12.4 机械能与内能的相互转化 课时2 燃料的热值 教学设计 2026-2027学年物理苏科版九年级上册

该初中物理教学设计聚焦“燃料的热值”核心知识点，通过火箭发射情境导入，衔接前学的内能、比热容及热机原理，引导学生认识燃料燃烧的化学能转化为内能过程，为后续热机效率学习搭建支架。 此资料以实验探究（比较酒精与碎纸片燃烧放热）为亮点，运用控制变量法和转换法培养科学探究能力，通过比值定义法建立热值概念渗透科学思维，结合火箭燃料选择实例强化物理观念与科学态度，助力学生理解特性概念，提升计算应用能力，为教师提供清晰教学流程与重难点突破策略。

12.4 机械能与内能的相互转化 课时2 燃料的热值 教案 课题 12.4 课时2 燃料的热值 课型 新授课 课时 1课时（45分钟） 教材版本 苏科版九年级上册 教学方法 讲授法、实验探究法、讨论法、练习法、类比法 教学用具 多媒体课件、酒精、面巾纸碎片、燃烧皿、试管、温度计、铁架台、量筒、热值表 教材分析：本节课是苏科版九年级上册第十二章"机械能和内能"的第4节第2课时，是在学生学习完做功改变内能、热机工作原理之后，进一步学习燃料的热值及其计算。本节课的核心内容是建立热值的概念，理解热值是燃料本身的一种特性，掌握运用热值进行燃料燃烧放热的简单计算。教材首先通过生活中常见的燃料引入，让学生认识到燃料燃烧是一种化学变化，将化学能转化为内能；然后通过想想议议环节，引导学生思考不同燃料燃烧放热能力的差异，自然过渡到热值概念的引入；接着通过实验探究活动，比较酒精和碎纸片燃烧时放出的热量，为热值概念的建立提供实验依据；最后引入热值的定义、公式和单位，并通过例题和练习题巩固热值的计算。本节课内容与实际生活联系紧密，对于培养学生的科学思维和运用物理知识解决实际问题的能力具有重要价值，也为后续学习热机效率等内容奠定基础。 学情分析：九年级学生已经在本章前几节学习了内能、比热容、热传递和做功改变内能等概念，对热学知识有了较为系统的认识，也掌握了热量计算的基本方法（Q=cmΔt）。同时，学生在日常生活中对燃料有一定的感性认识，知道木柴、煤、天然气、汽油等是常见的燃料，但对于"不同燃料燃烧放热能力不同"这一概念缺乏定量认识。学生已经掌握了比值定义法（如速度、密度、比热容等物理量的定义），这为学习热值的定义（q=Q放/m）提供了方法基础。燃料的热值是学生学习的又一个表示物质特性的物理量，在学习过程中学生可能会将热值与比热容混淆，需要教师通过对比分析帮助学生区分这两个概念。对于热值公式Q=mq的计算，学生需要掌握公式变形以及科学记数法的运算，部分基础较弱的学生可能在计算方面存在困难，需要教师进行示范和引导。对于气体燃料热值的单位J/m³，学生是第一次接触，需要在讲解中特别强调。总体而言，本节课内容难度适中，学生具备较好的学习基础。 一、核心素养目标 物理观念 知道燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程，了解常见燃料的种类。 理解热值的概念，知道热值是燃料的一种特性，反映了燃料燃烧放热本领的大小。 理解热值的定义式q=Q放/m，知道热值的单位是J/kg，气体燃料热值的单位是J/m³。 会运用热值公式Q放=mq（或Q放=Vq）进行燃料燃烧放热的简单计算。 科学思维 通过对比不同燃料燃烧放热能力的差异，理解比值定义法在建立热值概念中的应用。 通过对比热值与比热容两个物理量，培养对比分析和归纳总结的科学思维方法。 通过分析实例，理解热值是燃料本身的属性，与燃料的质量、燃烧是否完全等因素无关。 科学探究实践 通过"比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量"实验，经历完整的探究过程，掌握控制变量法在实验设计中的应用。 通过查阅热值表，培养获取信息和分析数据的能力。 通过计算例题，培养运用热值公式解决实际问题的能力。 科学态度与责任 通过了解火箭使用的液氢燃料，感受科学技术对社会发展的巨大贡献，激发学习物理的兴趣。 通过了解不同燃料的热值，认识到合理选择燃料对节约能源和保护环境的重要意义。 在实验探究过程中，培养学生严谨认真的科学态度和实事求是的科学精神。 