2019-2020年九年級(jí)物理上冊(cè)《14.2 熱量與熱值》教學(xué)設(shè)計(jì) 滬粵版.doc

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2019-2020年九年級(jí)物理上冊(cè)《14.2 熱量與熱值》教學(xué)設(shè)計(jì) 滬粵版 學(xué)情分析： 從學(xué)生角度看，到目前為止,學(xué)生已學(xué)了很多物理概念，也知道學(xué)習(xí)物理概念的三個(gè)階段，本節(jié)二個(gè)物理概念：熱量和熱值。熱量的概念是用內(nèi)能概念來(lái)定義的，比較抽象；同時(shí)，熱量又是一個(gè)過程量，即只有在物體內(nèi)能發(fā)生變化時(shí)，才能談。學(xué)生準(zhǔn)確理解熱量概念較難。實(shí)驗(yàn)“探究水的吸熱與質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系”需要學(xué)生運(yùn)用控制變量的方法，自己設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)找出規(guī)律，對(duì)學(xué)生的綜合能力要求較高。同時(shí)，熱機(jī)、效率和環(huán)保等內(nèi)容承載著對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感態(tài)度與價(jià)值觀教育的重要功能。 教材分析： 本節(jié)主要內(nèi)容有：熱量的概念、單位，水的吸熱與其質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系，熱值的概念。熱量是理解許多熱現(xiàn)象的基礎(chǔ)，也是下節(jié)課學(xué)習(xí)比熱容的基礎(chǔ)。熱值則是選擇燃料的重要依據(jù)之一，也是分析各種燃燒現(xiàn)象和燃燒效率的基礎(chǔ)知識(shí)。 本節(jié)的編寫思路是：本節(jié)可分為相對(duì)獨(dú)立的兩部分，熱量和熱值。熱量的概念是承上節(jié)熱傳遞改變內(nèi)能而來(lái)，并由此給出了熱量的定義，在此基礎(chǔ)上安排學(xué)生活動(dòng)——實(shí)驗(yàn)探究“水的吸熱與其質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系”，這一探究既是對(duì)熱量概念的深化，又為學(xué)生后面理解比熱容作鋪墊。燃料的熱值是人們生活、生產(chǎn)與貿(mào)易中經(jīng)常用到的物理量。隨著現(xiàn)代化進(jìn)程的加快，人均消耗能源越來(lái)越多。煤炭、天然氣、液化石油氣、汽油、柴油等燃料的價(jià)格與其熱值密切相關(guān)。為此，課標(biāo)要求學(xué)生認(rèn)識(shí)燃料的熱值。熱值反映燃料完全燃燒時(shí)放熱的多少，是表示燃料性能的重要指標(biāo)，燃料燃燒放出的熱量是熱機(jī)工作的能源，燃燒過程中存在效率和污染問題，這些都是學(xué)生需要了解的。熱機(jī)、效率和環(huán)保等內(nèi)容承載著對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感態(tài)度與價(jià)值觀教育的重要功能。 教學(xué)目標(biāo)： ◆知識(shí)與技能 ⑴了解熱量的概念，知道熱量是在熱傳遞過程中物體內(nèi)能改變的多少。 ⑵知道當(dāng)質(zhì)量一定時(shí)水吸收的熱量跟溫度的升高成正比，升高的溫度相同時(shí)水吸收的熱量跟它的質(zhì)量成正比。 ⑶了解熱值的概念，會(huì)根據(jù)熱值來(lái)計(jì)算燃料完全燃燒放出的熱量，會(huì)根據(jù)實(shí)際需要選擇燃料。 ◆過程與方法 ⑷經(jīng)歷探究水的吸熱與質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系的活動(dòng)過程，進(jìn)一步熟悉其中的控制變量法。 ◆情感態(tài)度與價(jià)值觀 ⑸通過“選擇燃料”、 “飲食與運(yùn)動(dòng)”等學(xué)生活動(dòng)，閱讀有關(guān)“西氣東輸”的信息，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣，并使學(xué)生逐步樹立理論聯(lián)系實(shí)際的觀念，養(yǎng)成用科學(xué)知識(shí)分析和看待生活中事物的習(xí)慣。 ⑹培養(yǎng)學(xué)生關(guān)注飲食與健康意識(shí)，幫助他們樹立合理利用能源的科學(xué)發(fā)展觀念。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 本節(jié)教學(xué)重點(diǎn)：熱量的概念是本節(jié)課的重點(diǎn)。探究水的吸熱與質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系這個(gè)學(xué)生活動(dòng)，有助于加深學(xué)生對(duì)熱量概念的理解，也是后面學(xué)習(xí)比熱容的基礎(chǔ)，讓學(xué)生做好這個(gè)實(shí)驗(yàn)是教學(xué)的關(guān)鍵。熱值以及如何選擇燃料與生活實(shí)際聯(lián)系密切，也是本節(jié)課的重點(diǎn)。 本節(jié)教學(xué)難點(diǎn)：熱量的概念是用內(nèi)能概念來(lái)定義的，比較抽象；同時(shí)，熱量又是一個(gè)過程量，即只有在物體內(nèi)能發(fā)生變化時(shí)，才能談熱量，所以熱量的概念是教學(xué)的難點(diǎn)。 實(shí)驗(yàn)“探究水的吸熱與質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系”需要學(xué)生運(yùn)用控制變量的方法，自己設(shè)計(jì)記錄數(shù)據(jù)的表格，分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)找出規(guī)律，對(duì)學(xué)生的綜合能力要求較高，也是本節(jié)課教學(xué)的難點(diǎn)。 教學(xué)方法： 　　引入新課的方法，可以由學(xué)生聯(lián)系生產(chǎn)和生活的實(shí)際來(lái)舉例分析，而知道在現(xiàn)代社會(huì)中，使用能量主要還是從燃料燃燒中獲得的內(nèi)能． 　　“燃料的熱值”，學(xué)生觀察和分析教材的或教師提供的科技資料，學(xué)習(xí)熱值的概念，并用簡(jiǎn)單的數(shù)學(xué)方法，會(huì)進(jìn)行有關(guān)的熱值計(jì)算． 　　“有效利用燃料”，教師分析，使學(xué)生知道燃料實(shí)際很難完全燃燒，只有一部分被利用，引出了使用效率問題，可以用畫比例圖的方法讓學(xué)生深入理解爐子的效率．接著學(xué)生閱讀資料（課本上的或教師提供的）得出提高鍋爐的效率和燃料的利用率的方法．本部分內(nèi)容可以學(xué)生小組討論．對(duì)于提高燃料利用率，也是采用提供學(xué)生學(xué)習(xí)資料，學(xué)生可以課下收集相關(guān)內(nèi)容學(xué)習(xí)，提高學(xué)生信息收集和處理能力．學(xué)生從學(xué)習(xí)中體會(huì)到可持續(xù)發(fā)展的思想． 教學(xué)策略： 1．