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2019-2020年九年級(jí)物理全冊 第14章 第1節(jié) 熱機(jī)教案 （新版）新人教版(II) 一、教學(xué)目標(biāo) （一）知識(shí)與技能 1．了解四沖程汽油機(jī)的基本工作原理。 2．從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值。 3．了解內(nèi)能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義。 4．通過能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移認(rèn)識(shí)效率。 （二）過程與方法 1．培養(yǎng)應(yīng)用已有知識(shí)解決實(shí)際問題的能力。 2．培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識(shí)。 3．培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析問題的能力。 （三）情感態(tài)度與價(jià)值觀 1．通過演示實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和對(duì)科學(xué)的求知欲望，培養(yǎng)學(xué)生實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度。 2．提高學(xué)生將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活和社會(huì)的意識(shí)。 3．培養(yǎng)學(xué)生的主人翁責(zé)任感和環(huán)保意識(shí)。 二、教學(xué)重點(diǎn) 汽油機(jī)的工作原理和熱值的概念是重點(diǎn)。 三、教學(xué)難點(diǎn) 汽油機(jī)的基本工作原理的理解是難點(diǎn)。 四、教學(xué)方法 本節(jié)課內(nèi)容為新授課。本課采用以實(shí)驗(yàn)為主導(dǎo)的綜合啟發(fā)式教學(xué)，初步滲透探究式學(xué)習(xí)方法。 五、教具學(xué)具 試管、水、酒精燈、鐵架臺(tái)、汽油機(jī)模型、火柴、金屬網(wǎng)等。 六、教學(xué)步驟 （一）導(dǎo)入新課 請(qǐng)大家拿出小汽車模型（各人自帶），今天這節(jié)課，我們主要研究小汽車等機(jī)器的“心臟”——熱機(jī)。 （二）新課教學(xué) 1．整體感知 內(nèi)燃機(jī)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器，內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成。內(nèi)燃機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，燃?xì)鈱?duì)外做功一次，完成一個(gè)沖程所用時(shí)間是整個(gè)周期的四分之一。內(nèi)燃機(jī)的能量來源于燃油燃燒時(shí)的化學(xué)能。而1 kg的某種燃料在完全燃燒時(shí)放出的熱量叫做熱值。也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積、是否燃燒均無關(guān)系。有效利用燃料是節(jié)能的重要措施，有效利用燃料的途徑：一是要讓燃料盡可能充分燃燒；二是要減小熱量的損失。 2．教學(xué)互動(dòng) 互動(dòng)1：實(shí)驗(yàn)，引出內(nèi)能可做功。 明確教師引導(dǎo)學(xué)生分析：酒精燃燒放出熱量(化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，通過熱傳遞將一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)移給了水，水的內(nèi)能增加使其溫度逐漸升高直至沸騰，產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣越來越多，對(duì)軟木塞的壓力越來越大，最后將軟木塞推出試管口，這就是水蒸氣膨脹對(duì)軟木塞做功。由這個(gè)實(shí)驗(yàn)我們知道，利用內(nèi)能可以做功，熱機(jī)就是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。 互動(dòng)2：內(nèi)燃機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作過程。 明確內(nèi)燃機(jī)的主要特點(diǎn)：燃料直接在汽缸內(nèi)燃燒。教師引導(dǎo)學(xué)生觀看模型，教師并演示汽油機(jī)工作中一個(gè)周期的四個(gè)沖程，引導(dǎo)學(xué)生得出：內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程組成。在一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，曲柄轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，燃?xì)鈱?duì)外做功一次。