二、教学重难点 教学重点：热值概念的建立和理解（热值是燃料的一种特性，反映燃料燃烧放热本领的大小）；热值的定义式q=Q放/m及其变形式Q放=mq的运用；固体/液体燃料和气体燃料热值单位的区别。 教学难点：热值概念的建立——从实验现象中归纳出"不同燃料燃烧放热能力不同"并抽象为热值这一物理量；热值与比热容的区分（热值反映燃料燃烧放热本领，比热容反映物质吸放热本领）；气体燃料热值单位J/m³的理解和运用；热值公式Q=mq的变形计算和科学记数法运算，以及热值公式与比热容公式的综合运用。 三、教学过程 （一）情境导入（3分钟） 【教师活动】同学们，上一节课我们学习了热机的工作原理，知道了热机是将内能转化为机械能的装置。那么，热机中的内能是从哪里来的呢？它来自于燃料的燃烧。今天，我们先来看一组震撼的画面——火箭发射升空。请同学们思考：火箭是如何获得巨大的机械能的？它用的是什么燃料？为什么发射火箭不用汽油或柴油呢？ 【学生活动】学生观看火箭发射情境后积极讨论。学生甲：火箭靠燃料燃烧产生巨大的推力，燃料燃烧释放的内能转化为火箭的机械能。学生乙：火箭用的是液氢作为燃料，因为液氢燃烧放出的热量多。学生丙：汽油和柴油的热值可能太小了，不足以产生足够的推力把火箭送上太空。学生丁追问：那么，热值到底是什么意思？为什么不同燃料燃烧放出的热量不一样？ 【教师活动】同学们提出的问题非常好！火箭之所以使用液氢作为燃料，是因为液氢的热值很大——相同质量的液氢燃烧释放的热量远远大于汽油和柴油。那么，热值到底是一个什么样的物理量？不同燃料燃烧放热的能力如何比较？今天我们就来学习第十二章第四节第二课时——燃料的热值。 【设计意图】通过火箭发射的高燃情境引出热值概念，激发学生对燃料燃烧放热差异的好奇心，为后续学习热值概念做铺垫。 （二）知识点一：燃料（5分钟） 【教师活动】首先，我们来认识一下生活中常见的燃料。请同学们看屏幕上的图片，燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、酒精等，气体燃料有煤气、天然气等。人类在原始社会时就知道燃烧柴薪来取暖、烧饭，在现代社会，人类所用能量的很大一部分依然是从燃料的燃烧中获得的。 石油燃料 天然气燃料 木炭燃料 干木柴燃料 酒精燃料 氢气燃料 【学生活动】学生认真观察各种燃料的图片，进行分类。学生甲：固体燃料有木柴、煤、木炭；液体燃料有汽油、酒精、石油；气体燃料有天然气、煤气、氢气。学生乙：燃料燃烧时会有火焰、放热，是一种化学变化。学生丙：我还注意到，有些燃料是直接从自然界中获取的（如木柴、煤、石油），有些是经过加工的（如汽油、酒精）。学生丁：氢气是最清洁的燃料，燃烧后只生成水，不会污染环境。 【教师活动】观察得很仔细！同学们不仅进行了分类，还注意到了燃料的来源和环保性。现在请同学们思考一个问题：燃料燃烧时，能量是如何转化的？ 【学生活动】学生思考后回答：燃料燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。 【教师活动】非常正确！燃料燃烧是将化学能转化为内能的过程。请看屏幕——喷气式飞机发动机用航空煤油作为燃料，火箭发动机用液氢作为燃料。火箭大多用液氢作为燃料，同学们知道这样做的好处吗？我们先留着这个问题，等学完今天的内容再来回答。 喷气式飞机发动机用航空煤油作为燃料 火箭发动机用液氢作为燃料 【知识点】燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。常见的燃料分为固体燃料（木柴、煤等）、液体燃料（汽油、酒精等）和气体燃料（煤气、天然气等）。 【教师活动】现在请同学们思考一个问题：燃料燃烧释放的能量和我们之前学过的热传递、做功改变内能有什么不同？燃料燃烧属于哪种改变内能的方式？ 【学生活动】学生思考后回答。学生甲：热传递是内能的转移，做功是内能与其他形式能的转化，而燃料燃烧是化学能转化为内能，属于做功改变内能的一种特殊形式吗？学生乙：不对，燃料燃烧是先通过化学变化释放化学能转化为内能，然后这些内能可以通过热传递或做功的方式被利用。学生丙：比如用天然气烧水，天然气燃烧产生内能，然后通过热传递将内能传给水，使水温升高。学生丁：而汽车发动机中，汽油燃烧产生内能，然后通过做功将内能转化为机械能。 