_第一章 分子動(dòng)理論與內(nèi)能第一節(jié)：分子動(dòng)理論教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1.知道一切物質(zhì)的分子都在不停地作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)和分子熱運(yùn)動(dòng)。 2.知道分子間存在相互作用力。3.能識(shí)別擴(kuò)散現(xiàn)象，能用分子運(yùn)動(dòng)論的觀點(diǎn)進(jìn)行解釋。 二、過程與方法 1.通過演示擴(kuò)散現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)說明一切分子都在不停作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，并使學(xué)生知道物體的溫度越高分子熱運(yùn)動(dòng)越劇烈。 2.通過演示“鉛塊吸引和空氣壓縮”實(shí)驗(yàn)以及與彈簧的彈力類比使學(xué)生了解分子之間既存在斥力又存在引力。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.通過演示擴(kuò)散現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)激發(fā)學(xué)生對大千世界的興趣，使學(xué)生了解通過直接感知的現(xiàn)象，可以認(rèn)識(shí)無法直接感知的事實(shí)。 2. 通過演示“鉛塊吸引和空氣壓縮”實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣以及對科學(xué)的求知欲望，使學(xué)生樂于探索微觀世界和日常生活中的物理學(xué)道理。 教學(xué)重點(diǎn) 通過對演示實(shí)驗(yàn)的觀察、分析、推理，了解分子動(dòng)理論的初步知識(shí)。 教學(xué)難點(diǎn) 指導(dǎo)學(xué)生從對演示實(shí)驗(yàn)的觀察、分析、推理，用宏觀的物理現(xiàn)象揭示物質(zhì)的微觀結(jié)構(gòu)。 課時(shí)安排1課時(shí)教具選擇 教師：香水、盛有二氧化氮的廣口瓶2個(gè)、空廣口瓶、硫酸銅溶液、試管、冷水、熱水、滴管、墨水、演示分子引力的鉛柱2個(gè)、中間用彈簧鏈接的小球。 學(xué)生：有水的小燒杯。 教學(xué)過程 一、創(chuàng)設(shè)問題情境，引入新課引入1：我們生活的物質(zhì)世界中，充滿著各種各樣的物質(zhì)。在遠(yuǎn)古時(shí)代，人們就猜想物質(zhì)是由很多很小的顆粒組成的?，F(xiàn)代的科學(xué)技術(shù)已證實(shí)古人的猜想，請看投影。投影圖片：各種物質(zhì)在電子顯微鏡下的形態(tài)：水、石頭、微生物表面上看起來連成一片的水，其實(shí)是由一個(gè)個(gè)的水分子組成，我們所有的物質(zhì)都是由分子構(gòu)成的，這是多么的神奇。我已經(jīng)充滿好奇心了，從今天起，我們就要進(jìn)入物質(zhì)內(nèi)部去進(jìn)行探索發(fā)現(xiàn)，你準(zhǔn)備好了嗎？引入2：【師】當(dāng)媽媽在廚房里炒菜的時(shí)候，我們離得很遠(yuǎn)但為什么會(huì)聞到菜的香味呢？ 二、師生共同活動(dòng)，進(jìn)行新課1.擴(kuò)散現(xiàn)象圖片展示：一粒米和一個(gè)分子的對比圖。【師】組成物質(zhì)的分子是極小的微粒，如果把分子看做球形，它的直徑大約是10-10米，這個(gè)長度，人的肉眼是無法看到。正是由于分子極小，所以物體含分子數(shù)目大得驚人。在書上有一個(gè)形象的比喻:正常情況下，1cm3空氣里大約有2.7×1019個(gè)分子，現(xiàn)代的大型計(jì)算機(jī)每秒可以數(shù)1010 個(gè)，如果人數(shù)的速度能達(dá)到這個(gè)速度，要數(shù)完1cm3空氣的分子，也得用80多年。這些組成物質(zhì)的分子在干什么呢？由于分子太小，我們無法直接觀察分子的行為，但我們可以從宏觀的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，來判斷分子的行為。 (1)演示實(shí)驗(yàn)：氣體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)。出示事先裝有二氧化氮?dú)怏w的廣口瓶。說明瓶內(nèi)紅棕色的氣體是二氧化氮。再出示一只空的廣口瓶。將裝有二氧化氮的瓶子向空瓶傾倒，這時(shí)看到紅棕色氣體流入空瓶，開始先沉到瓶底。此現(xiàn)象說明二氧化氮的密度大于空氣的密度。另取一只空瓶，按課本圖16.1-2所示，將其倒扣在裝有二氧化氮?dú)怏w的瓶子上。這時(shí)要強(qiáng)調(diào)：裝有密度較大的二氧化氮?dú)怏w的瓶子在下，裝有空氣的瓶子在上，抽掉玻璃隔板，二氧化氮?dú)怏w不會(huì)流進(jìn)空氣瓶內(nèi)?，F(xiàn)在我抽掉隔板，沒有出現(xiàn)二氧化氮?dú)怏w流動(dòng)的現(xiàn)象，我們停一會(huì)兒再來觀察瓶內(nèi)出現(xiàn)的現(xiàn)象。(2)演示實(shí)驗(yàn)：液體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)。在等候期間，組織學(xué)生自己做墨水?dāng)U散實(shí)驗(yàn)：同學(xué)們課桌上的燒杯里盛有清水，大家不要振動(dòng)桌子，保持清水平靜。請大家向清水里慢慢的滴入一滴墨水，觀察墨水的變化情況。滴入的墨水將下沉，在清水中留下了清晰的墨跡，過一段時(shí)間墨跡的輪廓變模糊，墨跡變淡，周圍的水色變黑。結(jié)論得出：組織學(xué)生觀察前面已做的氣體擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)。此時(shí)空氣瓶出現(xiàn)了紅棕色，下面紅棕色的二氧化氮瓶中顏色變淡。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，二氧化氮?dú)怏w進(jìn)入了空氣，空氣進(jìn)入了二氧化氮?dú)怏w中。像這樣，不同的物體在互相接觸時(shí)，彼此進(jìn)入對方的現(xiàn)象，叫做擴(kuò)散。擴(kuò)散現(xiàn)象也可以發(fā)生在液體之間。請大家再觀察一下剛才大家滴入清水的墨水，已經(jīng)沒有明顯的墨跡了，整杯水都變黑些了，說明墨水和水也發(fā)生了擴(kuò)散。(3)【師】為了說明液體的擴(kuò)散現(xiàn)象，我們再來做個(gè)實(shí)驗(yàn)。（按照課本圖16.1-3液體的擴(kuò)散實(shí)驗(yàn)演示將水倒入裝有一半硫酸銅的試管里，學(xué)生觀察看到無色的清水和藍(lán)色的硫酸銅溶液之間有明顯的界面）要觀察到擴(kuò)散現(xiàn)象需要較長的時(shí)間。通過flash動(dòng)畫介紹擴(kuò)散現(xiàn)象是這樣產(chǎn)生的：用很多小圓球代表分子模擬整個(gè)擴(kuò)散現(xiàn)象的產(chǎn)生過程，看到分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)。介紹鉛片和金片緊壓在一起，放置5年后再將它們分開，可以看到它們相滲入約1毫米的固體間的擴(kuò)散現(xiàn)象?！編煛繌纳厦娴膶?shí)驗(yàn)可以看出，擴(kuò)散現(xiàn)象在我們的生活中非常普遍，同學(xué)們能不能再舉出一些分子擴(kuò)散現(xiàn)象的例子呢？學(xué)生思考、討論舉手作答：擦香水，炒菜，放煤的墻角變黑了，煤矸石有的原來就是石炭巖，由于長期地跟煤擠壓在一起,它的內(nèi)部也變黑了。【師】大量事實(shí)說明了氣體、液體、固體都有擴(kuò)散現(xiàn)象。對于同一個(gè)實(shí)驗(yàn)，影響擴(kuò)散的快慢的因素與哪些有關(guān)呢？