本節(jié)探究活動(dòng)，要充分發(fā)揮學(xué)生的主動(dòng)性和創(chuàng)造性，引導(dǎo)學(xué)生獨(dú)立尋找解決實(shí)驗(yàn)中遇到的問題的辦法，鼓勵(lì)學(xué)生對(duì)課本提供的探究方案進(jìn)行大膽的改進(jìn)，以培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力，并使學(xué)生在探究中受到科學(xué)態(tài)度和科學(xué)精神的熏陶，體驗(yàn)成功的愉悅。 2．為幫助學(xué)生理解熱量和熱值概念，努力使本節(jié)的教學(xué)活動(dòng)源于生活，服務(wù)于生活，幫助學(xué)生構(gòu)建“身邊的物理”，從而順利突破教學(xué)難點(diǎn)。 教學(xué)過程 教師活動(dòng) 學(xué)生活動(dòng) 說(shuō)明 現(xiàn)象法引入 教師提問： ①A、B物體溫度的變化？?jī)?nèi)能的變化？ ②A、B物體分別失去或得到什么？這是通過哪種方式改變物體的內(nèi)能？ 討論: 熱傳遞改變內(nèi)能的實(shí)質(zhì)是什么? 新授課 一、熱 量 思考：內(nèi)能改變多少可以用什么來(lái)量度呢？ 熱量是物體內(nèi)能改變的一種量度. 1.定義：熱傳遞過程中，物體內(nèi)能改變的多少叫做熱量 物體吸收了多少熱量，物體的內(nèi)能就增加了多少； 相反，物體放出了多少熱量，物體的內(nèi)能就減少了多少。 2.符號(hào)：Q 吸熱時(shí)Q吸，放熱時(shí)Q放 3.單位：熱量和內(nèi)能的單位焦（J） 一根火柴完全燃燒放出的熱量約為1000J 注意 l 熱量是一個(gè)過程量，它對(duì)應(yīng)于熱傳遞的過程。 一個(gè)物體的溫度即使很高，也不能說(shuō)它含有的熱量多 l 不能說(shuō)：一個(gè)物體含有多少熱量 只能說(shuō)：一個(gè)物體吸收了多少熱量或放出了多少熱量 二、 探究物體吸收或放出的熱量 1、 用同樣的爐火燒開溫度相同一壺水與燒開半壺水 （1）哪壺水需要加熱的時(shí)間長(zhǎng)？ （2）哪壺水吸收的熱量多？ （3）這說(shuō)明了物體吸收或放出熱量的多少與什么因素有關(guān)？ 2、 兩個(gè)同樣的水壺中倒入質(zhì)量相等的水，C壺內(nèi)倒入的是10 C的水，D壺內(nèi)倒入的是90 C的水，用同樣的爐火把它們燒開(加熱到100 C ）。 探究物體吸收或放出的熱量 問：1、哪壺水需要加熱的時(shí)間長(zhǎng)？ 2、哪壺水吸收的熱量多？ 3、這說(shuō)明了物體吸收熱量的多少又與什么因素有關(guān)？ 三、 燃料的熱值 1、討論：例舉一下生活中我們可以使用哪些可燃燒的材料燒開一壺水？ 草木、煤炭等 石油、酒精、汽油等 煤氣、天然氣 等 燃料可分為哪三種 討論：將一壺水放在燃燒的木柴上加熱，不久就升溫了?，F(xiàn)在，我們已經(jīng)知道這是因?yàn)樗樟藷崃康木壒省? 問：那么這些熱量從何而來(lái)？ 2、思考1：5kg的木材和10kg的木材燃燒時(shí)放出的熱量是否相同？ 這說(shuō)明什么？ 燃料燃燒放出的熱量的多少還與什么因素有關(guān)？ 思考2：用質(zhì)量相同煤油、酒精、紙屑燒水， 水升高的溫度不相同，這說(shuō)明什么？ 燃料燃燒放出的熱量跟什么因素有關(guān)？ （1）燃料的質(zhì)量 （2）燃料的種類 大量實(shí)驗(yàn)表明： 1、同種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量跟它的質(zhì)量成正比 。 2、相同質(zhì)量的不同燃料，在完全燃燒時(shí)放出的熱量 并不相等。 l 想一想:什么是完全燃燒呢? l 關(guān)于完全燃燒—— 就是燃料全部燒盡的意思，即燃料的燃燒必須與充足的氧氣發(fā)生完全氧化反應(yīng)。 燃料的熱值 不同的燃料，即使質(zhì)量相同，完全燃燒放出的熱量也是不同的。