【教师活动】分析得非常精彩！燃料燃烧是通过化学变化将化学能转化为内能的过程，这与热传递（内能转移）和机械做功（机械能转化为内能）都不同。燃料燃烧释放的内能可以进一步通过热传递或做功的方式被利用。这是一个非常重要的能量转化链条！ 【易错提示】燃料燃烧释放的是化学能，不是燃料自身具有内能。化学能储存在燃料的化学键中，燃烧时化学键断裂重组，化学能转化为内能。这与热传递和做功改变内能的方式不同。 【过渡语】我们已经认识了常见的燃料，知道了燃料燃烧是化学能转化为内能的过程。那么，不同燃料燃烧时放出的热量是否相同？让我们通过一个生活情境和实验来探究。 （三）想想议议：不同燃料燃烧放热差异（5分钟） 【教师活动】请同学们思考一个问题：燃料的种类很多，根据你的经验，相同质量的不同燃料，燃烧时放出的热量是否相同？请找出事实来支持你的观点，并进行分析。 固体燃料：木柴 液体燃料：汽油 气体燃料：天然气 【学生活动】学生分组讨论后积极发言。学生甲：不相同！我用木柴和煤烧过水，同样烧开一壶水，木柴需要用很多，煤只需要用很少就够了。学生乙：我家里做饭用天然气，以前烧煤球的时候，同样做一顿饭，煤球用得比天然气多得多。学生丙：从生活经验来看，相同质量的不同燃料燃烧时，放出的热量一定是不相同的。学生丁：我还想到，烧烤的时候用木炭和用酒精块，燃烧时间长短不一样，说明它们放热的本领不同。 【教师活动】同学们举的例子非常具体！请看屏幕上的生活情境——用木柴烧水、用煤烧水、用天然气烧水。同样是将一壶水烧开，需要干木柴、煤和天然气的质量不一样多，干木柴最多，天然气最少。这说明：相同质量的干木柴、煤和天然气燃烧，天然气放出的热量比煤和干木柴多。 用木柴烧水 用煤烧水 用天然气烧水 【教师活动】由此我们可以得出一个初步结论：燃料燃烧放出热量的多少与燃料的种类有关。那么，为什么有的汽车用汽油，有的汽车用柴油，还有的汽车用天然气呢？ 汽油汽车和柴油汽车 天然气汽车 【学生活动】学生分析后回答：因为相等质量的不同燃料燃烧时，产生的热量不同。不同用途的车辆需要选择不同热值的燃料，以达到最佳的经济性和动力性。学生甲补充：汽油车动力好，加速快，适合小轿车；柴油车更省油，适合长途运输；天然气车更环保，燃料成本更低。 【教师活动】分析得很有道理！正是由于不同燃料燃烧放热的能力不同，我们需要一个物理量来定量描述燃料的这种特性，这就是我们今天要学习的核心概念——燃料的热值。 【教师活动】请同学们注意：不同的汽车选择不同的燃料，是从热值、经济性、环保性、动力需求等多个方面综合考虑的。在物理学中，我们重点关注的是热值这个物理量，它定量描述了燃料燃烧放热的本领。 【过渡语】为了进一步验证"不同燃料燃烧放热能力不同"这一结论，让我们通过一个实验来进行定量探究。 （四）知识点二：燃料的热值（18分钟） 1. 活动：比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量 【教师活动】现在，我们来做一个实验。取质量相等的酒精和面巾纸碎片各5g，分别放入两个燃烧皿中，点燃后对装有相等质量的水（约30g）的试管加热，使酒精和面巾纸碎片充分燃烧。记录加热前后两支温度计的示数。请同学们注意：这个实验采用了控制变量法——控制了燃料的质量相同，被加热的水的质量相同，只改变燃料的种类。 【学生活动】学生分组进行实验，认真记录实验数据。学生甲记录：酒精燃烧前水温为20℃，燃烧后水温为68℃，水温升高了48℃。学生乙记录：面巾纸碎片燃烧前水温为20℃，燃烧后水温为35℃，水温升高了15℃。 【教师活动】实验数据记录完毕。现在请同学们思考：质量相等的酒精和面巾纸碎片充分燃烧后，试管中水温的变化一样吗？这说明了什么？ 【学生活动】学生分析实验数据后回答。学生甲：水温变化不一样！酒精燃烧使水温升高了约48℃，面巾纸碎片燃烧使水温只升高了约15℃。学生乙：这说明质量相等的酒精和面巾纸碎片充分燃烧，酒精放出的热量比面巾纸碎片多。学生丙：根据Q=cmΔt，水的质量相同、比热容相同，水温升高得越多，说明水吸收的热量越多，也就说明燃料燃烧放出的热量越多。 【教师活动】分析得非常精彩！同学们不仅观察到了实验现象，还运用了比热容的知识进行分析。