九年級物理全冊 第14章 內(nèi)能的利用教案 （新版）新人教版

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第十四章　內(nèi)能的利用 1．了解內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義。 2．從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值。 3．通過實例認識能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化。 4．知道能量守恒定律，能舉出日常生活中能量守恒的實例，有用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點分析物理現(xiàn)象的意識。 5．通過能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，認識熱機的效率。 依據(jù)教材的編寫安排可以把本章內(nèi)容分成兩部分：內(nèi)能的利用、能量守恒定律。其中主要內(nèi)容包括：內(nèi)能在實際生活中的利用——熱機的工作原理，并介紹了燃料的熱值、能量利用的效率等相關(guān)知識；從能量的角度把各種現(xiàn)象聯(lián)系起來闡述能量守恒定律的內(nèi)涵及其普遍性、重要性。本章是體現(xiàn)物理學(xué)科內(nèi)部綜合、物理與其他學(xué)科綜合、自然科學(xué)與社會科學(xué)綜合的典范。能量的變化與物理知識中的其他點、其他學(xué)科、甚至社會問題都有著不可分割的聯(lián)系。 學(xué)生在上一章已經(jīng)學(xué)習(xí)了內(nèi)能的本質(zhì)、內(nèi)能的改變等相關(guān)知識，為本章學(xué)習(xí)內(nèi)能的利用奠定了基礎(chǔ)。熱機是人們生產(chǎn)和生活必不可少的機器，尤其是摩托車和汽車等交通工具的普及，讓學(xué)生更有了探究的欲望。學(xué)生希望教師創(chuàng)設(shè)主動觀察的物理學(xué)習(xí)環(huán)境，通過自己的自主學(xué)習(xí)，同學(xué)之間的合作探究，通過生活中相關(guān)工具的實踐、操作、觀察，來主動獲取知識、體驗探究的樂趣。 1．本章內(nèi)容將日常現(xiàn)象與理論分析相結(jié)合，熱機及其相關(guān)知識并不陌生，生活和科技實踐中隨處可見，教學(xué)中要充分利用生活中的一些實例，運用觀察比較法，引導(dǎo)學(xué)生觀察生活，體會科學(xué)技術(shù)中的物理知識，對于汽油機、柴油機的區(qū)別，可通過列表對比的方式進行教學(xué)。 2．用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點分析物理現(xiàn)象時，一般可以分三步培養(yǎng)學(xué)生分析問題的能力：認識能的各種形式——各種能的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移實例——各種能轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移與守恒實例。第1節(jié)　熱　機 這一節(jié)主要內(nèi)容包括內(nèi)燃機的工作原理及能的轉(zhuǎn)化過程。教學(xué)中適當(dāng)調(diào)整一下教學(xué)順序，汽油機的工作原理結(jié)合活動掛圖，先弄清每個沖程的工作行程，再將其連續(xù)起來形成整體印象。 教材通過把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程演示，直觀地展示了熱機中的能量轉(zhuǎn)化過程。通過分析四沖程汽油機的基本工作過程，展示其如何持續(xù)做功。 學(xué)生對身邊的機動車輛有一定的了解，學(xué)習(xí)熱機的難度不太大，學(xué)習(xí)過程中運用一些內(nèi)燃機的課件展示內(nèi)燃機工作原理，會有助于學(xué)生的理解。 知識與技能 1．了解熱機的概念。 2．了解四沖程汽油機的基本工作原理。 過程與方法 1．通過分析使學(xué)生了解可以利用內(nèi)能來做功。 2．利用活動模型講解四沖程汽油機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。 情感、態(tài)度與價值觀 1．通過演示培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問題的能力。 2．通過閱讀“科學(xué)世界”擴展學(xué)生的知識面。 重點 汽油機的工作原理及能的轉(zhuǎn)化過程。 難點 內(nèi)燃機的工作原理。 演示法、學(xué)生自學(xué)、討論交流法。 一、新課導(dǎo)入 演示：通過水沸騰實驗，討論這個過程中的能量之間的轉(zhuǎn)化的情況。 分析引導(dǎo)：通過能量的傳遞，引出蒸汽機的工作原理。 