我們?cè)撛鯓颖容^不同燃料燃燒時(shí)這種放熱性能優(yōu)劣？ 為比較不同的燃料，即使質(zhì)量相同，完全燃燒放出的熱量也是不同的。 熱值 l 燃料的熱值 1.定義 在物理學(xué)中，把1kg某種燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量叫做這種燃料的熱值。 2.單位及符號(hào) 熱值的符號(hào)：q 單位：J/kg（J/m3） 3.意義 無(wú)煙煤的熱值為3.4107J/kg，表示的含義： 表示1kg的煤在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為3.4107J。 液化氣的熱值為4.9107 J/m3，表示的含義： 表示1 m3的液化氣在完全燃燒時(shí)所放出的熱量為4.9107J。 l 燃料的熱值計(jì)算 請(qǐng)大家從左側(cè)的燃料的熱值表中找出： 干木柴、柴油、汽油等生活中常見的幾種燃料的熱值。 思考： (1) 柴油的熱值是多少？它的物理意義是什么？ (2) 3 Kg 的柴油完全燃燒，它放出的熱量是多少？ 四、燃料燃燒計(jì)算公式 燃料完全燃燒時(shí)放出熱量的計(jì)算：由熱值所表示的物理意義可得出： 燃料燃燒放熱計(jì)算公式Q=qm Q=qV 想一想：500g汽油完全燃燒時(shí)可以放出多少熱量？ 五、認(rèn)識(shí)燃料熱值表 1. 熱值表中所列固體、液體、氣體燃料的熱值中，各找出一種熱值最大的燃料，并說(shuō) l 閱讀教材p73最后一段文字并思考： 普通的家用煤爐燃燒無(wú)煙煤，燃燒效率只有15％；普通燃煤鍋爐，燃燒效率約為30％；現(xiàn)代化的鍋爐，燃燒效率可達(dá)90％左右。 什么是燃燒效率？ 怎樣提高燃料的燃燒效率？ 六、燃料利用效率圖 燃料燃燒燃料利用效率 在實(shí)際利用燃料中，燃料很難完全燃燒，而且放出的內(nèi)能不能被完全利用，有效利用的只是其中一部分． 爐子的效率：有效利用的熱量與完全燃燒時(shí)放出的熱量的比值。 七、小結(jié) 請(qǐng)同學(xué)回顧一下本堂課你學(xué)到了什么 l 一、熱量 l 二、燃料的熱值 八、課外活動(dòng)——飲食與運(yùn)動(dòng) 問題①：以一名16歲的男生為例，青少年每天最少需要攝入的淀粉量是： 1.2107J（1.72104J/kg）＝7102g 問題②：食物提供的熱量被人吸收后轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使人們保持體溫；轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使人們能夠進(jìn)行日?；顒?dòng)，能夠走、跑、跳，能夠說(shuō)話、唱歌、維持呼吸、心跳、血液流動(dòng)等一切生理活動(dòng)；還有一部分轉(zhuǎn)化為生物能儲(chǔ)存在人體內(nèi)。 l 食物提供的熱量 l 被人體吸收 1、 轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 2、轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 3、轉(zhuǎn)化為生物能 學(xué)生實(shí)驗(yàn) 將A半杯熱水和B半杯冷水混合會(huì)變成一杯溫水 學(xué)生思考、討論回答 A.物體放熱溫度降低內(nèi)能減少 B.物體吸熱溫度升高內(nèi)能增加 熱傳遞改變內(nèi)能 (上節(jié)的內(nèi)容) 學(xué)生思考、討論回答 熱傳遞的實(shí)質(zhì)是：能量從高溫物體傳遞到低溫物體或能量從同一物體的高溫部分傳遞到低溫部分 學(xué)生猜測(cè): 熱量 學(xué)生思考、討論回答 學(xué)生發(fā)表自己的實(shí)驗(yàn)方案并作解釋。 