12.4 机械能与内能的相互转化 教学设计-2025-2026学年苏科版（2024）九年级物理上册

课时编号 010 备课时间 上课时间 课题 第12章 机械能和内能 四、机械能与内能的相互转化 教材分析 本节是苏科版九年级上册第十二章《机械能和内能》的重要内容，主要介绍机械能与内能的相互转化，包括做功改变内能的方式、热机的工作原理以及燃料的热值。机械能与内能的相互转化是能量守恒定律的重要体现，是理解热机工作原理的基础。通过本节课的学习，学生能掌握做功改变内能的实质，了解热机的工作过程，理解燃料热值的概念，为后续学习能量守恒定律和环境保护等知识奠定基础。 学情分析 学生已学习过机械能和内能的基本概念，对能量的转化有一定的感性认识。但对机械能与内能相互转化的微观本质理解不足，对热机的工作原理缺乏系统认识。学生的抽象思维能力和逻辑推理能力有待提高，需要通过实验和实例来帮助理解和应用相关知识。 核心素养目标 . 物理观念：能说出做功改变物体内能的实质，阐述热机的工作原理，理解燃料热值的概念，用机械能与内能相互转化的知识解释生活现象。 2. 科学思维：通过实验探究和实例分析，培养分析、归纳能力，提升逻辑思维，能用能量转化的观点分析问题。 3. 科学探究：在 “研究做功能否改变物体的内能” 和 “比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量” 实验中，学会制定方案、操作实验、处理数据，体验科学探究过程。 4. 科学态度与责任：激发对物理的兴趣，增强将知识应用于生活的意识，培养严谨的科学态度和环保意识。 教学 重难点 重点：做功改变物体内能的实质，热机的工作原理，燃料热值的概念。 难点：机械能与内能相互转化的微观解释，热机工作过程中能量的转化。 教学方法学习策略 教学方法：讲授法、实验探究法、讨论法、演示法。 学习策略：自主学习、合作学习、探究学习。 教学准备 1. 实验器材：铁丝、空气压缩引火仪、不同燃料（酒精、碎纸片等）、燃烧皿、温度计、水等。 2. 多媒体课件：包含做功改变内能的动画、热机工作原理的视频、燃料热值的图表和视频、课堂练习等。 教　学　过　程 教学环节 教师活动 学生活动 设计意图 导入（5 分钟） 1. 展示汽车行驶时轮胎发热、空气压缩引火仪工作等图片。 提问：“这些现象中能量是如何转化的？” 2. 引导学生思考并讨论，引出机械能与内能相互转化的主题。 观察图片，思考教师提出的问题，讨论并回答能量的转化情况。 从生活实例入手，激发学生的学习兴趣，引出机械能与内能相互转化的主题，让学生初步感知能量转化的存在。 新知讲授（20 分钟） 1.  做功改变物体内能：结合导入中的实例，讲解做功改变物体内能的实质 —— 其他形式的能（如机械能）与内能之间的转化。通过铁丝弯折和空气压缩引火仪的实验，说明对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，内能减少。 2. 热机的工作原理：展示热机的工作过程视频，讲解热机是将内能转化为机械能的装置。以汽油机为例，介绍其四个冲程（吸气、压缩、做功、排气），说明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. 燃料的热值：结合生活中不同燃料的使用，讲解燃料热值的定义 —— 燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比。说明热值是燃料的一种特性，不同燃料的热值一般不同，介绍热值的单位和计算公式Q = mq。 认真听讲，理解做功改变物体内能的实质，记录重点内容。观看热机工作过程视频，理解热机的工作原理和能量转化。理解燃料热值的概念和计算公式，记录不同燃料的热值。 系统讲解知识，帮助学生构建知识框架，通过实验和视频，让学生直观地理解做功改变内能的实质和热机的工作原理，培养学生的科学思维。 实验探究（20 分钟） 1. 组织学生分组进行 “研究做功能否改变物体的内能” 实验。 实验步骤： a. 将铁丝快速弯折十余次，用手指触摸弯折处，感受温度变化。 b. 用力将空气压缩引火仪的活塞迅速下压，观察棉花的燃烧情况。 2. 巡视指导，解决学生实验中遇到的问题，如铁丝弯折的力度、空气压缩引火仪的操作等。 3. 引导学生分析实验现象，得出结论：对物体做功，物体的内能增加；物体对外做功，内能减少。 分组进行实验，按照实验步骤操作，观察实验现象，记录并分析实验数据，总结实验结论。 通过实验探究，培养学生的动手操作能力、合作能力和科学探究精神，让学生亲身体验知识的形成过程，加深对做功改变物体内能的理解。 典例分析（10 分钟） 展示课件中的典例，如关于做功改变内能的判断、热机工作过程中能量转化的分析、燃料热值的计算等，引导学生分析解题思路，得出答案。 独立思考典例，尝试解答，然后听教师讲解，纠正错误，总结解题方法。 通过典例分析，巩固所学知识，提高学生运用知识解决问题的能力。 课堂练习（10 分钟） 布置课件中的课堂练习题，包括判断做功改变内能的方式、分析热机工作过程中的能量转化、计算燃料完全燃烧放出的热量等，让学生独立完成，之后进行讲解和订正。 独立完成课堂练习，遇到困难时可与同学讨论，完成后听教师讲解。 通过练习，进一步巩固知识，检验学习效果，及时发现并弥补知识漏洞。 课堂小结（5 分钟） 引导学生回顾本节课所学内容，包括做功改变物体内能的实质、热机的工作原理、燃料热值的概念以及相关的计算公式。 回顾本节课知识，总结自己的收获和存在的疑问。 帮助学生梳理知识，形成完整的知识体系，强化记忆。 板书设计 12.4 机械能与内能的相互转化 一、做功改变物体内能 1. 实质：机械能与内能的相互转化 2. 方式：对物体做功，内能增加；物体对外做功，内能减少 二、热机 1. 工作原理：将内能转化为机械能 2. 汽油机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气 三、燃料的热值 1. 定义：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比 2. 公式：Q = mq 3. 单位：J/kg（气体燃料也可用 J/m³） 教学反思 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$