实验结论是：质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是不相等的。这进一步证明了：燃料燃烧放热的能力与燃料的种类有关。 【知识点】实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是不相等的。燃料燃烧放热的多少与燃料的种类有关。 【教师活动】现在请同学们思考：这个实验设计中，我们是用什么方法来比较燃料燃烧放热多少的？为什么能这样比较？ 【学生活动】学生讨论后回答。学生甲：我们通过比较水温升高的多少来间接比较燃料燃烧放热的多少，水温升高得越多，说明燃料放出的热量越多。学生乙：这是运用了"转换法"——将不容易直接测量的热量转换为容易测量的温度变化。学生丙：因为Q=cmΔt，水的质量相同，比热容相同，所以Δt越大，Q越大，即吸收的热量越多，也就说明燃料放出的热量越多。 【教师活动】分析得非常到位！本实验同时运用了控制变量法和转换法两个重要的科学方法。控制变量法保证了实验的公平性，转换法使不可直接测量的热量变得可以比较。 【实验注意】本实验采用了控制变量法：控制燃料质量相同（各5g）、被加热水的质量相同（约30g）、初始温度相同，只改变燃料种类。判断放热多少的方法：通过水温升高的多少来间接比较，运用了转换法的思想。 2. 热值的定义 【教师活动】既然不同燃料燃烧放热的能力不同，物理学中引入了一个新的物理量来描述这种特性——热值。请同学们看屏幕。燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，叫作这种燃料的热值。热值用字母q表示，单位是J/kg。 【教师活动】热值的定义采用了我们熟悉的比值定义法——与速度（路程与时间之比）、密度（质量与体积之比）、比热容（吸收热量与质量和升高温度乘积之比）一样，热值也是通过比值来定义的。请同学们写出热值的定义式。 【学生活动】学生根据定义写出：热值 = 完全燃烧放出的热量 ÷ 燃料的质量。 【教师活动】很好！热值的定义式为： 【教师活动】其中q表示热值，单位是J/kg；Q放表示燃料完全燃烧放出的热量，单位是J；m表示燃料的质量，单位是kg。热值的物理意义是：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 【教师活动】热值定义式可以变形为热量计算公式： 【教师活动】这个公式就是计算燃料完全燃烧放出热量的基本公式：燃料完全燃烧放出的热量等于燃料的质量乘以热值。 【知识点】热值：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，用q表示，单位J/kg。定义式：q=Q放/m，变形式：Q放=mq。物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。定义方法：比值定义法。 【理解要点】热值反映了燃料燃烧放出热量的本领大小。热值大的燃料，相同质量完全燃烧时放出的热量多；热值小的燃料，相同质量完全燃烧时放出的热量少。热值只与燃料的种类有关，与燃料的质量、是否完全燃烧无关。 3. 查阅热值表 【教师活动】现在，请同学们查阅热值表，找出几种常见燃料的热值，并回答以下问题：哪种燃料的热值最大？氢气的热值是多少？汽油的热值是多少？ 【学生活动】学生查阅热值表后回答。学生甲：氢气的热值最大，是1.43×10⁸ J/kg。学生乙：汽油的热值是4.6×10⁷ J/kg。学生丙：干木柴的热值是1.2×10⁷ J/kg，煤的热值约为2.9×10⁷ J/kg。学生丁：天然气的热值约为4.4×10⁷ J/kg（不同资料略有差异）。 【教师活动】非常好！从热值表中我们可以得出两个重要结论：第一，与比热容相似，不同燃料的热值一般不同，其大小与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关；第二，氢气的热值最大。 【知识点】热值表的重要结论：①不同燃料的热值一般不同，热值只与燃料的种类有关，与质量、体积、是否燃烧、是否完全燃烧无关；②氢气的热值最大（1.43×10⁸ J/kg）。 【教师活动】现在，请同学们对比热值表和之前学过的比热容表，思考：热值和比热容有什么相同点和不同点？