14.3 热机的效率 导学案 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册
14.3 热机的效率 导学案
班级 姓名 小组___________
【学习内容】
教材P30-33， 14.3《热机的效率》
【学习目标】
1.物理观念：了解燃料热值的概念、单位与特性；明确热机效率的物理意义；清晰认识热机工作的能量流向与能量损耗，建立完整的内能转化与利用的能量观念。
2.科学思维：通过分析热机能量流向图，区分有用机械能、损耗内能、燃料燃烧放出的热量；构建热机效率计算模型，掌握比值类物理量的分析方法，提升定量计算与逻辑辨析能力。
3.科学探究：能结合生活现象对比不同燃料的放热能力，通过数据分析归纳热值特点；能根据能量损耗途径，推理得出提高热机效率的可行措施。
4.科学态度与责任：认识热机效率偏低的现实问题，了解内燃机对环境的影响，养成节约能源、低碳环保、可持续发展的科学意识与社会责任。
【重难点】
重点：燃料热值的理解与简单计算；热机效率的定义、公式与简单计算；提高热机效率的方法。
难点：辨析燃料热值是燃料的固有属性；准确区分热机工作中的有用能量、损耗能量、总能量；结合实际情景分析效率偏低的原因。
情境引入・激趣探疑：
问题：火箭为什么能够飞上天空？
合作研学 模型构建
任务一：燃料
阅读课本“想想议议”，尝试对燃料进行分类：
任务二：探究不同燃料放热能力
思考：用质量相同的酒精和干木柴分别给两杯完全相同的水加热，水升高的温度相同吗？
实验过程：
- 称取质量相同的酒精和干木柴各5g
2.称取两杯质量相同和初温相同的水2000g
3.在相同环境中，使用酒精和干木柴给水加热，直至燃料燃尽，用温度计分别测出两杯水的末温，计算出升高的温度，并记录数据。
结合上面数据，完成以下问题：
问题1 实验中的测量工具有那些？
问题2 实验中所采用的实验方法有那些？请简单叙述。
任务三：热值
实际上，物质的吸热能力我们用________表示，燃料燃烧的放热能力我们用________表示。请自行阅读课本P30-P31页及一些燃料的热值表，熟悉热值的内容并归纳在下面：
学科网（北京）股份有限公司
分层练习、当堂达标
基础：1.对于燃料的热值，下列说法中正确的是( ）
A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比 B．燃料没燃烧时就没有热值
C．燃料的热值跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关 D．容易燃烧的燃料热值一定大
2.关于燃料及其热值,下列说法正确的是( )
A.没有燃烧的燃料,热值等于零 B.燃料完全燃烧时,它的热值最大
C.燃料的热值与质量和燃烧状态无关 D.燃料燃烧时温度越高,放出的热量越多
3.小明用5kg某种燃料完全燃烧放出热量为6×107J，该燃料的热值是多少J/kg？
提升：4.火箭发射时要选用热值_______(选填“大”或“小”)的固体燃料,燃料消耗了一部分后,剩下的燃料热值_____(选填“变小”或“不变”)。某公交车在一段时间内消耗了200 g天然气,若这些天然气完全燃烧,可放出热量____J。(天然气的热值取4×107 J/kg)
5.“可燃冰”作为新型能源,同等条件下,“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍,说明“可燃冰”的_____很大。以10倍的关系粗略计算,1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为_____J。(q煤气=4.2×107 J/kg)
任务四：热机的效率
1.锅炉效率表达式：________2.热机效率表达式：_______3.太阳能集热器效率表达式：_______
分层练习、当堂达标
基础：锅炉效率：用炉灶烧水，燃烧0.5kg的燃料，使100kg的水从20℃升高到70℃。已知水比热容为c=4 .2×103J/（kg•℃），燃料的热值为q=7.0×107J/kg。求：
（1）0.5kg燃料完全燃烧放出的热量Q放；（2）水吸收的热量Q吸；（3）炉灶的效率η。
提升：
热机效率：一辆汽车，在平直公路上速度行驶2.3×103m，牵引力为2×103N，需消耗汽油0.5kg，汽油的热值为4.6×107J/ kg，求:
(1)汽油完全燃烧放出的热量是多少.(2)该汽车做的有用功是多少。(3)这辆汽车发动机的效率。
小组讨论：提高热机效率的措施有哪些？
当堂复盘、闭环总结：（学生当堂总结）
1.燃料的热值：
（1）固体与液体燃料：q = Q放 / m （2）气体燃料：q = Q放 / V
2.热机的效率
η = (W有 / Q放) × 100%
由于能量不可避免地损耗，热机效率η永远小于 1（即小于100%）。
学科网（北京）股份有限公司