學(xué)生思考，教師演示實(shí)驗(yàn)：同時(shí)將兩滴墨水滴入一杯冷水和一杯熱水，讓學(xué)生觀察墨水?dāng)U散的速度，引導(dǎo)學(xué)生得出結(jié)論：影響擴(kuò)散現(xiàn)象快慢的因素是溫度，溫度越高，分子擴(kuò)散越快。2.分子熱運(yùn)動(dòng)【師】擴(kuò)散現(xiàn)象說明了什么問題呢？教師引導(dǎo)學(xué)生分析擴(kuò)散現(xiàn)象表明：（1）一切物體的分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng)，溫度越高分子運(yùn)動(dòng)就越快，只有分子不停地運(yùn)動(dòng)才能相互進(jìn)入對方。(2)分子不是緊密地?cái)D在一起，而是彼此間存有間隙。【師】在剛才的實(shí)驗(yàn)中，利用擴(kuò)散現(xiàn)象將肉眼無法看到的分子運(yùn)動(dòng)形象地展現(xiàn)了出來，這種實(shí)驗(yàn)方法值得我們學(xué)習(xí)。3.分子間的作用力【師】同學(xué)們，在剛才的探究過程中，你們發(fā)現(xiàn)什么問題沒有？提示：分子都在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，且分子間又有間隙，為什么分子不會(huì)飛散開，反而聚合在一起呢？引導(dǎo)學(xué)生猜想，這可能是分子間存在著吸引力，這個(gè)猜想是否正確呢？需要我們用實(shí)驗(yàn)來證實(shí)。教師拿出分子引力演示器，介紹?！編煛窟@是兩個(gè)鉛塊，我們將它們對在一起，放手，鉛塊脫離，兩個(gè)鉛塊并沒有表現(xiàn)出吸引力，實(shí)驗(yàn)似乎得到分子間沒有引力的結(jié)果，這是什么原因呢？是我們的猜想錯(cuò)誤了嗎？教師引導(dǎo)學(xué)生想，剛才兩鉛塊沒有表現(xiàn)出吸引力，可能是因?yàn)榉肿娱g的距離不夠近。教師再做實(shí)驗(yàn)時(shí)，用小刀將兩鉛塊表面刮光亮，然后用力將兩鉛塊錯(cuò)擠壓在一起。兩鉛塊吸在了一起，掛上一個(gè)鉤碼也不會(huì)掉。學(xué)生討論得出結(jié)論：分子之間存在吸引力，這種吸引力只有在分子靠得很近時(shí)，才能表現(xiàn)出來?！編煛恳话惴肿泳嚯x要小于10-9米時(shí)才能表現(xiàn)出這個(gè)引力。【師】分子間存在引力我們知道了，那你們還發(fā)現(xiàn)什么問題沒有？引導(dǎo)學(xué)生思考，分子在相互吸引，分子間又存在間隙，如果沒有其他力存在的話，分子應(yīng)該緊緊地?cái)D在一起才對，那么是什么力讓他們不能擠在一起呢？【生】分子間存在斥力。固體和液體很難被壓縮就說明了這個(gè)道理。教師拿出中間用彈簧鏈接的小球，給學(xué)生講解?！編煛糠肿又g既有引力又有斥力，這就好像被彈簧連著的小球。當(dāng)分子間的距離很小時(shí)，作用力表現(xiàn)為斥力：當(dāng)分子間的距離稍大時(shí)，作用力表現(xiàn)為引力。如果分子相距很遠(yuǎn)，比如氣體分子間作用力就變得十分微弱，可以忽略不計(jì)。分子間由于存在引力和斥力，剛才我們所發(fā)現(xiàn)的矛盾也就迎刃而解了。 三、課堂小結(jié)學(xué)生思考、討論回答，本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了以下內(nèi)容：1.物質(zhì)是由分子組成的，分子是很微小的，直徑大約是10-10米。2.組成物質(zhì)的分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；擴(kuò)散現(xiàn)象能夠證明這個(gè)結(jié)論。3.分子間存在相互作用力，包括引力和斥力。四、選擇三則1.下列現(xiàn)象中屬于固體擴(kuò)散現(xiàn)象的是（ D ）A.小樹一年比一年長高 B.鐵塊放久后生了銹 C.打開醋瓶能迅速聞到醋的酸味 D.長期放煤的墻角有相當(dāng)厚的一層墻壁染上了黑色2.固體、液體和氣體的分子之間的相互作用力從弱到強(qiáng)的排列順序 （ D ）A.固體、液體、氣體 B.液體、氣體、固體 C.氣體、固體、液體 D.氣體、液體、固體3.以下現(xiàn)象能說明分子間有斥力的是（ C ）A.一根細(xì)鋼絲很難被拉斷 B.沾在物體上的灰塵能被抖掉C.液體很難被壓縮 D.用漿糊很難把兩塊木頭粘合在一起五、課后作業(yè)1.找出生活中說明分子間存在引力、斥力的現(xiàn)象，每種一個(gè)。2.完成課后的自我評價(jià)。六、板書設(shè)計(jì)第一節(jié)：分子動(dòng)理論一、物質(zhì)是由分子組成的，分子的直徑大約是10-10米。二、組成物質(zhì)的分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)擴(kuò)散現(xiàn)象（證明）。三、分子間的作用力引力和斥力。 四、分子動(dòng)理論的內(nèi)容： 1、物體是由大量分子組成的 2、分子都在不停地做無規(guī)則的運(yùn)動(dòng) 3、分子間存在著引力和斥力 教學(xué)反思： 第二節(jié) 內(nèi)能和熱量教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1了解內(nèi)能的概念，能簡單描述溫度和內(nèi)能的關(guān)系。 2知道熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。 3知道在熱傳遞過程中，所傳遞的內(nèi)能的多少叫做熱量，熱量的單位是焦耳。 4知道做功可以使物體的內(nèi)能增加或減少的一些實(shí)例。 二、過程與方法 1.通過探究分析歸納出改變物體內(nèi)能的兩種方法，能列舉生產(chǎn)和生活中應(yīng)用內(nèi)能的實(shí)例 2.通過觀察與實(shí)驗(yàn)，關(guān)注改變內(nèi)能的兩種方式，感受比較、歸類、綜合的科學(xué)方法。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.通過探究找到改變物體內(nèi)能的兩種方法，使學(xué)生體驗(yàn)探究的過程，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣。 2.通過演示改變物體的內(nèi)能實(shí)驗(yàn)培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力，并使學(xué)生通過實(shí)驗(yàn)理解做功與內(nèi)能變化的關(guān)系。 教學(xué)重點(diǎn) 通過探究實(shí)驗(yàn)，知道改變物體內(nèi)能的多種方法。 教學(xué)難點(diǎn) 正確理解內(nèi)能的概念以及內(nèi)能與溫度的關(guān)系。 課時(shí)安排2課時(shí)教具選擇 酒精燈、鐵絲、鉗子、火柴、機(jī)械能內(nèi)能互換演示器、空氣壓縮引火儀。 教學(xué)過程 一、創(chuàng)設(shè)問題情境，引入新課 引入1復(fù)習(xí)提問：上節(jié)課我們學(xué)習(xí)的分子動(dòng)理論，包含了哪些內(nèi)容??？【生】1.物質(zhì)是由分子組成的；2.分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)；3.分子之間有相互作用力。【師】根據(jù)我們前面所學(xué)的機(jī)械能的知識(shí)可以知道，物質(zhì)內(nèi)部也是具有能的。引導(dǎo)學(xué)生分析：分子在永不停息地做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以分子具有動(dòng)能；分子之間有相互作用力，所以分子具有勢能。今天我們就要研究物質(zhì)內(nèi)部具有的能量。