请从定义、物理意义、单位、影响因素等方面进行比较。 【学生活动】学生分组讨论后回答。学生甲：相同点是它们都是物质的一种特性，都采用了比值定义法，都只与种类有关，与质量无关。学生乙：不同点在于，比热容反映的是物质吸放热的本领，热值反映的是燃料燃烧放热的本领；比热容的单位是J/(kg·℃)，热值的单位是J/kg。学生丙补充：比热容与物质的状态有关（如冰和水的比热容不同），热值也是与燃料的种类有关，不同燃料热值不同。学生丁：比热容的计算公式是Q=cmΔt，热值的计算公式是Q=mq，两个公式中都含有质量m。 【教师活动】同学们对比得非常全面！将热值与比热容进行对比，可以帮助我们更好地理解这两个重要的物理量，避免混淆。记住关键区别：比热容描述的是物质"吸热和放热"的本领，热值描述的是燃料"燃烧放热"的本领。 4. 为何用氢作火箭燃料？ 【教师活动】现在，我们可以回答课前提的问题了：为什么发射火箭上天要用氢做燃料？ 火箭使用液氢作为燃料发射升空 【学生活动】学生利用刚学的热值知识回答。学生甲：因为氢的热值大，质量相等的不同燃料完全燃烧，氢释放的热量最多。学生乙：火箭需要携带大量燃料升空，在质量有限的情况下，使用热值最大的燃料可以获得最多的能量。学生丙：而且氢气燃烧的产物是水，对环境没有污染，这也是火箭选择液氢的一个重要原因。 【教师活动】同学们分析得非常全面！火箭选择液氢作为燃料，主要原因是氢的热值最大，相同质量的燃料能释放最多的热量，为火箭提供最大的推力。这也体现了物理知识在实际工程中的重要作用——根据热值来选择合适的燃料。 【知识拓展】火箭燃料除了液氢，还有偏二甲肼、液氧煤油等。液氢+液氧是目前最清洁、能量最高的化学火箭燃料组合，但液氢的储存和运输需要极低的温度（-253℃），技术难度很大。这也是为什么不是所有火箭都使用液氢的原因——需要综合考虑热值、储存条件、成本等因素。 【教师活动】现在请同学们运用热值知识解决一个实际问题：如果火箭需要携带1000kg的燃料，分别使用液氢（q=1.43×10⁸ J/kg）和汽油（q=4.6×10⁷ J/kg），完全燃烧后各能释放多少热量？相差多少倍？ 【学生活动】学生快速计算。学生甲：液氢：Q=1000kg×1.43×10⁸ J/kg=1.43×10¹¹ J。学生乙：汽油：Q=1000kg×4.6×10⁷ J/kg=4.6×10¹⁰ J。学生丙：液氢释放的热量是汽油的约3.1倍（1.43×10¹¹÷4.6×10¹⁰≈3.1）。学生丁感慨：同样的质量，液氢能多释放两倍多的热量，难怪火箭要用液氢做燃料！ 【教师活动】计算得非常准确！通过这个计算，大家直观地感受到了热值在实际应用中的重要性——在火箭质量严格受限的情况下，选择热值最大的燃料至关重要。 5. 气体燃料的热值 【教师活动】刚才我们讨论的热值定义是针对固体和液体燃料的，单位是J/kg。对于气体燃料，通常用体积来计量，所以气体燃料热值的定义是：某种气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积之比，单位是J/m³，读作"焦每立方米"。 【教师活动】气体燃料热值的计算公式为： 【教师活动】其中V表示气体燃料的体积，单位是m³。例如，氢气的热值又可表示为1.28×10⁷ J/m³，它表示在标准状况下1m³氢气完全燃烧，放出的热量为1.28×10⁷ J。 【知识点】气体燃料的热值：某种气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积之比，单位J/m³。计算公式：Q放=Vq。 【教师活动】现在请同学们思考一个问题：天然气的热值如果用J/kg表示约为4.4×10⁷ J/kg，如果改用J/m³表示，数值会一样吗？为什么？ 【学生活动】学生讨论后回答。学生甲：不一样！因为天然气的密度不是1kg/m³，所以1kg天然气和1m³天然气的质量不同，完全燃烧放出的热量也不同。学生乙：热值的单位J/kg和J/m³之间不能直接换算，需要知道燃料的密度才能进行换算。学生丙：所以在做题时，一定要看清楚题目给的是固体/液体燃料还是气体燃料，热值单位是J/kg还是J/m³，然后选择正确的公式。 【教师活动】分析得非常到位！