學(xué)生進(jìn)一步討論、回答 學(xué)生組裝器材，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究。 觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，分小組總結(jié)特點(diǎn): (1)A壺的時(shí)間長(zhǎng) (2)A壺水吸收的熱量多 (3)說(shuō)明： 物體吸收熱量的多少與物體質(zhì)量有關(guān) （同上） 1、C壺需要加熱的時(shí)間長(zhǎng) 2、C壺吸收的熱量多 3、說(shuō)明： 物體吸收熱量的多少與物體溫度變化有關(guān) 學(xué)生思考、討論回答 固體燃料 液體燃料 氣體燃料 是從木柴燃燒時(shí)放出的熱量來(lái)的 說(shuō)明了不同的燃料燃燒放出的熱量的本領(lǐng)不相同 學(xué)生思考、板書 q柴油=3.3107 J / kg ： 1 千克的柴油完 全 燃燒時(shí)放出的熱量為3.3107焦 3.3107J 3 = 9.9 107J 學(xué)生自學(xué)計(jì)算過程并總結(jié)計(jì)算公式。 學(xué)生板書計(jì)算公式 解：查表可知，汽油的熱值q=4.6103J/kg ∵m=500g=0.5kg ∴Q=qm=4.6103J/kg0.5kg=2.3103J 熱值以及如何選擇燃料與生活實(shí)際聯(lián)系密切，也是本節(jié)課的重點(diǎn) 熱機(jī)、效率和環(huán)保等內(nèi)容承載著對(duì)學(xué)生進(jìn)行情感態(tài)度與價(jià)值觀教育的重要功能 學(xué)生相互交流，總結(jié)回答 學(xué)生查找資料，閱讀 通過現(xiàn)象引入，喚起學(xué)生學(xué)習(xí)的興趣 提出問題，讓學(xué)生思考、討論，對(duì)理解物質(zhì)熱量概念有一定的感性認(rèn)識(shí)，為展開的課題做好準(zhǔn)備。 引出熱量物理量 學(xué)生回答 訓(xùn)練表達(dá)能力 教師補(bǔ)充: 發(fā)生熱傳遞的條件是有溫差存在 在充分討論的基礎(chǔ)上使學(xué)生對(duì)具體的實(shí)驗(yàn)操作有清晰的認(rèn)識(shí)，教師加以強(qiáng)調(diào)實(shí)驗(yàn)的安全和注意事項(xiàng)。 歸納 燒水經(jīng)驗(yàn)告訴我們：水的質(zhì)量越大，升高的溫度越大，需要吸收的熱量越多 科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明： 物體放出或吸收熱量的多少跟物體質(zhì)量的大小成正比，跟物體溫度變化多少成正比 燃料燃燒時(shí)放出的熱量跟燃料的質(zhì)量有關(guān)同種燃料的質(zhì)量越大，燃燒時(shí)放出的熱量越多。 培養(yǎng)學(xué)生的文字表達(dá)能力，加深提升對(duì)概念的理解 培養(yǎng)學(xué)生的應(yīng)用能力和實(shí)踐觀察的興趣和能力。 先用數(shù)字計(jì)算，再以字母代數(shù)，自己找出公式。 教師進(jìn)行巡查對(duì)個(gè)別學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo) 學(xué)生通過閱讀教材找出相關(guān)知識(shí)點(diǎn) 1）改善燃燒的條件，使燃料盡可能充分燃燒。 2）盡可能減少各種 熱量損失。 通過小結(jié)形成知識(shí)體系。 培養(yǎng)學(xué)生的文字表達(dá)能力，加深提升對(duì)本節(jié)內(nèi)容的理解 如果過量飲食，或運(yùn)動(dòng)量偏小， 人體吸收食物提供的能量將會(huì)過量的儲(chǔ)存在人體內(nèi)， 引發(fā)肥胖癥； 如果飲食偏少，人體吸收食物提供的能量無(wú)法提供正常生理活動(dòng)需要的能量，還要消耗體內(nèi)正常儲(chǔ)存的內(nèi)能，這對(duì)于處在發(fā)育期的青少年，就會(huì)引發(fā)發(fā)育遲緩、體質(zhì)瘦弱、抗病能力差等問題，對(duì)健康成長(zhǎng)不利。 