引入2播放視頻：從禮花到火箭發(fā)射【師】探尋月亮的奧秘是我們無數(shù)先輩們的夢想，今天我們終于把這個(gè)夢想變成了現(xiàn)實(shí)，這是我們民族的驕傲，在探月衛(wèi)星的發(fā)射過程中，作為載體的火箭功不可沒，那么是什么力量把這么大的火箭送到了遙遠(yuǎn)的月球的呢？讓我們一起進(jìn)入今天的發(fā)現(xiàn)之旅吧。 二、師生共同活動(dòng)，進(jìn)行新課第一課時(shí) 內(nèi)能1溫度與熱運(yùn)動(dòng)溫度表示物體的冷熱程度。物體的溫度越高，擴(kuò)散越快，說明構(gòu)成物體的大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越劇烈。也就是說，溫度反映了構(gòu)成物體的大量分子做無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的劇烈程度。因此，人們常常把物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。2物體的內(nèi)能學(xué)生觀察圖1.2-2，教師講解因?yàn)榉肿釉谟啦煌Ｏ⒌刈鰺o規(guī)則運(yùn)動(dòng)，所以分子具有動(dòng)能；分子之間有相互作用力，所以分子具有勢能。因此物質(zhì)內(nèi)部存在能量，我們把這種能量叫做內(nèi)能。投影展示：內(nèi)能的定義內(nèi)能：物體內(nèi)部所有分子作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。各種形式的能的單位都是焦耳（J）。引導(dǎo)學(xué)生討論以下問題：(1)哪些物體具有內(nèi)能？為什么？ (2)內(nèi)能和機(jī)械能有什么區(qū)別？(3)一個(gè)物體內(nèi)能的大小可能與哪些因素有關(guān)？學(xué)生通過思考、討論得出（投影）：(1)任何物體都具有內(nèi)能，因?yàn)榉肿邮窃谟啦煌Ｏ⒌淖鳠o規(guī)則運(yùn)動(dòng)的。 (2)內(nèi)能是物質(zhì)內(nèi)部所有分子的能的總和，跟物體的整體運(yùn)動(dòng)無關(guān)，而機(jī)械能與物體的整體運(yùn)動(dòng)情況有關(guān)。（比如加速的汽車內(nèi)能變大？這顯然是不對）。(3)一個(gè)物體內(nèi)能的多少與溫度有關(guān)，也與物體的體積有關(guān)。（因?yàn)槲镔|(zhì)溫度越高，擴(kuò)散現(xiàn)象越明顯，即分子運(yùn)動(dòng)就越劇烈，分子動(dòng)能也就越大，所以一個(gè)物體的溫度越高，他的內(nèi)能就越大。當(dāng)一個(gè)物體的體積變化時(shí)，物體內(nèi)分子間的距離就要發(fā)生變化，所以分子的勢能也要變化，從而使物體的內(nèi)能發(fā)生變化）?！編煛坑捎谖矬w內(nèi)能跟溫度有關(guān)，所以我們可以通過觀察物體溫度的升高或降低，間接了解物體內(nèi)能是增大了還是減小了，因此人們常常把物體的內(nèi)能叫做熱能，把物體內(nèi)部大量分子的無規(guī)則運(yùn)動(dòng)叫做熱運(yùn)動(dòng)。3.改變內(nèi)能的方式教師拿出一根鐵絲，提出思考問題。(1)如何使手的內(nèi)能增大？ (2)如何使一根鐵絲燙手？(3)如何點(diǎn)燃火柴頭？ (4)如何使一塊冰熔化？學(xué)生分小組思考、討論，得出方案，小組代表發(fā)言并利用提供的器材進(jìn)行演示。(1)兩手互搓或放在酒精燈旁。(2)快速彎折鐵絲或者放在酒精燈上燒。(3)在火柴盒上擦燃或者放在酒精燈上燒。(4)把冰放在太陽下曬或者把兩塊冰放在一起摩擦。【師】同學(xué)們都非常棒，把我們的問題一一都解決了。那么，同學(xué)們在思考一下，把我們剛才做的那么多實(shí)驗(yàn)方法歸納一下，改變物體內(nèi)能的方法有那些呢？學(xué)生能夠討論得出結(jié)論：增大內(nèi)能的方法有兩種。一種是用力做功，一種是用溫度比物體高的物體接觸或者靠近?！編煛客瑢W(xué)們分析得很對，改變物體內(nèi)能的方式就是兩種，用溫度高和溫度低的物體接觸，低溫物體溫度升高，高溫物體溫度降低的這個(gè)過程就叫做熱傳遞。那么同學(xué)們想一想：發(fā)生熱傳遞的條件是什么？什么時(shí)候結(jié)束？【生】發(fā)生熱傳遞的條件是兩個(gè)物體之間有溫度差，當(dāng)兩物體溫度相同時(shí)熱傳遞結(jié)束。【師】在熱傳遞過程中傳遞能量的多少叫做熱量，低溫物體吸收熱量，內(nèi)能增大，高溫物體放出熱量，內(nèi)能減少。熱量這個(gè)詞不能亂用，要記住一個(gè)口訣“熱量不能含，溫度不能傳”。教師拿出空氣壓縮引火儀，要求學(xué)生仔細(xì)觀察空氣的內(nèi)能有無增加，學(xué)生就會(huì)感到困惑：空氣內(nèi)能增加與否怎能看得見？帶著這個(gè)好奇心觀看教師演示實(shí)驗(yàn)：快速壓下活塞，活塞最下面冒出一個(gè)火光。引導(dǎo)學(xué)生分析這個(gè)過程，(1)研究對象是什么？（是空氣而不是棉花）(2)為什么放入棉花？（利用轉(zhuǎn)換法顯示空氣溫度升高）(3)實(shí)驗(yàn)說明了什么？（對物體做功，會(huì)使物體的內(nèi)能增大）【師】由此可以看出，做功也可以改變物體的內(nèi)能。對物體做功，物體的內(nèi)能增加。那么內(nèi)能可不可以對外做功呢？教師拿出機(jī)械能內(nèi)能互換演示器，將演示器固定在桌邊，將乙醚倒一點(diǎn)到金屬桶內(nèi)，用力來回拉動(dòng)繩子，讓學(xué)生觀察看到的現(xiàn)象，然后請學(xué)生分析整個(gè)過程。思考下列問題：(1)觀察到的現(xiàn)象有哪些？(2)瓶塞跳起說明了什么？出現(xiàn)水霧是什么現(xiàn)象？說明了什么？(3)水霧起了什么作用？（4）通過實(shí)驗(yàn)說明了什么問題？學(xué)生歸納分組討論得出結(jié)論：（1）觀察到的現(xiàn)象有瓶塞跳起，瓶口出現(xiàn)水霧，用手摸金屬筒很熱。（2）瓶塞跳起說明它具有了動(dòng)能，出現(xiàn)水霧是液化現(xiàn)象，說明液體的溫度降低了，也就是液體的內(nèi)能減少了。（3）水霧讓我們間接了解了液體的溫度變化情況，也相當(dāng)于了解了液體的內(nèi)能變化情況。（4）實(shí)驗(yàn)說明了內(nèi)能也可以對外做功。內(nèi)能與我們的生活【師】了解了那么多關(guān)于內(nèi)能的知識(shí)，同學(xué)們知道了火箭為什么能把衛(wèi)星送上天了吧，他就是利用內(nèi)能對外做功，內(nèi)能在我們生活中的作用有很多，煮飯、燒水、取暖等等，數(shù)不勝數(shù)，但是過多的內(nèi)能有時(shí)也會(huì)帶來災(zāi)難。讓學(xué)生閱讀STS地球的溫室效應(yīng)，了解溫室效應(yīng)的危害。第二課時(shí) 燃燒：放出熱量1、燃料燃燒的能量轉(zhuǎn)化方式凡是能夠燃燒的物質(zhì)都叫做燃料。燃料的燃燒是一種化學(xué)變化，在燃燒過程中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2、認(rèn)識(shí)燃料木材、煤、汽油、柴油、天然氣。3、燃料的熱值【師】燃料燃燒時(shí)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么相同質(zhì)量的不同燃料燃燒時(shí)釋放出的熱量是否相同呢？學(xué)生歸納得出結(jié)論：應(yīng)該不相同。教師繼續(xù)提問，那么如何比較燃料放出熱量的多少呢？看單位質(zhì)量的某種物質(zhì)燃燒放出的熱量多少進(jìn)行比較。教師介紹（展示）：物理學(xué)中，把1kg某種物質(zhì)完全燃燒放出的熱量叫做這種物質(zhì)的熱值。熱值符號q，單位J/kg。計(jì)算公式Q=mq。組織學(xué)生看不同物質(zhì)的熱值表，理解其含義。比如干木柴的熱值是1.7×107J/kg，他表示的意義就是：1kg干木柴完全燃燒放出的熱量是1.7×107J。