汽油用掉一半后,关于它的说法下列正确的是()
A、它的密度变为原来的一半B、它的比热容变为原来的一半
C、它的热值变为原来的一半D、它的质量变为原来的一半
10、小丽家去年冬天的供暖比往年好很多,这是因为热网改造后,由原来的小锅炉房供暖变为热电站余热供暖,从能源利用的角度来看热电站,这种既供电又供热的热电站与一般的火力发电站相比,提高了____________,能较好地控制了污染。
11、2004月年5月,天然气伴随着“西气东输”的步伐开始走进了江城芜湖的千家万户,传统燃料也随之被逐步取代,天然气燃烧时可以将____________能转化为____________能。
与传统燃料相比,天然气的优点是____________________________________(写出一条即可)。
12、某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为30cm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是50mm,满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为9.0×105Pa,飞轮1min转动1800周,当汽油机满负荷工作时(不计摩擦),求:
(1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力;
(2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功;
(3)汽油机的功率。
13、指出下列现象中能量转化或转移的情况。
(1)煤炭燃烧________________________;
(2)植物进行光合作用______________________________;
(3)电热毯发热________________________
;
(4)用热水袋暖手________________________;
(5)火箭点火后腾空而起________________________;
(6)飞驰的流星拖着一条发光的尾巴________________________;
14、下列过程中,只有能的转移而不发生能的转化的是()
A、水蒸气会把壶盖顶起来
B、洗衣机工作
C、冬天用手摸户外的东西时感到冷D、用锤子打击铁件,铁件发热
15、下列说法中错误的是()
A、能量守恒定律只适用于物体内能的变化B、只要有能的转化和转移,就一定遵守能量守恒定律
C、能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的重要理论依据
D、任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中,消耗多少某种形式的能量,就能得到多少其他形式的能量,而能的总量是保持不变的
16、下列说法中正确的是()
A、发电机可以创造电能B、电动机消灭了电能
C、发电机和电动机都是能量转化的机器D、宇宙中的能量不断地进行相互转化,但总能量会增加
17、以下几种说法中,表述不正确的是()
A、煤炭燃烧时化学能转化为内能B、向蓄电池充电时,电能转化为化学能
C、汽油机的做功冲程是机械能转化为内能D、火箭升空时,燃料燃烧释放的内能转化为机械能
18、某校师生在学习了能量的转化与守恒以后,组织兴趣小组调查学校几种炉灶的能量利用效率,他们发现学校的一个老式锅炉烧水时,经常冒出大量的黑烟,且烧水时锅炉周围的温度很高,锅炉的效率很低。
请你根据调查中发现的现象分析此锅炉效率低的原因,并提出相应的改进措施。
四.归纳小结
五.课后练习
1.热机是把____________能转化为____________能的机器。
2、汽油机工作时,活塞在气缸内做往复运动,活塞从气缸的__________________,叫一个冲程,汽油机工作时分四个冲程,依次是____________、____________、____________、____________。
3、热机在工作过程中,压缩冲程将______能转化为______能;做功冲程将______能转化为______能。
4、1kg某种燃
料____________放出的热量叫做这种燃料的热值
,热值的单位是____________,符号是______。
干木柴的热值是1.2×107______,它表示1kg干木柴________________________________________________。
5、在热机里,用来做______的那部分能量与燃料____________放出的热量____________叫做热机的效率。
6、在一定条件下,各种形式的能都可以____________。
摩擦生热,______能转化为______能;电动机带动水泵把水送到高处,______能转化为______能;植物吸收太阳光进行光合作用,______能转化为______能;燃料燃烧时发光发热,化学能转化为____
__。
7、能量既不会______,也不会______,它只会从一种形式______为其他形式,或者从一个物体______到另一个物体,而在______和______过程中,能量的______保持不变,这就是__________________。
8、在密闭的房间里有一个开着门的电冰箱,给电冰箱通电,过一段时间,房间的温度将()
A、升高B、降低C、不变D、无法确定
9.一工厂每天消耗无烟煤25t,这些煤完全燃烧能放出多少热量?
(无烟煤的热值是3.4×107J/kg)
10、完全燃烧1kg焦炭放出的热量,如果全部被水吸收,可以把多少千克20℃的水加热到100℃?
