10.5 调查燃料的利用及其对环境的影响 教学设计 2026-2027学年物理北师大版九年级全一册

10.5 调查燃料的利用及其对环境的影响

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一、核心素养目标

1. 物理观念

(1) 认识常见的燃料，了解燃料的分类（固体、液体、气体），知道燃料燃烧时化学能转化为内能。

(2) 理解热值的概念，知道热值的定义、单位（J/kg、J/m³）和物理意义，能用定义式q=Q/m进行计算。

(3) 了解燃料的利用效率，理解热机效率的概念，知道常见热机效率的范围，能用η=W有用/Q总分析问题。

(4) 认识燃料利用对环境的影响，了解酸雨、雾霾、温室效应的成因及危害。

2. 科学思维

(1) 通过对比不同燃料的热值，培养数据分析和比较思维。

(2) 通过分析内燃机能量流向图，建立能量转化与守恒的系统思维。

(3) 能运用热值公式和热机效率公式进行简单的定量计算和效率分析。

3. 科学探究

(1) 经历调查燃料利用对环境影响的探究过程，学会收集资料、分析问题、提出建议。

(2) 通过讨论提高燃料利用效率的途径，培养综合分析和解决问题的能力。

4. 科学态度与责任

(1) 通过了解燃料利用带来的环境问题，增强环保意识和社会责任感。

(2) 通过讨论节能减排措施，树立可持续发展的理念，养成节约能源的习惯。

(3) 感受科学技术对社会发展的双重影响（促进发展+带来污染），培养辩证看待问题的态度。

二、教学重点与难点

教学重点：1. 热值的概念、单位、定义式及简单计算；2. 热机效率的概念及提高效率的途径；3. 燃料利用对环境的影响及保护建议。

教学难点：1. 理解热值是燃料本身的性质，与质量、体积、是否完全燃烧无关；2. 热机效率的综合计算（Q放→Q吸→η）；3. 引导学生从科学、技术、社会、环境多角度分析燃料利用问题。

三、教学过程

环节一：情境导入（5分钟）

【教师活动】同学们，上节课我们学习了热机——汽油机和柴油机。请回顾以下问题：(1)什么样的机械叫热机？(2)汽油机和柴油机的共同特点有哪些？(3)用于做功的内能从何而来？

【学生活动】回顾旧知，积极回答：热机是利用内能做功的机械；共同特点都是将燃料放在气缸内燃烧产生高温高压气体推动活塞对外输出机械能，都是四冲程构成一个工作循环；内能来自燃料燃烧。

【过渡语】燃料燃烧为我们提供了大量能量，从远古时代的柴薪到现代社会的汽油、天然气。那么，不同的燃料燃烧放热能力一样吗？燃料的利用效率高吗？燃料的利用又带来了哪些环境问题？今天我们就来调查燃料的利用及其对环境的影响。

木柴燃烧

煤燃烧

环节二：新知探究（20分钟）

任务一：认识燃料的热值（8分钟）

1. 燃料的分类

【教师活动】请同学们看大屏幕上的图片，说说生活中常见的燃料有哪些？它们可以如何分类？

固体燃料：木柴、煤等

液体燃料：酒精、汽油等

气体燃料：煤气、天然气等