4、環(huán)境保護(hù)加強(qiáng)立法力度，對工廠和交通工具要強(qiáng)制達(dá)標(biāo)排放改進(jìn)燃燒設(shè)備城市和人口密度大的地方采用集中供熱推廣和普及氣體燃料的使用大力植樹種草5、溫度、內(nèi)能、熱量的區(qū)別和聯(lián)系區(qū)別：溫度是一個(gè)狀態(tài)量，只能說“是多少”，兩個(gè)不同狀態(tài)間可以比較溫度的高低，溫度是不能“轉(zhuǎn)移”和“傳遞”的。 內(nèi)能是能量的一種形式，跟溫度聯(lián)系密切，當(dāng)一個(gè)物體的溫度升高時(shí)，它的內(nèi)能增大，和溫度一樣，是一個(gè)狀態(tài)量，通常用“具有”來修飾。熱量反映了熱傳遞過程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)移的多少，是一個(gè)過程量，用“吸收”或“放出”來描述，而不能用“具有”或“含有”。聯(lián)系：溫度的變化可以改變一個(gè)物體的內(nèi)能。傳遞熱量的多少可以量度物體內(nèi)能改變的多少。物體吸收或放出熱量，它的內(nèi)能將發(fā)生改變，但他們的溫度不一定改變。例：今天天氣真熱（溫度）兩手摩擦，手會(huì)熱（內(nèi)能）物體吸熱溫度升高（熱量：沸騰的水很熱（溫度）燃料的燃燒，產(chǎn)生熱（內(nèi)能）三、課堂小結(jié)學(xué)生小結(jié)：1.內(nèi)能是物體內(nèi)部所有分子作無規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和，一個(gè)物體內(nèi)能的多少與溫度和體積有關(guān)。 2.做功和熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能。四、選擇六項(xiàng)1.在0的房間里，靜止在地面上的鉛球（ B C ）A.具有機(jī)械能 B.沒有機(jī)械能 C.具有內(nèi)能 D.沒有內(nèi)能2.下列關(guān)于物體的內(nèi)能和溫度關(guān)系的說法中，正確的是（ B ）A.物體的內(nèi)能跟溫度有關(guān)，物體的內(nèi)能越大，溫度越高B.物體的內(nèi)能跟溫度有關(guān)，物體的溫度升高內(nèi)能增大C.物體的內(nèi)能只和溫度有關(guān)，所以溫度高的物體，內(nèi)能一定大D.物體的內(nèi)能只和溫度有關(guān)，內(nèi)能大的物體溫度一定高3.下面四句話中都有一個(gè)“熱”字，其中哪一句話中的“熱”字表示溫度（ D ）A.熱傳遞 B.物體吸熱溫度升高 C.摩擦生熱 D.今天天氣很熱4.物體從粗糙的斜面上滑下來,則 （ D ）A.機(jī)械能不變，內(nèi)能不變 B.機(jī)械能增加，內(nèi)能不變C.機(jī)械能減小，內(nèi)能減少 D.機(jī)械能減小，內(nèi)能增加5.下列關(guān)于內(nèi)能的概念的說法中，錯(cuò)誤的是 （ B ）A.任何物體都具有內(nèi)能 B.0冰不具有內(nèi)能C.一個(gè)物體的溫度發(fā)生變化，它的內(nèi)能也變化 D.內(nèi)能和機(jī)械能的單位都是焦耳6.下列說法錯(cuò)誤的是 （ D ）A.溫度越高，分子無規(guī)則運(yùn)動(dòng)越快 B.溫度越高，氣體、液體、固體的擴(kuò)散越快C.溫度越高，液體蒸發(fā)得越快 D.溫度越高，物體的運(yùn)動(dòng)速度越大7.在我們今天的學(xué)習(xí)中，老師說過一句話“由于物體內(nèi)能跟溫度有關(guān)，所以我們可以通過觀察物體溫度的升高或降低，間接了解物體內(nèi)能是增大了還是減小了”，那么如果一個(gè)物體的溫度沒有改變，那么他的內(nèi)能就一定也沒有改變呢？比如一杯0的冰熔化成一杯0的水，他的內(nèi)能變了嗎？（答案：不一定；冰在熔化過程中要吸熱，所以他的內(nèi)能應(yīng)該是增加了，之所以溫度不變，是因?yàn)槲盏臒崃坑脕砀淖兯臓顟B(tài)了）。五、課后作業(yè)1.請學(xué)生上網(wǎng)站查一查：什么是溫室效應(yīng)？相互交流，發(fā)表自己的見解；2.完成課后自我評價(jià)。六、板書設(shè)計(jì)課題：16.2 內(nèi)能 內(nèi)能 單位：焦耳 J 概念：物體內(nèi)部所有分子作物規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢能的總和，叫做物體的內(nèi)能。 改變內(nèi)能的方式：熱傳遞和做功。 熱量：1Kg某種燃料完全燃燒放出的能量叫做這種燃料的熱值。符號為q，單位為J/Kg或J/m3。Q放=mq 或 Q放=Vq教學(xué)反思： 第三節(jié) 比熱容教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1.了解比熱容的概念，知道比熱容是物質(zhì)的一種屬性。 2.嘗試用比熱容解釋簡單的自然現(xiàn)象。 二、過程與方法 1.通過探究比熱容的概念，讓學(xué)生學(xué)會(huì)如何比較不同物質(zhì)的吸熱能力。 2.通過閱讀“氣候與熱污染”，使學(xué)生了解利用比熱容解釋海邊和沙漠中的晝夜溫差問題，并了解“熱島效應(yīng)”。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 1.通過探究了解比熱容的概念的活動(dòng)，培養(yǎng)學(xué)生自己動(dòng)腦想辦法解決問題的能力。 2.通過對比熱容的探究學(xué)習(xí)，使學(xué)生保持對自然的好奇心，對科學(xué)的求知欲，樂于探索自然規(guī)律，逐步形成實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 教學(xué)重點(diǎn) 比熱容的概念，與熱量有關(guān)的計(jì)算。 教學(xué)難點(diǎn) 理解比熱容概念并能利用它解釋有關(guān)現(xiàn)象。 課型及課時(shí)安排新授課 1課時(shí)教具選擇 鐵架臺(tái)、油、水、溫度計(jì)、酒精燈、石棉網(wǎng)。 教學(xué)過程 一、創(chuàng)設(shè)問題情境，引入新課引入1引導(dǎo)學(xué)生理解熱量、質(zhì)量與溫度的聯(lián)系,完成填空的結(jié)論：對于同一種物質(zhì)，比如水，它的質(zhì)量越大，升高的溫度越高，它所吸收的熱量就越多。【師】如果是兩種不同的物質(zhì)，比如水和油，如果它們的質(zhì)量相等，升高的溫度也相同，它們吸收的熱量是否一樣呢？引入2復(fù)習(xí)提問:（1）什么叫內(nèi)能？（2）內(nèi)能的大小與哪些因素有關(guān)？學(xué)生回答，教師提出思考問題，內(nèi)能的大小與物質(zhì)的種類有沒有關(guān)系呢？二、師生共同活動(dòng)，進(jìn)行新課1.探究實(shí)驗(yàn)比較不同物質(zhì)的吸熱能力學(xué)生思考討論剛才老師提出的問題比較吸熱能力,提出各自的猜想，教師引導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證猜想。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)比較吸熱能：取相同質(zhì)量、相同初溫的油和水，用相同的酒精燈給他們加熱，在相等的時(shí)間內(nèi)（吸收相同的熱量），看誰升高的溫度越高。進(jìn)行試驗(yàn)：步驟如下：(1)教師將裝置按圖1-3-1、1-3-2設(shè)計(jì)安裝好。(展示右圖)(2)讓學(xué)生記錄油和水的初溫。(3)點(diǎn)燃酒精燈，對水和油加熱3-4分鐘。(4)停止加熱，同時(shí)讀出兩只溫度計(jì)的溫度，記錄下溫度。學(xué)生分析數(shù)據(jù)討論得出結(jié)論：質(zhì)量相等的水和油在吸收了相同熱量后，升高的溫度是不相同的，再進(jìn)一步分析，要使他們升高相同的溫度，必須給水吸收更多的熱量。