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教学基本信息
题目
机械能与内能的转化
学科
物理
年级
九
教材内容
苏科版12章第4节机械能与内能的转化
1. 教材分析
本节内容主要让学生了解内能与机械能的转化,通过学习汽油机的原理、结构和工作过程向学生体现物理知识的实用价值。
2. 首先从做功能改变物体的内能入手,这样便于与上一节热传递改变物体内能的内容相联系,有助于学生认识这两种改变物体内能方式间的异同。接着介绍了内能转化为机械能,为下面进行热机的教学做了铺垫。根据课程标准的要求,本节重点介绍四冲程汽油机的构造和工作过程,而对柴没机和蒸汽机则在“信息库”中予以介绍,这样做既能突出重点又能扩大学生的知识面。通过“热机的发展历程”一文,展示热机的发展对人类社会文明的进程所起的积极作用,使学生了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
2. 学情分析
本节内容要求学生动手实验、观察教师演示实验和多媒体动画,透过实验现象积极思考认识到客观事物运动变化的本质。学生学习最主要的障碍是把操作过程和实验现象与相应的物理概念对应起来从而得出正确的结论。
2. 绝大部分学生对本节内容是很有兴趣的,会积极参与动手实验认真思考,但也存在能力上的差异要通过提问给予启发
3. 教学目标(含重、难点)
1.重点通过活动,认识到做功是改变物体内能的一种方式,是其他形式的能向内能转化的过程。通过观察、分析内能转化为机械能的现象,知道热机的工作原理,借助多媒体动画,了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程,这是难点。再通过探究,知道不同燃料的热值不同,会查阅热值表,会进行燃料燃烧放热的简单计算,能从能量转化角度认识燃料的热值
2.通过动手实验、观察演示实验,培养学生的观察能力和透过实验现象认知事物发展变化内在规律的能力。
3.通过学习汽油机的原理、结构和工作过程,揭开科学技术的内在秘密,提高学生的兴趣,增强学生的学习动力。通过阅读“热机的发展历程”,了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义,
4. 教学过程
1.复习提问(关于热传递如何改变物体的内能)
2.学生实验:双手互搓体验手的温度如何变化,用铜丝在桌边来
回拉动摩擦再用手触摸铜丝有什么感觉。
演示实验:教师使用压缩引火仪演示压缩引火实验。
引出结论:对物体做功物体的内能会增加 机械能转化为内能
演示实验:教师用气筒向装有少量酒精的封闭瓶中打气直到瓶塞跳起。
引出结论:物体对外做功内能减少 内能转化为机械能
总结结论:做功也可以改变物体的内能
演示实验:教师演示图12-32的实验
得出结论:利用内能可以做功
引出热机概念,重点讲述内燃机中的汽油机
汽油机的结构-----多媒体图画
汽油机的四个冲程----多媒体动画
3.燃料的热值
演示图12-38实验引出热值概念
根据热值概念引出燃料完全燃烧放出热量的计算公式
Q=mq
关于热值的计算,延伸至关于热机效率的计算,热机的应用与环境的保护
5.板书设计
§12-4 机械能与内能的相互转化
做功-----改变物体内能的另一种方式
对物体做功物体的内能增加------机械能转化为内能
物体对外做功物体的内能减少----内能转化为机械能
做功也可以改变物体的内能
改变物体内能的两种方法:做功和热传递
热机----将内能转化为机械能的装置
汽油机的结构:气缸、活塞、进气门、排气门、火花塞、连杆、曲轴
汽油机的工作过程:
吸气冲程----------吸入空气和汽油的混合物
压缩冲程----------压缩空气和汽油的混合物做功(预热)
做工冲程----------点燃混合燃料推动活塞对外做功
排气冲程----------排出废气
四个冲程组成一个工作循环,一个工作循环曲轴转动两周,压缩冲程机械能转化为内能,做功冲程内能转化为机械能,做工冲程是核心。
热值:燃料完全燃烧放出的热量与燃料质量之比。
燃料完全燃烧放出的热量Q=mq
氢的热值最高,所以末级火箭以液氢作为燃料。
6.教学活动设计(含师生对话设计)
一、复习提问
什么叫热运动、内能?物体内能的大小与哪三个因素有关?内能与温度有什么关系?
什么叫热传递、热量?物体内能与吸放热有什么关系?
二、新授
(一)改变内能的另一种方法:
1.对物体做功,物体的内能会增大。
(1)演示实验:压缩空气引火实验。出示压缩空气引火器,简单介绍它的构造。取绿豆粒大小的一块干燥硝化棉,用镊子把棉花拉得疏松一些,放入玻璃筒底。将活塞涂上少许蓖麻油(起润滑和密封作用),放入玻璃筒的上口。此时要提醒学生注意观察筒内的棉花。迅速地压下活塞,可看到硝化棉燃烧发出的火光。
(2)分析现象:组织学生议论"实验现象说明了什么",从而得出压缩空气做功,
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