(焦炭的热值是3×107J/kg)
学习时的苦痛是暂时的,未学到的痛苦是终生的
7.1《力》
【教材分析】
力是生活中常见的一种物理现象,力学是初中物理的重
点知识。
学好力的概念是今后学习力学知识的基础。
【
学情分析】
在日常生活中,学生
对力已有许多感性认识,如何将感性认识转化为理性知识是本节教学的难点。
先让学生列举一些有关力的实例,然后用不完全归纳法归纳出力是物体对物体的作用;再通过实验现象概括出力的作用效果是使物体发生形变或使物体的运动状态发生改变;最后通过实验,让学生体验力的作用是相互的。
本节教学设计的思路是“实例(实验)——分析——概括”。
教学中要注意联系生活实际,突出科学探究中的分析与论
证这一环节。
2、
3、过程与方法
1.通过活动和生活经验感受力的作用效果。
2.了解物体间力的作用是相互的,并能解释有关现象。
3.“实例——分析——概括”。
3、情感、态度与价值观
1.通过教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,乐于探索自然现象和日常生活中的科学道理。
2.善于将自己的见解公开并与他人交流,认识交流与合作的重要性。
【教学重难点】
教学重点:
1.力的概念、单位及其作用效果。
2.力的三要素,会用示意图表示力。
教学难点:
1.力的概念。
2.认识物体间力的作用是相互的,并解释有关现象。
【教学方法】
观察法、实验法、讨论法、探究法,分析归纳法
【教学用具】
气球,弹簧,磁铁,铁钉,多媒体课件。
【课时安排】
1课时
【教学过程】
⏹情景导入
通过吹气球的小游戏,引发学生思考“为什么气球会飞出去?
”,同时活跃课堂气氛,激发学生的学习热情。
⏹进行新课
1、什么是力
通过这几幅图“人推车人拉弹簧起重机提重物压路机压路面”归纳总结出力的概念
1.力的概念:
力是物体对物体的作用。
(施力物体和受力物体)
(1)力不能离开物体而单独存在,施力物体与受力物体总是同时存在的。
(2)不直接接触的物体间也会产生力的作用。
(让学生举事例说明)
2.在物理学中,力的符号为F.
3.(为了纪念伟大的科学家牛顿,我们把)力的单位规定为:
牛顿,简称牛,符号为N。
4.小常识:
手托起两个鸡蛋所用的力大约为1N。
一个质量为50kg的同学对地面的压力大约是500N。
1.力可以改变物体的运动状态.
①速度大小改变②运动方向改变
2.力可以使物体发生形变.
当物体发生形变或运动状态改变时,我们就可以判断物体受到了力的作用。
不同的力作用效果不同,那么它的作用效果与哪些因素有关呢?
2、力的三要素
力的作用效果与哪些因素有关?
1.用弹簧演示实验,用力越大,弹簧伸长的越长,再结合生活中的例子。
归纳总结出:
力的作用效果与力的大小有关。
2.用弹簧演示实验,拉弹簧可使弹簧伸长,
压
弹簧可使弹簧缩短,同时结合生活中的例子。
归纳总结出:
力的作用效果与力的方向有关。
3.推门实验,教师在门前,门边处推门,学生在门后靠近门
轴处推门,都用全力,结果教师很容易就把门推开了。
说明:
力的作用效果还与力的作用位置有关,这个力的作用位置在物理上叫做力的作用点。
老师总结:
力的作用效果与力的大小,方向和作用点有关,在物理学中,我们把它们称为力的三要素。
生活中,打台球、高尔夫球时,力的大小、方向、作用点都很重要。
4、力的示意图
力看不见摸不着,那么怎样去表示力呢?
1、在物理学中,用一根带箭头的线段表示力:
在受力物体上沿着力的方向画一条线段,在线段的末端画一个箭头表示力的方向,线段的起点或终点表示力的作用点,在同一个图中,力越大,线段应该越长。
有时还可以在力的示意图旁边用数值和单位标出力的大小。
例题加练
习
2、画力的示意图步骤:
1.确定受力物体;
2.找出作用点;
3.找
出受力方向;
4.画出带箭头的线段;
5.标出数值和单位;
6.检查同一图若有两个及两个的力时,保证力越大,线段越长;
五、力的相互作用
1、力的作用是相互的。
在日常生活中,我们都有体验,当你手拍桌子时,手会疼,用船浆用力推岸,船就会离岸而去,在交通事故中,汽车撞断路边的栏杆的同时,车子本身也会“受伤”。
这说明了什么?
手会疼,说明桌子对手施加了作用力;
船会离岸而去,说明河岸对船桨施加了作用力;
车子会“受伤”,说
明车子受到
了墙对它的作用力。
总结:
甲物体对乙物体施力时,乙物体对甲物体同时也施力。
因此,力的作用是相互的。
2、应用
“力的作用是相互的”这一物理知识在日常生
活中有哪些现象或应用?
师生共同列举:
跑步、划船、游泳等;
⏹小结
本节课我们主要学习了:
①力是物体对物体的作用;②力可以使物体发生形
变,也可以使物体的运动状态发生改变;③力的作用是相互的;④如何使用力的示意图表示力。
让学生回想气球游戏,找一位同学用本节课所学知识来解释气球会飞出去的原因。
教师总结。
同时说明火箭发射升空、喷气式飞机飞行也是利用这一原理。
⏹布置作业
课后
动手动脑学物理
⏹板书设计
7.1力
一、力的概念
1.物体对物体的作用。
2.在物理学中,力的符号为F。
3.单位:
牛顿,简称牛(N)
二、力的作用效果
1.力可以使物体发生形变;
2.力可以使物体的运动状态发生改变。
三、力的三要素
力的大小,方向和作用点。
四、力的示意图
五、力的相互作用
⏹教学反思
- 配套讲稿:
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