第14章 第3节 热机的效率-【金牌导学案】2025-2026学年九年级全一册物理同步课件（人教版·新教材）

该初中物理课件聚焦“热机的效率”，核心知识点涵盖燃料的热值与热机效率。课堂以探究煤油和酒精放热能力实验导入，控制燃料及水的质量、初温，通过转换法比较水温变化引出热值概念，进而衔接热机效率的定义、计算及提高方法，构建实验到应用的知识支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，实验中用控制变量法保证结论可靠，通过转换法将燃料放热多少转化为水温变化，结合例题、变式训练及汽车能量流向等实例深化能量观念。学生能提升探究与应用能力，教师可借助结构化资源高效开展教学。

 第十四章　 金牌导学案 内能的利用 1.从能量转化的角度认识燃料的热值，了解燃料热值的概念，了解常见燃料的热值。 2．了解热机工作能量的去向，认识热机的效率。 3．会计算热效率、热机的效率。 第3节　热机的效率 金牌导学案 金牌导学案 第3节　热机的效率 2 随堂检测 1 课堂导学 燃料的热值 阅读教材P30～P31相关内容，完成下列问题。 1．探究煤油和酒精的放热能力。 如图所示，有两套完全相同的装置甲、乙，烧杯中加入质量和初温都相同的水，再在甲、乙的燃烧器皿中分别加入质量相同的煤油和酒精，待燃料都完全燃烧后记录两支温度计的示数。其中一次数据如下： 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 酒精 25 34 课堂导学 第3节　热机的效率 （1）燃烧等质量的燃料，给质量相等的水加热，通过比较水升高的温度可判断燃料放热的多少，这种方法叫　　　　 。 （2）根据数据得出结论：质量相同的煤油和酒精，煤油完全燃烧放出的热量多，即　　　　放热能力强。 转换法　 煤油 课堂导学 第3节　热机的效率 2．热值的概念 （1）为了表示燃料的放热能力，我们把某种燃料　　　　　　　 　.　放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，用符号q表示，单位为焦每千克（或焦每立方米），符号是J/kg（或J/m3）。 注意：热值是燃料的一种属性，只与燃料的　　　　　有关。 （2）热值是表示燃料在完全燃烧时放热本领大小的物理量，热值越大，完全燃烧相同质量的燃料时，放出的热量越多。 　种类 完全燃烧　 课堂导学 第3节　热机的效率 （3）热值的计算公式为q＝ ， 变形式为Q放＝mq、m＝ 。 （4）燃料的热值的物理意义：热值在数值上等于　　　　　某种燃料完全燃烧放出的热量。 如q酒精＝3×107 J/kg，物理意义是______________________________ __________________________________________。 1 kg　 1 kg酒精完全燃烧放出的热量是3×107 J 课堂导学 第3节　热机的效率 关于燃料和热值，以下说法正确的是（　　　） A.某种燃料的热值大小与是否充分燃烧无关 B.燃烧燃料不充分时，热值将变小 C.当燃料未燃烧时，其热值为零 D.燃料热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比 热值是燃料的一种属性，与燃料的质量、是否燃烧、燃烧是否充分无关。 A　 课堂导学 第3节　热机的效率 如图所示为使用液氢作为燃料的氢能汽车，选用液氢作为燃料，主要原因是氢的热值　　　　；当汽车中的氢气消耗掉0.2 kg时，其热值　　　　（选填“改变”或“不变”），完全燃烧0.2 kg氢气放出的热量为　　　 　J。（氢气的热值取1.4×108 J/kg） 　2.8×107 大　 不变　 课堂导学 第3节　热机的效率 热机的效率　 阅读教材P31～P32相关内容，完成下列问题。 燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要少。 3．热机的效率定义：用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作热机的效率。 课堂导学 第3节　热机的效率 4．烧水的效率： （1）Q吸＝c水m水Δt，注意：Δt是升高的温度。　 （2）Q放＝m燃q燃或Q放＝V燃q燃。　