教學(xué)反思： 1．本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計(jì)設(shè)法讓學(xué)生體會(huì)到物理與生活的密切聯(lián)系。在設(shè)計(jì)此課時(shí)，從學(xué)生實(shí)驗(yàn)入手，引入新課；引出熱傳遞改變內(nèi)能而來(lái)，并由此給出了熱量的定義，在此基礎(chǔ)上安排學(xué)生活動(dòng)——實(shí)驗(yàn)探究“水的吸熱與其質(zhì)量、溫度變化的關(guān)系”，這一探究既是對(duì)熱量概念的深化。最后又利用所學(xué)知識(shí)解釋生活中、自然界的一些現(xiàn)象，這些會(huì)使學(xué)生認(rèn)識(shí)到生活中無(wú)處不蘊(yùn)含著物理知識(shí)，極大激發(fā)了學(xué)生學(xué)習(xí)物理的興趣。 2．在不違背新課程標(biāo)準(zhǔn)的前提下，在本節(jié)課教學(xué)過程中，對(duì)教材進(jìn)行了一系列的創(chuàng)新，如問題的提出方式，探究方案的設(shè)計(jì)等等。這些改革有利于培養(yǎng)學(xué)生的興趣，提高學(xué)生的分析問題和解決問題的能力。 板書設(shè)計(jì)： 14.2 熱 量 一、熱 量 1. 定 義：物體在熱傳遞的過程中放出或吸收能量的多少。 符號(hào)：Q 2. 單 位：焦耳 符號(hào)：J 3. 影 響 物 體 吸 收 或 放 出 熱 量 多少的因素： （1）與物體的質(zhì)量有關(guān)（2）與溫度變化有關(guān) 科學(xué)實(shí)驗(yàn)表明：物體放出或吸收熱量的多少跟物體質(zhì)量的大小、溫度變化多少成正比 4. 焦耳的實(shí)驗(yàn)結(jié)論： 1kg水溫度升高1C時(shí)所吸收的熱量是 4.2103J 1kg水溫度降低1C時(shí)所放出的熱量是 4.2 103J 二、燃 料 的 熱 值 1. 定 義：1千克的某種燃料在完全燃燒時(shí)所放出的熱量叫做這種燃料的熱值。符號(hào)：q 2. 單 位：焦耳/千克 （J / Kg 或 J ? Kg—1) 3. q柴油=3.3107J/kg 的物理意義： 1千克的柴油完全燃燒時(shí)放出的熱量為 3.3 107焦 4. 計(jì) 算 公 式：Q= q m 5. 節(jié) 約 燃 料 的 措 施： （1）改善燃燒的條件，使燃料盡可能充分燃燒。（2）盡可能減少各種熱量損失。 堂上五分鐘練習(xí) 1、在熱傳遞過程中，內(nèi)能改變的多少叫做 ，它通常用字母 表示，它的單位是 。 2、在熱傳遞過程中，高溫物體 熱量使得溫度 ，而低溫物體則 熱量使得溫度 ，直到兩個(gè)物體的溫度 。 3、焦炭的熱值是3X107J/Kg，它的物理意義是 。 4、酒精的熱值是3X107 J/Kg，酒精燈里裝有500g的酒精，若燈里的酒精用掉了一半，則剩下的酒精的熱值是 。 5、酒精的熱值是3X107 J/Kg，酒精燈里裝有500g的酒精，若酒精完全燃燒后可以放出 J的熱量。 6、關(guān)于熱量和溫度的關(guān)系，下列說(shuō)法正確的是（ ） A、溫度越低的物體，含有的熱量越少； B、溫度越高的物體，放出的熱量越多； C、物體放出了熱量，溫度不一定降低； D、物體吸收了熱量，溫度一定升高。 7、酒精的熱值是3X107 J/Kg，酒精燈里裝有200g的酒精，若酒精完全燃燒后可以放出多少熱量？ 8、要產(chǎn)生30000J的熱量，最少要燃燒多少酒精？（已知酒精的熱值是3X107 J/Kg）