在壓縮沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 互動(dòng)3：燃料的熱值。 明確教師提出問題：燃料的種類很多，固體燃料有木柴、煤等，液體燃料有汽油、柴油等，氣體燃料有煤氣、天然氣等。根據(jù)你的經(jīng)驗(yàn)，相同質(zhì)量的不同燃料燃燒時(shí)放出的熱量是不是相同？學(xué)生討論后得出：不同。教師進(jìn)一步引導(dǎo)后得出：燃料燃燒的本質(zhì)是發(fā)生了化學(xué)變化，在燃燒的過程中燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。相同質(zhì)量的不同燃料燃燒時(shí)放出熱量是不同的。物理學(xué)中，把1 kg的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。引導(dǎo)學(xué)生瀏覽書上的一些燃料的熱值，使他們知道熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)。 互動(dòng)4：有效利用燃料。 明確從家用煤爐怎樣節(jié)能談起，引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合實(shí)際來討論，然后得出結(jié)論：一是要讓燃料盡可能燃燒充分；二是要減小熱量的散失。 互動(dòng)5：學(xué)生討論怎樣提高燃料的利用率。 明確 根據(jù)教科書中讓學(xué)生討論，內(nèi)燃機(jī)中的燃料燃燒放出的熱量是否能全部用來做功？學(xué)習(xí)討論后，教師引導(dǎo)鼓勵(lì)學(xué)生根據(jù)當(dāng)?shù)氐膶?shí)際情況提高燃料利用率。 3．達(dá)標(biāo)反饋 （1）柴油機(jī)四個(gè)沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是C機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是B A．吸氣沖程 B．壓縮沖程 C．做功沖程 D．排氣沖程 （2）一桶煤油用掉一半，剩下的煤油(D) A．密度和熱值不變，比熱容減為原來的一半 B．比熱容和密度不變，熱值減為原來的一半 C．熱值和比熱容不變，密度減為原來的一半 D．密度、熱值、比熱容都不變 （3）酒精的熱值是3.0107J/kg，由此可知(D) A．無論采用何種方式燃燒1 kg酒精，都可得到3.0107J熱量 B．如果燃燒1 kg的燃料時(shí)，得到3.0107J的熱量，這種燃料一定是酒精 C．每1 kg的酒精燃燒放出3.0107J的熱量 D．1 kg的酒精完全燃燒放出的熱量是3.0107J （4）現(xiàn)代火箭使用液態(tài)氫作燃料，是因?yàn)樗哂?B) A．較輕的質(zhì)量 B．較大的熱值 C．較特殊的密度 D．較大的熱量 （5）以內(nèi)燃機(jī)為動(dòng)力的各種機(jī)械，在人類生產(chǎn)、生活中應(yīng)用極為廣泛，從輪船、火車到拖拉機(jī)、摩托車等，它的動(dòng)力大多來源于內(nèi)燃機(jī)，它們雖然在構(gòu)造上略有差異，但工作原理都是一樣的。下列對(duì)內(nèi)燃機(jī)的有關(guān)敘述中，錯(cuò)誤的是(C) A．內(nèi)燃機(jī)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置 B．內(nèi)燃機(jī)用水冷卻，是因?yàn)樗谋葻崛荽? C．它排出的廢氣無污染，是一種環(huán)保型的機(jī)器 D．內(nèi)燃機(jī)靠產(chǎn)生的高溫、高壓氣體做功 4．課堂小結(jié) （1）內(nèi)容總結(jié) 本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了汽油機(jī)的一個(gè)循環(huán)，知道內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)由吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程阻成以及各個(gè)沖程的具體情況，另外學(xué)習(xí)了熱值這個(gè)新的物理量和怎樣有效的利用燃料。 （2）方法歸納 本課通過以實(shí)驗(yàn)為主導(dǎo)的綜合啟式發(fā)教學(xué)，提高我們將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活和社會(huì)的能力。 （三）布置作業(yè) 1．簡單的研究鞭炮的工作原理。 2．自制簡易小火箭。 （四）板書設(shè)計(jì) 四、熱機(jī) 一、汽油機(jī)的四沖程 A．吸氣沖程 B．壓縮沖程(機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能) C．做功沖程(內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能) D．排氣沖程 二、熱值：1 kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。 單位：J/kg 三、有效利用燃料的途徑 一是讓燃料盡可能充分燃燒 二是要減小熱量的損失