（3）η＝ 。 5．汽油机（柴油机）的效率： （1）若牵引力恒定，W有用＝Fs；若汽车功率恒定，W有用＝Pt； Q放＝m燃q燃。　　（2）η＝ 。 6．提高热机效率的方法：①使燃料尽量充分燃烧；②在设计和制造热机时不断改进和创新，以减少各种能量损失；③废气带走的热量最多，可设法利用废气；④减小热机各部件之间的摩擦等。 课堂导学 第3节　热机的效率 关于热机的效率，下列说法不正确的是（　　　） A.热机的功率大，热机效率不一定高 B.热机做的有用功越多，热机效率一定越高 C.热机单位时间内消耗的燃料少，热机效率不一定高 D.功率与热机效率无直接的关系 B　 课堂导学 第3节　热机的效率 （1）热机使用过程中，机器不可避免要消耗能量，η不可能到100%。 （2）热机的效率是热机性能的重要指标，减小机器摩擦，利用废气的能量可以提高热机的效率。 课堂导学 第3节　热机的效率 小明的爸爸开车送小明去学校，到达学校时消耗汽油4 kg，汽车能量流向图如图所示，该汽车的效率为　　　　　，汽油完全燃烧放出的热量为　　　　　J，汽车输出的有用功为　　　　　J。（已知q汽油＝4×107 J/kg） 　1.6×108　 30%　 4.8×107 课堂导学 第3节　热机的效率 1．关于温度、热值、热量、内能，以下说法错误的是（　　　） A.一个物体吸收了热量，它的温度不一定会升高 B.一块0 ℃的冰与同等质量0 ℃的水的内能不相等 C.热量也有可能从内能小的物体向内能大的物体转移 D.汽油消耗一半后，其热值变为原来的一半 2．提高热机效率的有效途径是（　　　） A.增大热机的功率 B．减小热机的各种摩擦，保证良好的润滑 C.减小热机的功率 D．以上说法都可以 D　 B　 第3节　热机的效率 随堂检测 3．学习了热值之后，小聪想利用现有器材比较不同燃料的热值大小，如图所示。 （1）小聪应选择　　 　　两图进行实验，为了保证实验结论的可靠性，实验过程中燃料的质量要控制　　　　（选填“相等”或“不相等”）。 甲、乙　 　相等　 第3节　热机的效率 随堂检测 （2）实验过程中，点燃燃料直至　　　　　 　（选填“燃烧相同时间”或“燃烧相同的质量”），通过比较　　　　 　　 （选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）来比较燃料燃烧放出的热量的多少，从而比较两种燃料热值的大小，这种比较方法用了　　　 　（选填“转换法”或“控制变量法”）。 （3）通过实验测得的燃料热值比真实值　　　　（选填“偏大”或“偏小”），原因是　　　　　　　 　　　。 燃烧相同的质量 温度计示数的变化 转换法 偏小 燃料燃烧不充分(或存在热量损失) 第3节　热机的效率 随堂检测 4．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10 kg的水加热，同时他们绘制了如图所示的加热过程中水温随时间变化的图像。若在6 min内完全燃烧0.2 kg的煤，水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃）， 煤的热值为3×107 J/kg。求： （1）煤完全燃烧产生的热量。 解：(1)煤完全燃烧产生的热量为 Q放＝m煤q＝0.2 kg×3×107 J/kg＝6×106 J 第3节　热机的效率 随堂检测 （2）经过6 min时间加热，水所吸收的热量。 （3）煤炉烧水时的热效率。 (2)由图像可知，经过6 min时间加热，水温度 从20 ℃升高到80 ℃，则水所吸收的热量为 Q吸＝cm水Δt＝4.2×103(J/kg·℃)×10 kg×(80 ℃－20 ℃)＝2.52×106 J (3)煤炉烧水时的热效率为η＝ ×100%＝ ×100%＝42% 第3节　热机的效率 随堂检测 5．一辆氢气动力试验汽车，10 min内汽车在平直路面上匀速行驶了1.2×104 m，消耗了0.15 kg的氢气，汽车发动机提供的牵引力为1.05×103 N，氢气的热值取4×108 J/kg，g取10 N/kg。求： （1）牵引力做功的功率。 解：(1)牵引力做功的功率为 P＝ ＝2.1×104 W 第3节　热机的效率 随堂检测 （2）汽车发动机的效率。 第3节　热机的效率 随堂检测 感谢聆听 $