固体/液体燃料用Q=mq，气体燃料用Q=Vq，两种公式不能混用。单位的选择取决于燃料的计量方式，这是解题的关键。 【易错提示】固体/液体燃料热值单位是J/kg，气体燃料热值单位是J/m³。计算时要注意单位统一：如果是固体或液体燃料，用Q=mq；如果是气体燃料，用Q=Vq。不能混淆！ 6. 关于热值的三点说明 【教师活动】关于热值，有三点需要特别说明，请同学们认真记录。 【教师活动】第一点：热值与燃料的种类有关，反映了燃料燃烧放出热量的本领大小。不同种类的燃料，热值一般不同。 【教师活动】第二点：只有在完全燃烧时放出的热量与质量之比才是这种燃料的热值。如果用没有完全燃烧时放出的热量计算出的热值就比实际值小。因此，热值定义中强调"完全燃烧"。 【教师活动】第三点：热值是针对一定质量或体积的燃料而言的。如果同种燃料的质量或体积不同，则完全燃烧时放出的热量大小不同，但热值不变。热值不随燃料质量的多少而变化。 【学生活动】学生认真记录三点说明。学生甲总结：热值只与燃料种类有关，与质量、是否完全燃烧都无关，但计算热值时必须用完全燃烧放出的热量。学生乙补充：所以热值就像比热容一样，是物质本身的一种特性，不是由外界条件决定的。 【知识点】热值三点说明：①热值与燃料的种类有关，反映了燃料燃烧放热本领的大小；②定义热值必须用完全燃烧放出的热量，不完全燃烧时算出的热值偏小；③热值是燃料本身的特性，同种燃料的热值不随质量或体积的变化而变化。 【教师活动】现在，请同学们用刚学的三点说明来判断以下说法是否正确：第一，"一桶汽油用掉一半后，剩余汽油的热值减半"。第二，"煤燃烧得越充分，煤的热值就越大"。第三，"热值大的燃料一定比热值小的燃料放出的热量多"。请说明理由。 【学生活动】学生积极判断。学生甲：第一句错误！热值是燃料本身的特性，与质量无关，汽油用掉一半后热值不变。学生乙：第二句错误！热值是在完全燃烧条件下定义的，煤燃烧是否充分不影响热值本身，只是实际放出的热量不同。学生丙：第三句错误！放热多少不仅与热值有关，还与燃料的质量有关。热值大但质量很少的燃料，放出的热量不一定比热值小但质量很大的燃料放出的热量多。学生丁补充：所以要比较放热多少，必须同时考虑热值和燃料的质量两个因素。 【教师活动】判断得非常准确！通过这三道判断题，大家要深刻理解：热值是燃料本身的特性，不随外界条件变化；放热多少由热值和燃料的质量共同决定。 【过渡语】我们已经学习了热值的概念、单位和基本性质，接下来我们看一下如何运用热值公式进行计算。 7. 例题精讲 【教师活动】现在，我们通过一道例题来巩固热值公式的运用。请看题目：计算7kg汽油完全燃烧释放的热量（已知汽油的热值q=4.6×10⁷ J/kg）。请同学们按照解题格式完成计算。 【学生活动】学生认真审题后独立完成计算。学生甲：已知m=7kg，q=4.6×10⁷ J/kg，求Q。学生乙：根据公式Q=mq，代入数据：Q=7kg×4.6×10⁷ J/kg。学生丙：计算得Q=3.22×10⁸ J。学生丁：答：7kg汽油完全燃烧释放的热量为3.22×10⁸ J。 【教师活动】非常好！让我们来看标准解题过程。 【教师活动】已知：m=7kg，q=4.6×10⁷ J/kg。求：Q。 【教师活动】答：7kg汽油完全燃烧释放的热量为3.22×10⁸ J。 【教师活动】请同学们注意解题格式：第一步写"已知"，列出已知量和待求量；第二步写"解"，列出公式并代入数据计算；第三步写"答"。同时注意科学记数法的运算。 【判断技巧】热值计算三步法：①判断燃料是固体/液体还是气体，确定用Q=mq还是Q=Vq；②代入数据时注意单位统一（质量用kg，热值用J/kg；体积用m³，热值用J/m³）；③科学记数法运算：先算系数，再算指数，最后合并。 【教师活动】现在请同学们自己完成一道变式练习：如果改用2kg的汽油，完全燃烧释放的热量是多少？如果改用10kg汽油呢？请同学们快速计算。 【学生活动】学生快速计算后回答。学生甲：2kg汽油：Q=2kg×4.6×10⁷ J/kg=9.2×10⁷ J。学生乙：10kg汽油：Q=10kg×4.6×10⁷ J/kg=4.6×10⁸ J。学生丙总结：从计算结果可以看出，燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量成正比——质量增大几倍，放出的热量就增大几倍。 