在此基礎(chǔ)上引導(dǎo)學(xué)生得出一般性結(jié)論：質(zhì)量相同的不同物質(zhì)，升高相同的溫度，吸收的熱量不相等。質(zhì)量相同的同種物質(zhì)，升高不同的溫度，吸收的熱量不相等。質(zhì)量不同的同種物質(zhì)，升高相同的溫度，質(zhì)量大的吸收的熱量多。2.比熱容【師】為了表示物質(zhì)吸熱（或放熱）本領(lǐng)的大小，我們引入了比熱容這個(gè)概念。怎樣比較這種性質(zhì)呢？引導(dǎo)學(xué)生必須在相同的條件下進(jìn)行比較。即相同質(zhì)量、升高相同的溫度的情況下進(jìn)行比較?！編煛抠|(zhì)量最簡單就取一千克，升高的溫度就取一攝氏度，比較起來最為簡單方便，這樣我們就可以這樣給出比熱容的概念。和學(xué)生一起讀比熱容的定義（展示）：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1攝氏度所吸收的熱量，叫做這種物質(zhì)的比熱容。教師介紹比熱容簡稱比熱，符號c,他的單位是：J/（kg）,（可以讓學(xué)生從比熱容的物理意義推導(dǎo)比熱容的單位，可類比密度、速度單位）讀作焦每千克攝氏度?！編煛勘葻崛菔俏镔|(zhì)的一種特性，每種物質(zhì)都有自己的比熱容，不隨物質(zhì)的質(zhì)量、吸放熱及溫度的變化而變化，但與物質(zhì)所處的狀態(tài)有關(guān)?？茖W(xué)家通過精確的實(shí)驗(yàn)把不同物質(zhì)的比熱容測量了出來，讓我們來看看下面的表格數(shù)據(jù)，請同學(xué)們仔細(xì)觀察，你能從里面找到那些有用的信息？學(xué)生觀察、討論得出一些規(guī)律比如水的比熱最大；液體的比熱容一般比固體大；冰的比熱和水的比熱不一樣，說明同種物質(zhì)的狀態(tài)不同比熱也不同；煤油和冰的比熱相同，說明不同物質(zhì)的比熱一般不同也有例外。相同質(zhì)量的不同物質(zhì)，吸收（或放出）相同的熱量，比熱容小的物質(zhì)升高的溫度高。3.熱量的計(jì)算找到水的比熱容，讓學(xué)生分析它包含的意義。水的比熱是4.2×103J/（kg·），C水=4.2×103 J/（kg）的物理意義：單位質(zhì)量為1kg的水，每升高1時(shí)（或降低1時(shí)），吸收（或放出）的熱量是4.2×103J?！編煛刻釂枺喝绻?kg的水升高2，吸收的熱量是多少呢？ 學(xué)生回答，用水的比熱乘以2kg，再乘以2，就可以得到答案。教師在引導(dǎo)學(xué)生計(jì)算如果是2kg的水從20升高到30，吸收的熱量是多少呢？最后讓學(xué)生自己得出熱量計(jì)算公式：Q吸=cm（t-t0）教師再順勢引導(dǎo)得出溫度降低，放出熱量的計(jì)算公式：Q放=cm（t0-t）鞏固練習(xí)：一個(gè)重為0.5kg的鋁制水壺，裝有5kg的水，他們的初溫都是20，若要把水燒開，壺和水一共要吸收多少熱量？（不計(jì)熱量損失）。4.比熱的應(yīng)用【師】由于不同物質(zhì)的比熱不同，造成了我們自然界一些不尋常的現(xiàn)象，比如說在沙漠：其中有一句很奇怪的諺語是這樣形容沙漠中的怪現(xiàn)象“早穿棉襖，午穿紗，晚上圍著火爐吃西瓜”，說的就是沙漠地區(qū)晝夜溫差極，你能用學(xué)過的比熱知識(shí)來解釋一下嗎？學(xué)生通過查表、討論分析得出結(jié)論：造成這一現(xiàn)象的原因是因?yàn)椋笆谋葻嵝〉木壒?。在受太陽照射時(shí)，沙石吸熱升溫快，在太陽落坡后，沙石放熱降溫也快。教師再趁機(jī)讓學(xué)生想一下海邊的天氣情況應(yīng)該是怎樣的，并問同學(xué)們能用所學(xué)知識(shí)你能解釋嗎這種情況。同樣的道理,由于水的比熱大，所以海邊的晝夜溫差小?！編煛克谋葻崛荽蟮奶攸c(diǎn)，在生產(chǎn)、生活中也經(jīng)常利用。如汽車發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)等機(jī)器，在工作時(shí)要發(fā)熱，通常要用循環(huán)流動(dòng)的水來冷卻，冬季也常用熱水取暖。調(diào)節(jié)氣候：學(xué)生閱讀STS“海洋性氣候與大陸性氣候”，了解熱的優(yōu)點(diǎn)和危害，解釋城市的“熱島效應(yīng)”。（熱島效應(yīng)是由于城市中大量的鋼筋混凝土建筑，他們的比熱都比較小，在太陽的照射下，溫度上升很快，因此夏天城市的氣溫比郊區(qū)的氣溫要高許多。）三、課堂小結(jié)通過下列具體問題的討論，使學(xué)生進(jìn)一步理解比熱的概念。(1)在做課本探究物質(zhì)吸熱能力的實(shí)驗(yàn)時(shí)，液體改換成蓖麻油和煤油，那么煤油和蓖麻油哪一個(gè)升溫快？為什么？(2)把質(zhì)量相同的鋁塊、銅塊、鉛塊放到沸水中加熱，當(dāng)沸水再次沸騰后，取出金屬塊，并把它們放到石蠟塊上。它們都能使石蠟熔化，那么哪個(gè)金屬塊熔化的石蠟多呢？ 答案：(1)蓖麻油升溫快，因?yàn)楸吐橛偷谋葻嵝⌒?，吸收相同的熱量升溫快些?2)鋁熔化的石蠟多，因?yàn)樗谋葻崛荽?，降低相同的溫度，放出的熱量更多些。學(xué)生小結(jié)：1.不同物質(zhì)的吸熱能力不同，物理學(xué)上用比熱容來表示這種不同。2.比熱容的定義是單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1攝氏度所吸收的熱量。3.計(jì)算熱量的公式是Q吸=cm（t-t0）或者Q放=cm（t0-t）4.沙漠和沿海地區(qū)晝夜氣溫變化差異大的主要是由于物質(zhì)的比熱容不同造成的。四、選擇四則1.將一塊鐵切去一半，變化了的物理量是（ B ） A.密度 B.質(zhì)量 C.比熱容 D.溫度2.關(guān)于比熱，下列說法中正確的是（ C）A.1千克水在1時(shí)的熱量是4200焦 B.1千克水每升高1放出的熱量是4200焦C.1千克水每升高1吸收的熱量是4200焦 D.1千克水每降低1吸收的熱量是4200焦3.在我國北方農(nóng)村，農(nóng)民常在菜窖里儲(chǔ)存幾桶水，是因（ B ）A.水的比熱容比較大，氣溫升高時(shí)放出的熱量較多，使儲(chǔ)存的蔬菜不容易凍壞B.水的比熱容比較大，氣溫降低時(shí)放出的熱量較多，使儲(chǔ)存的蔬菜不容易凍壞C.水的比熱容比較大，氣溫降低時(shí)吸收的熱量較少，使儲(chǔ)存的蔬菜不容易凍壞D.水的比熱容比較大，氣溫升高時(shí)放出的熱量較少，使儲(chǔ)存的蔬菜不容易凍壞4.質(zhì)量均為1千克的下列四種物質(zhì)各放出2×103焦的熱量，溫度正好下降1的是（ A ）A.煤油 B.橡膠 C.水銀 D.松木五、課后作業(yè)完成動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理1、2、3、4、5題。六、板書設(shè)計(jì)第 三 節(jié) 比熱容一、比熱容：簡稱比熱，符號c。 定義：單位質(zhì)量的某種物質(zhì)，溫度升高1攝氏度所吸收的熱量，叫做這種物質(zhì)的比熱容。 單位：J/（kg），讀作焦每千克攝氏度。 二、熱量的計(jì)算Q吸=cm（t-t0） Q放=cm（t0-t）教學(xué)反思： 第 二 章 改變世界的熱機(jī)第 一 節(jié) 熱機(jī)教學(xué)目標(biāo) 一、知識(shí)與技能 1.理解熱機(jī)的原理就是將燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2.了解內(nèi)能的利用在人類歷史上的重要意義。 3.了解歷史和現(xiàn)實(shí)社會(huì)中的幾種熱機(jī)。 二、過程與方法 1.經(jīng)歷關(guān)于“能量是怎么轉(zhuǎn)化的”討論過程，了解到熱機(jī)是通過做功使內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能工作的機(jī)器。2.觀察蒸汽機(jī)吹動(dòng)紙風(fēng)輪旋轉(zhuǎn)的實(shí)現(xiàn)象，認(rèn)識(shí)燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程。 