第14章 第4节 跨学科（word教案）-【优翼·学练优】2025-2026学年九年级物理下册同步备课（沪科版）

该教案聚焦燃料的热值、热机效率及环境保护核心知识点，从烧菜、汽车等生活实例导入，梳理从热值概念建立、热量计算，到热机能量走向分析、效率提升，再到环境影响与保护的知识脉络。 通过探究燃料热量与种类关系的实验培养科学探究能力，用热机能量走向示意图建构能量模型体现科学思维，结合多媒体展示环境污染场景渗透科学态度与责任，帮助学生建立“发展与保护”平衡观念，为教师提供生活化案例与跨学科教学视角。

第四节 跨学科：热机效率和环境保护 1.知道燃料的热值及其定义，了解热值及其影响因素。 2.知道热机的效率及定义，并能提出提高热机效率的方法与措施。 3.能简述使用热机产生的排放物对环境造成的不良影响。 分析热机燃料的能量走向，建立能量模型。 尝试探究燃料放出热量多少与燃料种类是否有关，使学生经历科学探究过程。 了解热机给人类社会发展带来的好处，同时认识到使用热机对环境造成的不良影响，培养学生的环保意识。 教学重点：热值、热量以及热机效率的计算。 教学难点：深入了解热机效率、环境保护与热机发展的平衡。 多媒体等。 无论是烧菜做饭，还是奔驰的汽车与火车，乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。从原始人类学会用火的那天起，人类利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？燃料的燃烧对环境又会造成哪些影响呢？ 探究点一：燃料的热值 教师引导：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。 多媒体展示：一个四口之家使用某种燃料时的月消耗量。使用不同燃料，消耗量是不同的。 1.热值的概念、单位 提出问题：木柴、煤炭、液化石油气在燃烧时都会释放热量，但它们释放热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？ 讨论交流：由日常生活经验获悉，燃烧质量相等的上述不同燃料，它们在燃烧程度相同时，释放出的热量不相同。 归纳总结：热值表示不同燃料燃烧释放热量的能力。某种燃料完全燃烧释放的热量与所用燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值。热值用q表示。在国际单位制中，热值的单位是J/kg。气体燃料热值的单位是J/m3。 　 2.热值表 教师展示：课本P51常见燃料的热值表。 提出问题：观察热值表，你有哪些发现？哪种燃料的热值最大？是多少？它表示的物理意义是什么？干木柴的热值是多少？5 kg的干木柴用掉一半，剩余木柴的热值是多少？ 讨论交流：比较不同燃料的热值。 归纳总结：热值是燃料的一种特性，不同燃料的热值一般不同。在热值表中，氢的热值最大，该热值表示的物理意义是1 kg的氢气完全燃烧放出的热量是1.4×108 J。干木柴的热值是1.2×107 J/kg，5 kg的干木柴用掉一半，剩余干木柴的热值仍是1.2×107 J/kg。 教师强调：热值实际上就是燃料完全燃烧释放热量的本领。它的大小只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均无关。 探究点二：热量的计算 提出问题：质量为m kg的干木柴完全燃烧释放出多少焦的热量？怎么计算？ 讨论交流：根据干木柴的热值的物理意义分析。 归纳总结：热量的计算公式：Q＝qm。如果是气体释放热量时，则释放热量的公式是Q＝qV，其中体积的单位是m3，热值的单位是J/m3。 教师强调：计算的过程中要注意单位的统一，其中质量的单位是kg，热值的单位是J/kg，释放热量的单位是J；燃料燃烧时化学能转化为内能的本领，与燃料的质量(体积)、是否完全燃烧无关，与这种燃料的热值有关。 探究点三：热机效率 教师讲解：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，其中有很大一部分能量在工作的过程中损耗掉了。 教师展示：课本P51图14－23“热机燃料的能量走向示意图”。 交流总结：由图可知，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。 提出问题：什么是热机效率？写成公式是怎样的？热机的效率能否达到100%？为什么？怎样提高热机效率？ 教师引导：引导学生由机械效率的定义得出热机效率的定义。引导学生讨论提高热机效率的方法。 归纳总结：热机运转中，做有用功与燃料完全燃烧所释放能量的比值称为热机效率。用η表示(即η＝)。热机的效率不能达到100%，因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分。提高热机的效率的主要途径是减少热机各种能量损失。具体措施为：(1)使燃料尽可能完全燃烧(煤粉、鼓风)；(2)减小机械摩擦(选用优良润滑油)；(3)尽量简化机械传动部分(三角旋转式发动机)。 探究点四：环境保护 提出问题：燃料燃烧对环境有哪些影响？如何保护我们的环境？ 教师演示：多媒体展示燃料燃烧造成的环境污染的有关图片和生活场景。 归纳总结：燃料燃烧对环境的危害：(1)燃料燃烧排放的烟尘，使空气变得混浊，影响动植物生长；(2)汽车等交通工具排放的尾气：如过多的CO2引起地球温室效应，全球气候变暖；SO2会形成酸雨，危害植物、危害庄稼，破坏生态平衡，还会腐蚀建筑物…… 改善环境，从我做起：(1)改进燃烧设备时加装消烟除尘装置；(2)集中供热；(3)改用气体燃料，普及煤气和天然气；(4)充分开发利用污染少和无污染的新能源。 第四节　跨学科：热机效率和环境保护 从日常生活中的燃料使用引入热值及其计算，让学生认识到不同燃料的热值是不同的。而对于热机的效率，从汽车的工作情况入手，结合机械效率，认识到燃料燃烧释放的能量不可能全部转化为有用的机械能。既要使学生了解燃料内能的利用对人类社会的促进，又要使其了解由于燃料的使用对大自然所产生的负面作用，从而使学生建立“既要发展，又要保护”的综合思想。 学科网（北京）股份有限公司 $