12.4机械能与内能的相互转化 --2023-2024学年苏科版物理九年级上学期

中英文初中物理九年级（上册）教学设计 苏科版江苏省凤凰科学技术出版社 四、机械能与内能的相互转化 【教学目标】 1.通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式。 2.通过观察、分析，知道热机的工作原理；了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。 3.通过探究，知道不同燃料的热值不同。会查热值表，会进行燃料燃烧放热的简单计算。 【教学重点】 做功可以改变物体的内能；汽油机的工作原理；理解热值的物理意义。 【教学难点】 热机的工作过程中的能量转化；理解热值的物理意义。 【教学方法】 讲授法、实验探究法、讨论法、自主学习法 【器材准备】 冰块、空气压缩引火仪、点火爆炸装置，汽油机模型，酒精、纸片、烧杯、水、温度计、天平、铁架台、石棉网等 【教学流程】 教学流程 二次备课 一、情境创设 出示一杯冰，看谁能想出更多的方法使其熔化成水？这些方法中冰熔化都需要吸收热量吗？　讨论...... 二、新授课 1.归纳冰可以放入热水中熔化，吸收热量；冰也可以搅拌使其熔化成水，并没有吸热；说明热传递的方法可以让冰熔化，对其搅拌做功也可以让其熔化（机械能转化为内能），而且最终内能改变的效果是一样的； 2.引导利用空气压缩引火仪实验，并让学生观察现象－－看到棉花燃烧，说明压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高； 3.做一做：双手互相摩擦，有什么感觉？（手心发热） 相互讨论，还能列哪些内能改变的事例，并说出方法......指出属于做功（能量是如何转化的），还是属于热传递（转移了）； 总结：（一）做功是改变内能的另一种方式； 　做功和热传递都可以改变物体的内能，前者是能量转化，后者是能量转移。 4.演示：点火爆炸装置 引导学生注意观察看到的现象－－盒盖飞出去了 分析：酒精燃烧产生的高温燃气膨胀对盒盖做功，将内能转化为机械能，燃气内能减少，温度下降。即：做功也可以使内能减少。 应用：热机——将内能转化为机械能的机器 　　指导学生阅读课文并设问： （1） 汽油机的主要结构是哪几部分？名称各是什么？什么叫冲程？ （2） 汽油机在一个工作循环中活塞的运动方向及气门的关闭情况？火花塞是在什么时刻点？能量转化情况？ 　结合汽油机模型，由小组派出代表借助模型对全班同学介绍汽油机的构造和工作过程，其它同学可作补充说明。 冲程 门的关闭情况 活塞运动方向 吸气冲程 进气门开，排气门关 活塞向下运动 吸入空气和汽油 压缩冲程 进气门关，排气门关 活塞向上运动 机械能转化为内能 做功冲程 进气门关，排气门关 活塞向下运动 内能转化为机械能 排气冲程 进气门关，排气门开 活塞向上运动 排出废气 　结合课本介绍汽油机和柴油机在生活中的应用。 总结：（二）汽油机在一个工作循环中，完成４个冲程，曲轴转动２圈，对外做功１次。 　　5.为什么有的汽车的燃料用汽油，有的汽车的燃料用柴油？而有的汽车用天然气？ 猜想：质量相等的不同的燃料放出热量的多少可能不同 设计实验并引导学生回答:在实验中需要控制哪些量相同，并进而弄清需要什么测量工具？（与探究不同物质吸热升温快慢实验进行对照异同） 演示实验并让学生观察，完成课本中的表格： 燃料 加热前水温/℃ 燃料燃尽后水温/℃ 水温的变化/℃ 10g酒精 10g碎纸 实验中让学生思考如何比较燃烧后放出热量的多少的，并提醒学生与探究比热容实验中的区别，这个实验中要不要记录燃烧时间？ 结论：质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是不相等的。 　（三）热值q：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比。 (1) 单位：J/kg (2) 燃料完全燃烧放出的热量公式：Q放 = mq (3) 热值表：烟煤的热值2.9×107 J / kg表示什么？ 　　1kg的烟煤完全燃烧所放出的热量是2.9×107 J。 对于气体燃料：气体燃料完全燃烧时放出的热量可用公式Q放 = Vq 【自主学习】阅读“化石燃料的燃烧和环境保护” 认识燃烧排放物对环境的影响，初步认识能源与人类生存和社会发展的关系。 四、布置作业 　 【板书设计】 【教学反思】 【校本作业】 <基础知识> 1.改变物体内能有________和________两种方式，前者实质是_________________，后者实质是_____________． 2.燃料的燃烧过程是________能转化为________能的过程． 3.现代火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢具有（　　） A．较大的热值 B．较小的质量 C．较低的沸点 D．较大的比热容 4.汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其中做功使内能增加的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程