【教师活动】很好！通过变式练习，大家进一步体会到了Q=mq公式中Q与m的正比关系。这也是热值定义中采用比值定义法的原因——对于同一种燃料，Q与m的比值是一个定值，这个定值就是热值q。 【教师活动】现在，请同学们自己总结一下：热值公式Q=mq和之前学过的比热容公式Q=cmΔt有什么联系和区别？运用这两个公式解题时应该注意什么？ 【学生活动】学生对比分析后回答。学生甲：联系方面，两个公式都含有Q和m，都描述了热量与质量的关系。学生乙：区别在于，Q=cmΔt描述的是物质温度变化时吸收或放出的热量，Δt是温度变化量；Q=mq描述的是燃料燃烧时放出的热量，q是热值。学生丙：运用时的注意事项不同——Q=cmΔt中要注意Δt是末温减初温，Q=mq中要注意是完全燃烧，而且区分固体/液体燃料和气体燃料。学生丁：两个公式经常需要综合运用，比如先计算燃料燃烧放出的热量，再计算这些热量能使多少水升温多少。 【教师活动】总结得非常到位！这两个公式是我们热学计算的核心工具，一定要熟练掌握，并能灵活运用。 【过渡语】我们已经系统学习了热值的概念、公式和计算方法，现在让我们通过几道课堂练习来巩固所学知识，检验学习效果。 （五）课堂练习（5分钟） 练1：热值概念选择题 关于热值，下列说法正确的是（　　） A．某种燃料燃烧时放出的热量与所用该燃料的质量之比，叫做这种燃料的热值 B．1kg的某种燃料燃烧一半后，其热值减少一半 C．热值大的燃料燃烧时放出的热量多 D．1kg不同的燃料完全燃烧时放出热量多的热值大 答案：D 练2：热值公式计算题 一般家用轿车使用标号为93的汽油作燃料（热值为4.6×10⁷ J/kg），端午节放假，小翔爸爸驾车携全家出游，仪表显示全程燃油20kg。此次出游，轿车耗能__________J。 答案：9.2×10⁸ J 【设计意图】两道课堂练习覆盖了本节课的核心知识点：练1考查热值概念的理解（热值的定义条件、热值是否与质量有关、热值与放热量的关系），练2考查热值公式Q=mq的运用。难度适中，从概念辨析到定量计算，全面检验学生对本节课知识的掌握程度。 【知识点】课堂练习核心知识点：热值的定义必须强调"完全燃烧"，不完全燃烧时计算出的热值偏小；热值是燃料本身的特性，与质量无关，1kg燃料燃烧一半后热值不变；放热多少不仅与热值有关，还与燃料的质量有关；运用Q=mq计算时注意单位统一和科学记数法运算。 （六）课堂小结（2分钟） 【教师活动】同学们，今天我们学习了燃料的热值，让我们一起来回顾本节课的知识框架。请一位同学来总结：燃料燃烧过程中的能量转化是什么？ 【学生活动】学生总结：燃料燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。 【教师活动】很好！那热值是什么？请另一位同学来总结。 【学生活动】学生总结：热值是燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，用q表示。热值反映了燃料燃烧放出热量的本领大小。固体和液体燃料的热值单位是J/kg，气体燃料的热值单位是J/m³。热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与质量、是否完全燃烧无关。 【教师活动】总结得非常完整！那热值的计算公式是什么？ 【学生活动】学生总结：固体和液体燃料用Q放=mq，气体燃料用Q放=Vq。 【教师活动】非常好！那热值的三点说明是什么？请一位同学来总结。 【学生活动】学生总结：第一，热值与燃料的种类有关，反映了燃料燃烧放热本领的大小；第二，定义热值必须用完全燃烧放出的热量，不完全燃烧时算出的热值偏小；第三，热值是燃料本身的特性，同种燃料的热值不随质量或体积的变化而变化。 【教师活动】总结得很全面！本节课我们学习了燃料的热值，知道了热值是描述燃料燃烧放热本领的物理量，掌握了运用热值公式进行燃料燃烧放热的计算。这些知识在实际生活中有着广泛的应用，比如选择合适的燃料做饭、取暖，选择汽车发动机的燃料，以及火箭燃料的选择等。课后请大家认真复习热值概念和计算公式，完成课后练习。特别提醒：热值公式Q=mq和比热容公式Q=cmΔt是热学计算的两个基本公式，要注意区分，不要混淆。