14.3热机的效率 导学案 2025-2026学年人教版（2024）九年级全一册物理

该初中物理导学案围绕燃料的热值和热机效率展开，通过展示汽车、轮船等热机工作图片提问，连接内能利用知识，引出能量利用效率问题，结合自主学习填空题和合作探究活动搭建学习支架。 资料设计注重自主学习夯实基础概念，合作探究通过小组讨论、计算及实际问题分析，培养科学思维与科学探究能力，智能演练结合生活实例，提升能量观念和科学态度与责任，习题覆盖多题型，助力知识应用与能力提升。

第十四章 内能的利用 第3节 热机的效率 班级： 姓名： 【学习目标】 1.理解燃料的热值概念，知道热值是燃料的特性，能进行燃料完全燃烧放热的计算。 2.理解热机效率的概念，能分析热机效率低的原因，了解提高热机效率的方法。 3.能结合生活实际，说明提高热机效率的积极意义，增强节能意识。 【学习重点】 1.燃料热值的概念及燃料完全燃烧放热的计算(Q = qm 或 Q = qV）。 2.热机效率的概念及影响热机效率的因素。 【学习难点】 1.热机效率的实际分析（能量损失的环节与效率计算的逻辑）。 2.运用热值和热机效率知识解决实际问题。 【学习过程】 一、情景导入 展示汽车、轮船等热机工作的图片，提问：“热机工作时，燃料中的化学能是否能全部转化为机械能？为什么燃料燃烧后，热机并不能把所有能量都用来做有用功？” 引发对 “能量利用效率” 的思考，引入本节课。 二、自主学习・快乐感知（填空题） 请阅读教材内容，完成下列填空： 1.燃料的种类很多，分为固体燃料（如木柴、煤）、液体燃料（如汽油、酒精）和______燃料（如煤气、天然气）。 2.某种燃料______燃烧放出的热量与其______之比，叫做这种燃料的热值。热值的单位是______（或 J/m)，气体燃料常用）。 3.汽油的热值为 4.6×10J/kg，其物理意义是：______的汽油______燃烧放出的热量为 4.6×10J。 4.燃料完全燃烧放热的计算公式：固体、液体燃料用 Q =______；气体燃料用 Q =______（q 为热值，m 为质量，V 为体积）。 5.热机中，用来做______的那部分能量，与燃料______放出的能量之比，叫做热机的效率。热机效率的公式为 。 6.热机效率低的原因：燃料很难______燃烧；排出的______带走大量热量；热机部件散热；克服______做功等。 三、合作探究・快乐学习（具体活动任务） 活动一：探究燃料的热值特性 任务：结合教材 “想想议议” 和 “小资料”，小组讨论： ① 从 “小资料” 的热值表中，找出木柴、无烟煤、汽油的热值，比较数值大小，说明热值是燃料的______（选填 “特性” 或 “属性”）。 ② 计算：完全燃烧 2kg 汽油，能放出多少热量？（汽油热值 q=4.6×10J/kg）③ 思考：燃料燃烧时，实际放出的热量往往比按热值计算的少，为什么？ 结论：热值是燃料的特性，与质量无关；燃料实际燃烧时，常因燃烧不充分，放热少于理论值。 活动二：分析热机的效率 任务：结合教材图 14.3-2 “燃料化学能的转化”，小组讨论： ① 热机工作时，燃料化学能的流向：一部分转化为______能（有用功），一部分因______（如废气、散热、摩擦）损失。 ② 以蒸汽机、汽油机、柴油机为例，说出它们的效率范围，并分析 “内燃机效率比蒸汽机高” 的原因。 ③ 思考：提高热机效率的方法有哪些？（提示：从 “减少能量损失” 角度分析，如让燃料充分燃烧、减少废气带走的热量、减小摩擦等） 结论：热机效率反映能量利用程度，效率越高，能量浪费越少；提高效率可通过优化燃烧、减少散热和摩擦、利用废气能量等方式。 活动三：解决实际问题 —— 热值与热机效率的综合应用 任务：小组合作完成教材 “练习与应用” 第 2 题（某人提 5kg 大米从 1 楼到 5 楼，求做功；再求汽油完全燃烧放热等于该功时的汽油质量），步骤如下：① 计算克服重力做功：W = Gh = mgh (m = 5kg)，(g = 10N/kg)，(h = (5 - 1)×3m = 12m）。 ② 由 Q放 = W，结合 Q放= qm，求汽油质量m = （汽油热值 q = 4.6×10J/k）。 ③ 对比计算结果，体会 “燃料能量与机械能的转化效率”。 四、智能演练・快乐升级 一、选择题 1.关于燃料的热值，下列说法正确的是（　　） A. 燃料的热值与燃料的质量有关 B. 燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 C. 燃料的热值只与燃料的种类有关 D. 燃料燃烧放出的热量越多，热值越大 2.完全燃烧 1m 的煤气（热值 q = 3.9×10J/m），放出的热量为（　　）A. 3.9×10J B. 3.9×10 J/m C. 小于 3.9×10J（若燃烧不充分） D. 无法确定 3.热机效率总小于 1，是因为（　　） A. 燃料不能完全燃烧 B. 热机部件散热 C. 废气带走部分热量 D. 以上都对 4.提高热机效率的有效途径是（　　） A. 增加热机的工作时间 B. 减少热机的工作时间 C. 提高燃料的热值 D. 减少各种能量损失，让燃料充分燃烧 二、填空题 1.焦炭的热值是 3.0×10J/kg，完全燃烧 0.5kg 焦炭放出的热量是______J。 2.某热机燃料完全燃烧放出 1×10J 的热量，其中有用功为 3×10 J，则该热机的效率为______%。 3.热机工作时，能量损失的主要途径有：______带走热量、______散热、克服______做功等。 三、计算题 1.完全燃烧 2kg 干木柴（热值 q = 1.2×10J/kg），能放出多少热量？若这些热量的 20% 被水吸收，可使多少千克的水从 20℃升高到 100℃？（水的比热容 c = 4.2×10J/(kg·℃)） 2.一台柴油机，燃料完全燃烧放出的热量为 8×10J，柴油机的效率为 40%，则柴油机对外做的有用功是多少？ 四、简答题 为什么说 “提高热机效率有利于节约能源和减少污染”？结合热机效率的概念分析。 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 $