三、情感態(tài)度與價(jià)值觀 通過使學(xué)生了解蒸汽機(jī)的發(fā)展歷程，認(rèn)識(shí)人類非凡的創(chuàng)造力對世界的影響。教學(xué)重點(diǎn) 認(rèn)識(shí)熱機(jī)的工作過程 課型及課時(shí)安排新授課 1課時(shí)教學(xué)方法講授法教學(xué)過程 一、創(chuàng)設(shè)問題情境，引入新課 引入：教師模擬圖2-1-2演示實(shí)驗(yàn)，用酒精燈給裝有水的試管加熱，可以看到沸騰的水將將上面的紙飛輪吹轉(zhuǎn)了。【師】這一個(gè)簡單的現(xiàn)象卻引發(fā)了第一次工業(yè)革命，它讓我們進(jìn)入了蒸汽時(shí)代，我們今天公路上跑的各種車輛的發(fā)動(dòng)機(jī)也是利用這一簡單的現(xiàn)象工作的。是內(nèi)能的利用讓我們進(jìn)入了現(xiàn)代化社會(huì)。今天我們就一起學(xué)習(xí)熱機(jī)。二、師生共同活動(dòng)，進(jìn)行新課1.利用內(nèi)能來做功【師】改變物體的內(nèi)能有兩種方式，除了熱傳遞還可以通過做功使物體的內(nèi)能增加。那么，減少物體的內(nèi)能可以做功嗎？請同學(xué)們思考剛才我所做的實(shí)驗(yàn)，在這一過程中能量的轉(zhuǎn)化情況是：【生】內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?！編煛吭谶@個(gè)實(shí)驗(yàn)中，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，傳給水，水沸騰變成蒸汽，水蒸氣驅(qū)動(dòng)葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為葉輪的機(jī)械能。這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然簡單，卻展現(xiàn)出熱機(jī)中能量轉(zhuǎn)化的基本過程。熱機(jī)就是通過燃料燃燒獲取內(nèi)能并轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。燃料的化學(xué)能燃燒內(nèi)能做功機(jī)械能2蒸汽機(jī)蒸汽機(jī)是最早的熱機(jī)。把蒸汽的能量作為動(dòng)力是蒸汽機(jī)工作的基本原理，然而，蒸汽動(dòng)力并非來自于“蒸汽對水壺蓋掀動(dòng)的啟示”，而是來自于蒸汽動(dòng)力與社會(huì)、經(jīng)濟(jì)、科學(xué)和生產(chǎn)力發(fā)展水平的“制約適應(yīng)促進(jìn)”的曲折歷程。社會(huì)的進(jìn)步，生產(chǎn)力的發(fā)展，科學(xué)的理性思考和導(dǎo)致人們透徹理解自然現(xiàn)象的物理學(xué)理論及實(shí)驗(yàn)，奠定了蒸汽機(jī)發(fā)明的基礎(chǔ)，托里拆利真空和馬德堡半球?qū)嶒?yàn)，拉開了蒸汽機(jī)發(fā)明的歷史序幕。讓我們追溯一下并不遙遠(yuǎn)的歷史。17世紀(jì)，歐洲的工業(yè)一天天發(fā)展起來，煤作為一種強(qiáng)大的能源大量涌進(jìn)了人類的生產(chǎn)與生活。為了在煤礦中把水排掉，人的智慧就轉(zhuǎn)到抽水問題上來。1640年，在意大利的佛羅倫薩造成了一部抽水機(jī)。但是，不管怎樣拼命地把連接抽水機(jī)活塞的手柄拉上壓下，水最多也只能被抽到10m高左右，改善抽水機(jī)也無濟(jì)于事。伽利略的學(xué)生意大利物理學(xué)家托里拆利研究并解釋了這個(gè)問題。1642年，托里拆利把一端開口的91cm長的玻璃管中灌滿水銀，倒扣在水銀容器內(nèi)并使管垂直豎立，管內(nèi)76cm高水銀柱的上面形成了真空狀態(tài)這就是轟動(dòng)當(dāng)時(shí)的托里拆利真空，人類創(chuàng)造的第一個(gè)良好真空。托里拆利首創(chuàng)真空的實(shí)驗(yàn)成功，打碎了自亞里士多德至笛卡兒統(tǒng)治近2000年的“自然害怕真空”的精神枷鎖，釋放出科學(xué)的精神能量，帶來了思想智力的活躍。曾經(jīng)當(dāng)過馬德堡市長的德國物理學(xué)家奧托·格里克于1654年做了著名的“馬德堡半球”實(shí)驗(yàn)，用激動(dòng)人心的事實(shí)論證了人造真空形成的壓力差的巨大力量。正當(dāng)在實(shí)驗(yàn)現(xiàn)場的人為這神奇的巨大力量而驚嘆之時(shí)，奧托·格里克用震撼宇宙的聲音宣告：請相信大氣壓力是普遍存在的！馬德堡半球?qū)嶒?yàn)轟動(dòng)了！當(dāng)時(shí)，包括德國皇帝在內(nèi)的許多顯要人物都親自觀看了這一特別的物理實(shí)驗(yàn)。富有成效的物理實(shí)驗(yàn)清楚地表明，只要人為地形成真空，就會(huì)產(chǎn)生壓力差，而力就固有地存在于壓力差之中。一個(gè)人搖動(dòng)一臺(tái)抽氣機(jī)，就能勝過16匹大馬、50個(gè)人，但是靠肌肉的力量在長時(shí)間抽氣過程中才集蓄起來的能量是不能使工業(yè)應(yīng)用大步前進(jìn)的，于是人的智慧就轉(zhuǎn)向了利用火的能量產(chǎn)生真空的努力。1690年，法國物理學(xué)家巴本把蒸汽充入容器，用冷凝的辦法把大量的蒸汽冷凝成幾滴水，結(jié)果在容器內(nèi)留下了真空。這樣，經(jīng)過長時(shí)間抽氣才能建立起來的真空，只需在充滿蒸汽的熱容器上澆一注冷水，把蒸汽冷凝，在極短的時(shí)間內(nèi)就形成了。巴本制造了一臺(tái)機(jī)器，靠蒸汽冷凝形成真空，通過大氣壓的作用推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，活塞又把水往上提升。盡管巴本的機(jī)器并沒有在生產(chǎn)中使用，但是它卻提醒人們：靠火的能量制造蒸汽能形成真空，產(chǎn)生動(dòng)力。我們不妨把它稱為巴本模式，既蒸汽真空模式。公正地說，巴本的這臺(tái)蒸汽真空模式的機(jī)器就是人類歷史上最早的蒸汽機(jī)的雛形，它比瓦特對蒸汽機(jī)的改進(jìn)早了3/4個(gè)世紀(jì)。8年之后，即1698年，英國工程師薩佛里發(fā)明了一臺(tái)巴本模式的實(shí)用機(jī)器。他先借助于蒸汽產(chǎn)生的真空盡可能把水升高，然后再把另一個(gè)密封容器內(nèi)產(chǎn)生的高壓蒸汽注入到已被升高的水柱中，使水朝上噴出，這就是薩佛里蒸汽機(jī)。薩佛里蒸汽機(jī)確實(shí)獲得過一些實(shí)際應(yīng)用，不過由于高壓蒸汽的危險(xiǎn)性，因而沒有得到推廣。歷史進(jìn)入了18世紀(jì)。1705年，英國鐵匠紐可門在巴本和薩佛里設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，發(fā)明了大氣壓力蒸汽機(jī)一種把大氣壓下的蒸汽反復(fù)充入容器，再反復(fù)冷卻的裝置。這就是后來得到實(shí)際應(yīng)用的紐可門蒸汽機(jī)。由于不使用高壓蒸汽，不存在薩佛里蒸汽機(jī)的危險(xiǎn)性，這就使紐可門蒸汽機(jī)迅速普及應(yīng)用到必須抽出積水的礦井中?？梢钥闯?，紐可門蒸汽機(jī)本質(zhì)上還是巴本模式，即蒸汽真空模式，這里的蒸汽不是產(chǎn)生動(dòng)力而是產(chǎn)生真空的。盡管紐可門蒸汽機(jī)的效率極低（約0.5），工作很慢，然而它卻一掃以往煤礦中“人歡馬叫”的原始景況（當(dāng)時(shí)英國煤礦中用于拖動(dòng)抽水機(jī)的馬就有500多匹），伴隨著英國資產(chǎn)階級革命的勝利進(jìn)軍，沿用了半個(gè)多世紀(jì)。任何機(jī)器都需要不斷改進(jìn)和完善。著名的英國土木工程師斯米頓改進(jìn)過紐可門蒸汽機(jī)，使其效率提高了一倍。差不多與斯米頓同時(shí)，瓦特也登上了改進(jìn)蒸汽機(jī)的歷史舞臺(tái)，那是1765年的事情。