14.2《热机的效率》教学设计 -2023-2024学年人教版物理九年级上学期

《热机的效率》教学设计 大悟县刘集镇中心初级中学 吴慧敏 核心素养 物理观念 1.了解不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念； 2.掌握热机效率的计算方法。 科学思维 通过对生活中热机的能量走向及热散失的途径，能提出提高热机效率的方法。 科学探究 经历探究热机的效率，掌握提高热机效率的方法。 科学态度与责任 通过教学活动，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。 教材分析 《热机的效率》是人教版初中物理九年级上册第十三章第二节，是本章知识结构的重点。本节课主要教学内容：了解热值的概念、理解热机效率的概念、热机效率公式及其运用，以及对于概念延伸出的公式的应用，同时掌握提高热机效率的方法。本节内容是在学生学习完热机后，在已经学习过机械效率的基础之上对于效率进一步的学习，也为以后理解热力学更多知识积累感性认知，使学生体验到科学、技术和社会的相互关系，体验科学在社会生活和生产中的应用。并在生活、化学学科中都具有基础作用。 学情分析 本节课所面对的是九年级学生，他们在心智和认知水平比八年级有较大提高，而且已经学习过机械效率，对比学习热机效率应该不太难。但刘集中学处于偏远农村地区，学生基础较为薄弱，在掌握知识上学生两极分化严重，知识的理解应用深度不够，所以更应当发挥学生的主体作用的作用。特别是本节课与生活联系很紧密，在教学过程中应通过大量生活中实例和多媒体课件教学，充分发挥学生自己的观察和分析能力，让学生体验到物理来自于生活。 教学重难点 教学重点 掌握热机效率的计算方法。   教学难点 提高热机效率的方法。 教学方法 观察法、讨论法、引导启发法、类比教学法 教学过程及内容 教师活动 学生活动 设计意图 一、新课导入 生活中，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?今天我们一起来学习《热机的效率》。 让学生自主观察、思考、提出问题。 二、新课讲授 知识板块一　热值 课件展示：木柴取暖、煤气烧饭、锅炉中煤炭燃烧、内燃机车、飞机、轮船等，引出常见的燃料。 设疑：常见的燃料有木柴、煤炭、汽油、酒精等，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? 交流与讨论：如何比较不同燃料燃烧释放能量的能力的不同? 注：如果学生不能回答，可由教师引导：必须保证哪些量相同才能进行比较?(燃料的质量要相同，而且都要完全燃烧)。 大量的生活经验和实验事实证明，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。 我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 热值定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。 物理意义：热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 定义式：q=Q/m   q=Q/v 热值用q表示。单位是J/kg，气体燃料热值单位是J/m3。 引导学生观察热值表，分享有什么收获？（信息、物理含义）。 得出：不同燃料的热值一般不同，氢的热值最大。 强调：热值是燃料的重要特性，只和燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。 出示火箭图片组织学生交流讨论火箭大多用液氢作为燃料？ 液氢清洁环保、热值大 知识板块二　热机效率 实际上热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作的过程中损耗掉了。 课件展示：教材图12-27“热机燃料燃烧能量走向示意图”并观看视频。 可知，真正能转变为有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。 热机效率：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示(即η=Q有/Q总×100%)。 过渡语：为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率。 自学P38第四自然段 交流与讨论：如何合理利用能源，提高热机的效率? 归纳：主要途径是减少热机各种能量损失。 具体措施：①使燃料充分燃烧； ②尽量减少各种热量损失； ③在热机的设计和制造上采用先进的技术； ④保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 课件展示：各种热机的效率 思考：热机的效率能否达到100%?为什么? 三、课堂小结 　①热值的定义、单位及单位符号： ②热机效率的概念、热机效率公式： ③引导学生说出自己本节课的收获，共同总结提高热机效率的方法。 4、 巩固练习 1、（武汉中考改编）下列关于热值和热机效率说法，正确的是（B） A. 使燃料燃烧更充分，可以增大热值 B. 使燃料燃烧更充分，可以提高热机效率 C. 柴油机的热机效率通常为100% D. 燃料燃烧释放的热量越大，热值越大 2.（孝感中考改编）下列关于热值的说法正确的是（D） A．2kg煤的热值