下课！ 【设计意图】课堂小结通过师生互动，帮助学生梳理本节课的知识框架，强化热值概念、公式和单位等重点内容，形成系统的知识体系，为后续学习热机效率等知识打下坚实基础。 【教师活动】最后，请同学们看屏幕上的知识框架图。本节课我们学习了两个核心内容：燃料和热值。燃料燃烧是化学能转化为内能的过程；热值是描述燃料燃烧放热本领的物理量，通过比值定义法建立，公式为Q=mq（固体/液体）或Q=Vq（气体）。请大家在课后用思维导图的形式整理本节课的知识框架，加深理解。 【学生活动】学生认真记录知识框架，并尝试用自己的语言整理本节课的知识体系。学生甲：我总结的框架是——燃料（化学能→内能）→热值（定义、公式、单位）→运用（Q=mq和Q=Vq的计算）。学生乙：我还要加上热值的三点说明和热值与比热容的对比，这样更完整。 【教师活动】两位同学总结得非常好！希望大家课后认真复习，下节课我们将学习热机效率，本节课的热值知识是重要的基础。下课！ 四、板书设计 一、燃料 1. 燃料燃烧是化学变化，化学能→内能 2. 常见燃料：固体（木柴、煤）、液体（汽油、酒精）、气体（天然气、煤气） 二、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. 符号：q，单位：J/kg（固体/液体），J/m³（气体） 3. 定义式：q=Q放/m 4. 物理意义：热值在数值上等于1kg燃料完全燃烧放出的热量 三、热量计算 1. 固体/液体燃料：Q放=mq 2. 气体燃料：Q放=Vq 3. 例题：7kg汽油，q=4.6×10⁷J/kg，Q=3.22×10⁸J 四、重要结论 1. 热值是燃料本身的特性，只与种类有关 2. 氢气的热值最大：1.43×10⁸J/kg 3. 热值定义必须强调"完全燃烧" 课题：苏科版 九年级上册 第十二章 第4节 课时2 12.4 燃料的热值 五、教学反思 课堂教学效果评估：本节课通过火箭发射情境导入，成功激发了学生对热值概念的学习兴趣。实验探究环节（比较酒精和面巾纸碎片燃烧放热）现象明显，学生参与度高，为热值概念的建立提供了有力的实验支撑。热值表查阅、例题讲解和变式练习环节帮助学生巩固了热值公式的运用，学生能够独立完成热值的基本计算，整体教学效果良好。课堂中多处设置对比分析的环节（热值与比热容对比、固体液体燃料与气体燃料热值对比），有效帮助学生建立了知识之间的联系，避免了概念混淆。 重点难点突破情况：热值概念的建立通过"生活经验→实验探究→比值定义"三个层次逐步推进，学生理解较为深入。通过对比热值与比热容的异同，帮助学生区分了这两个容易混淆的物理量。气体燃料热值单位J/m³是学生首次接触，通过对比讲解效果较好，但部分学生仍需要在练习中进一步巩固和强化提高。 学生参与度分析：课堂上学生积极讨论、动手实验，主动列举生活中的燃料使用实例，参与度较高。在热值公式的运用中，大部分学生能够按照规范格式完成计算，体现了较好的知识应用能力。学生对于热值与日常生活的联系表现出浓厚的兴趣，特别是在讨论火箭燃料选择、汽车燃料对比等实际问题时，思维活跃，发言积极。对于科学记数法运算，部分基础较弱的学生还需要加强练习。 教学改进方向：在实验探究环节，可以增加更多种类的燃料进行对比（如酒精、煤油、食用油等），丰富实验数据，使结论更有说服力。热值公式的计算可以设计更多变式练习，如已知热值和放热量求质量、已知质量和放热量求热值等。同时，可以增加热值与比热容的对比表格，帮助学生在对比中加深对两个概念的理解。此外，可以引入热值在环境保护方面的应用，如比较不同燃料的碳排放量，培养学生的环保意识。 板书设计反思：板书采用表格形式，清晰呈现了燃料、热值定义、热量计算和重要结论四个板块，层次分明，便于学生对照学习，便于学生快速分辨和记忆。公式部分突出显示了固体/液体燃料和气体燃料的区别。 后续教学衔接：本节课为后续学习热机效率、能源与可持续发展等内容奠定了基础。热值Q=mq公式与前面学过的比热容Q=cmΔt公式是热学计算的两个基本公式，后续学习中需要综合运用这两个公式计算热机效率等问题，教师应在后续课程中有意识地引导学生进行综合练习，帮助学生建立热学计算的完整知识网络。 学科网（北京）股份有限公司 $