當(dāng)時(shí)瓦特作為蘇格蘭格拉斯哥大學(xué)的一名機(jī)械員，受命修理一臺(tái)損壞了的紐可門蒸汽機(jī)。勤于思考的瓦特，把這臺(tái)機(jī)器修好之后，對它的工作方式仍感到不滿：消耗不少熱量才被加熱的容器，又被冷水冷卻產(chǎn)生真空，在下個(gè)周期里，當(dāng)蒸汽再次引入容器時(shí)，就被已經(jīng)冷卻下來的器壁所冷卻，只有大量的蒸汽充進(jìn)容器后，容器的溫度才再次上升到能夠保持蒸汽狀態(tài)的溫度，每個(gè)周期都要消耗大量燃料來抵消冷水帶來的副作用，也需要一個(gè)加熱容器的中斷時(shí)間。瓦特持續(xù)地思考著這一問題，于是一種特殊的思維靈感的閘門突然打開了。這樣，29歲的瓦特發(fā)明了帶有單獨(dú)冷凝器的蒸汽機(jī)，對蒸汽機(jī)作了關(guān)鍵性的改進(jìn)。瓦特在蒸汽機(jī)里添了一個(gè)冷凝器，可以不變地保持較低溫度，而第一個(gè)被稱之為汽缸的容器，可以不變地保持較高溫度?；谶@個(gè)改進(jìn)，1769年瓦特已經(jīng)有了一臺(tái)動(dòng)作快、效率高的蒸汽機(jī)了。瓦特后來又做了重要改進(jìn)：讓蒸汽交替地進(jìn)入活塞的兩邊。原先是產(chǎn)生真空的時(shí)候，大氣壓力只把活塞朝一個(gè)方向快速推過去，然后再被放入的蒸汽推回來；現(xiàn)在是使高壓蒸汽輪流從兩端進(jìn)入汽缸推動(dòng)活塞的往復(fù)運(yùn)動(dòng)，效率進(jìn)一步提高了。經(jīng)過許多巧妙的改進(jìn)，瓦特的蒸汽機(jī)終于以提高了近5倍效率的絕對優(yōu)勢逐步取代了老式的紐可門蒸汽機(jī)。當(dāng)研究了蒸汽機(jī)發(fā)明的歷史進(jìn)程之后，不難看出瓦特初期及其之前的蒸汽機(jī)中蒸汽不是作為動(dòng)力而是產(chǎn)生真空的。其基本工作方式是：蒸汽進(jìn)入汽缸冷凝產(chǎn)生真空大氣壓力快速推動(dòng)活塞。后來的蒸汽機(jī)則是直接用蒸汽膨脹快速推動(dòng)活塞的，這才是蒸汽動(dòng)力模式。其實(shí)，在蒸汽機(jī)發(fā)明之前很久的人類社會(huì)就有過蒸汽動(dòng)力的設(shè)計(jì)和實(shí)驗(yàn)。比蒸汽機(jī)發(fā)明早二個(gè)多世紀(jì)的意大利文藝復(fù)興三杰之一的達(dá)·芬奇曾經(jīng)繪出過用蒸汽作為動(dòng)力開動(dòng)大炮的圖樣；古老的亞歷山大城的希羅曾經(jīng)用蒸汽作為動(dòng)力開啟廟門、轉(zhuǎn)動(dòng)球體、開動(dòng)機(jī)械玩具那還是公元前二世紀(jì)的事情。能量轉(zhuǎn)化：討論交流蒸汽機(jī)是怎樣工作的教科書P19圖2-1-4燃料的化學(xué)能燃燒水和水蒸氣的內(nèi)能做功活塞的機(jī)械能做功轉(zhuǎn)輪的機(jī)械能3形形色色的熱機(jī)現(xiàn)代熱機(jī)種類繁多，構(gòu)造各異，但從燃料燃燒的部位來分類： 外燃機(jī)：蒸汽機(jī)、蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)熱機(jī) 內(nèi)燃機(jī)：汽油機(jī)、柴油機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭發(fā)動(dòng)機(jī)三、板書設(shè)計(jì)第 一 節(jié)1、內(nèi)能的利用直接利用：間接利用：2、熱機(jī)化學(xué)能 內(nèi)能 機(jī)械能 3、蒸汽機(jī)燃料的化學(xué)能 水的水蒸氣的內(nèi)能 活塞的機(jī)械能 轉(zhuǎn)輪的機(jī)械能4、形形色色的熱機(jī) 外燃機(jī)：蒸汽機(jī)、蒸汽輪機(jī)、燃?xì)廨啓C(jī)熱機(jī) 內(nèi)燃機(jī)：汽油機(jī)、柴油機(jī)教學(xué)反思： 第 二 節(jié) 內(nèi)燃機(jī)教學(xué)目標(biāo)： 一、知識(shí)與技能 1、理解內(nèi)燃機(jī)的基本原理 2、了解汽油機(jī)的工作過程 3、了解汽油機(jī)與柴油機(jī)的異同 4、知道汽油機(jī)、柴油機(jī)是活塞式發(fā)動(dòng)機(jī) 二、過程與方法 1、通過分析汽油機(jī)的四個(gè)沖程，了解活塞式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程 2、了解不同熱機(jī)的不同用途 三、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1、通過對內(nèi)燃機(jī)和輪機(jī)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，感受技術(shù)進(jìn)步在工業(yè)發(fā)展中的重要作用 2、激發(fā)學(xué)生是愛國熱情和獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)的精神教學(xué)重、難點(diǎn) 對汽油機(jī)四個(gè)沖程的認(rèn)識(shí)，弄清楚各個(gè)沖程的作用課型及課時(shí)安排 新授課 1課時(shí)教學(xué)方法 視頻結(jié)合講授教學(xué)過程 賽車場上，一輛輛賽車發(fā)出陣陣轟鳴聲，閃電般飛馳，或許你不知道，賽車的動(dòng)力來自賽車內(nèi)的一系列“爆炸”。今天我們就一起來學(xué)習(xí)這個(gè)“爆炸”是怎么發(fā)生的。一、內(nèi)燃機(jī)起源：第一臺(tái)實(shí)際使用過的內(nèi)燃機(jī)，是1859年法國工程師勒努瓦制造的。這是一臺(tái)煤氣機(jī)，效率很低。1876年德國工程師奧托制成了按四沖程原理工作的煤氣機(jī)，稱為奧托循環(huán)機(jī)，這是內(nèi)燃機(jī)劃時(shí)代的進(jìn)步。1892年，德國工程師狄塞爾提出了壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計(jì)原理，經(jīng)過多次試驗(yàn)和改進(jìn)，于1897年制成第一臺(tái)壓燃式內(nèi)燃機(jī)，使用液體燃料，熱效率比以前的內(nèi)燃機(jī)都高。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明，使熱機(jī)的效率由蒸汽機(jī)的10左右，提高到了40左右。而且由于內(nèi)燃機(jī)輕巧，適于用在交通工具上，對促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展起了關(guān)鍵的作用。觀察教科書P21圖2-2-2：瓶中的酒精燃燒后產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)鈱⑵可w頂出。根據(jù)這一現(xiàn)象制成了內(nèi)燃機(jī)。概念：燃料在汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的燃?xì)庵苯油苿?dòng)活塞做功的熱機(jī)叫活塞式內(nèi)燃機(jī)。原理：燃料字汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的燃?xì)庵苯油苿?dòng)活塞做功。種類：汽油機(jī)和柴油機(jī)內(nèi)燃機(jī)按照使用燃料的不同，分為汽油機(jī)和柴油機(jī)，他們的原理基本相似，我們今天一起來研究一下汽油機(jī)。二、汽油機(jī)的工作過程播放flash認(rèn)識(shí)內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)動(dòng)畫：展現(xiàn)汽油機(jī)工作的四大沖程及其連續(xù)工作過程，可以用按鈕控制每個(gè)沖程動(dòng)作。結(jié)合模型。給學(xué)生講解：(1)汽油機(jī)的構(gòu)造：氣缸、活塞、進(jìn)氣閥門、排氣閥門、曲軸連桿、飛輪、火花塞。(2)汽油機(jī)的沖程：汽油機(jī)活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動(dòng)，從一端運(yùn)動(dòng)到另一端就叫做一個(gè)沖程，每個(gè)沖程完成一種工作，汽油機(jī)的每個(gè)循環(huán)有四個(gè)沖程。(3)四大沖程：通過動(dòng)畫模擬，詳細(xì)講解每個(gè)沖程的活塞動(dòng)作情況以及功能。內(nèi)燃機(jī)原理以一個(gè)循環(huán)為一個(gè)單元，一個(gè)循環(huán)又分為四個(gè)沖程：開始工作前，活塞位于氣缸上端，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。工作時(shí)，活塞由上向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門打開，排氣門仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓強(qiáng)減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入氣缸。這是第一個(gè)沖程叫做吸氣沖程。活塞運(yùn)動(dòng)到最下端，就開始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動(dòng)。這時(shí)進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉，混合氣體被強(qiáng)行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強(qiáng)增大。這是第二個(gè)沖程叫做壓縮沖程。此過程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。壓縮結(jié)束時(shí)雖然溫度較高，但未能達(dá)到燃料的燃點(diǎn)。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞由上向下運(yùn)動(dòng)，通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)了內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。這是第三個(gè)沖程叫做做功沖程。此過程內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（點(diǎn)火方式：點(diǎn)燃式點(diǎn)火）做功沖程結(jié)束，活塞繼續(xù)由下向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。這是最后一個(gè)沖程排氣沖程。此后，活塞又由上向下運(yùn)動(dòng)，從此進(jìn)入下一輪循環(huán)。(4)能的轉(zhuǎn)化讓學(xué)生分析在整個(gè)過程中能的轉(zhuǎn)化情況，學(xué)生利用已有的知識(shí)，和書上的介紹得出結(jié)論：通過外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來，由曲軸通過連桿帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，消耗機(jī)械能來幫助內(nèi)燃機(jī)完成吸氣、壓縮兩個(gè)沖程，內(nèi)燃機(jī)一旦開始做功，內(nèi)能就會(huì)轉(zhuǎn)化成曲軸的機(jī)械能。這時(shí)曲軸獲得的機(jī)械能一部分推動(dòng)汽車轉(zhuǎn)動(dòng)做功，一部分通過飛輪（與曲軸相連的質(zhì)量較大的輪子）保存起來。然后依靠飛輪的慣性再反過來向外輸出帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，靠消耗飛輪的機(jī)械能完成排氣以及下一循環(huán)的吸氣、壓縮。這樣內(nèi)燃機(jī)就可連續(xù)工作下去了。讓學(xué)生觀看汽油機(jī)的連續(xù)工作過程，加深印象。小結(jié)：四沖程內(nèi)燃機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)2周，汽缸內(nèi)的燃油燃燒爆發(fā)1次，對外做功1次，在不做功的沖程，活塞靠飛輪的慣性運(yùn)動(dòng)。三、柴油機(jī)的構(gòu)造和工作過程1、柴油機(jī)的構(gòu)造：氣缸、活塞、進(jìn)氣閥門、排氣閥門、曲軸連桿、飛輪、噴油嘴。2、工作過程：學(xué)生結(jié)合教科書P25物理在線學(xué)習(xí) 和汽油機(jī)一樣包括四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程但不同的是：吸氣沖程：只吸入空氣壓縮沖程：缸內(nèi)氣體被壓縮的程度比汽油機(jī)厲害，溫度高，壓強(qiáng)大。做功沖程：壓縮沖程末，噴油嘴噴出霧狀柴油進(jìn)行壓燃式點(diǎn)火。在完成對四個(gè)沖程的分析以后，可以組織學(xué)生參考下表分小組討論，把動(dòng)作過程和能量轉(zhuǎn)化相結(jié)合，有助于理解和鞏固。 吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程進(jìn)氣門打開關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉排氣門關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉打開活塞向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)主要作用汽油與空氣的混合燃?xì)獗晃雺嚎s燃?xì)猓瑴囟壬唿c(diǎn)燃或者壓燃，燃?xì)馊紵?，推?dòng)活塞對外做功燃燒過的廢氣被排出特征利用慣性完成利用慣性完成內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能通過曲桿對外做功利用慣性完成 （4）關(guān)于柴油機(jī)的工作原理教科書對柴油機(jī)原理的介紹進(jìn)行了淡化處理，僅籠統(tǒng)說柴油機(jī)以柴油做燃料，構(gòu)造和工作過程與汽油機(jī)相似。教師應(yīng)該注意到此處與原來舊教材的差別。但是根據(jù)學(xué)生的具體情況，適當(dāng)介紹一些柴油機(jī)和汽油機(jī)的區(qū)別也是很有意義的。汽油機(jī)柴油機(jī)相同點(diǎn)吸氣、壓縮、做功、排氣四沖程活塞式內(nèi)燃機(jī)不 同 點(diǎn)進(jìn)氣方式混合氣空氣構(gòu)造上火花塞噴油嘴點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓燃式優(yōu)點(diǎn)輕便便宜,功率大,效率高 四、飛向太空噴氣式內(nèi)燃機(jī)： 包括空氣噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)（用在飛機(jī)上）和火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（用在火箭上）。利用航空煤油或液氫等燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，燃?xì)庀蚝髧姵鲞^程中，由于空氣的反沖作用，使飛機(jī)或火箭向前高速飛行。噴氣式內(nèi)燃機(jī)比活塞式內(nèi)燃機(jī)更高效?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)：火藥通過燃燒產(chǎn)生的燃?xì)怏w積膨脹，從尾端向后高速噴出，推動(dòng)火箭向前飛行。常用的火箭是多級火箭?；鸺亩嗉壴O(shè)計(jì)可以提供更為持久的動(dòng)力。