一、新課教學(xué) 1．內(nèi)燃機。 (1)實驗演示：在試管中裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰。 觀察發(fā)生的現(xiàn)象，引導(dǎo)學(xué)生思考：這一過程中能量是如何轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的？ 學(xué)生思考后，得出：酒精的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能傳遞給水和水蒸氣，水和水蒸氣的內(nèi)能又轉(zhuǎn)化為橡皮塞的機械能。由此引出熱機。 (2)熱機：把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器叫熱機，其種類很多，有蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機、火箭等。 2．汽動機。 (3)展示汽油機模型，找出各部分構(gòu)造的位置。 (4)利用汽油機活動模型，操作并觀察工作中每一個沖程的工作情況。 (5)總結(jié)汽油機的工作原理。 師生共同討論得出： 內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成，在一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)運動兩次，曲柄轉(zhuǎn)動兩周，燃氣對外做功一次。 內(nèi)燃機中的能量轉(zhuǎn)化過程： 壓縮沖程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。 2．學(xué)生閱讀“科學(xué)世界——現(xiàn)代汽車”。 3．認識柴油機 (1)出示模型、了解構(gòu)造。 (2)演示工作過程，總結(jié)工作原理。 (3)分析比較汽油機和柴油機的異同點。 4．介紹生活中汽油機和柴油的優(yōu)、缺點。 三、課堂小結(jié) 1．熱機的概念。 2．四沖程汽油機的工作過程及能量轉(zhuǎn)化。 四、作業(yè)設(shè)計 見練闖考第12頁課內(nèi)精練 第1節(jié)　熱　機 熱機 本節(jié)教學(xué)將內(nèi)容的次序作了一定的調(diào)整，由實驗中水蒸氣頂開塞子轉(zhuǎn)入熱機的教學(xué)，這樣的安排比較自然一些。利用模型和活動掛圖幫助學(xué)生了解熱機的內(nèi)部結(jié)構(gòu)從而加深對熱機能量轉(zhuǎn)化過程的理解。 第2節(jié)　熱機的效率 教材通過對燃料燃燒放出熱量的討論引出熱值的概念，并分析了熱機效率不高的原因。最后通過“STS”介紹了熱機的發(fā)展及其對人類發(fā)展的作用。 這一節(jié)主要是對熱值的理解，掌握熱值的相關(guān)計算。熱機的效率的教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活實際來討論，通過實際讓學(xué)生加深感性認識，從而激發(fā)其開發(fā)新技術(shù)，提高燃料的利用率的意識。 燃料的熱值通過身邊熟悉的燃料燃燒時放出熱量的情況幫助學(xué)生理解，家用灶具的使用情況可幫助學(xué)生理解熱機效率不高的原因。 知識與技能 1．從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值。 2．了解內(nèi)能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義。 3．通過分析能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的去向，理解熱機效率。 情感、態(tài)度與價值觀 1．通過熱值的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問題的能力。 2．通過熱機效率的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生開發(fā)新技術(shù)、提高燃料利用率的意識。 3．通過閱讀“STS”擴展學(xué)生的知識面。 重點 1．燃料的熱值。 2．熱機效率。 難點 1．熱值的相關(guān)計算。 2．熱機效率。 學(xué)生自學(xué)、討論交流法。 一、新課導(dǎo)入 思考問題：現(xiàn)在有兩種燃料：干草和煤炭，要燒開一壺水，用哪種作燃料用量少一些？ 分析引導(dǎo)：水燒開需要吸收的熱量是相等的，而干草和煤炭用的量不同，這說明質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒時放出的熱量是不同的，由此引出燃料的熱值。 二、新課教學(xué) 1．燃料的熱值。 (1)類比速度、密度定義的建立，得出熱值的定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比叫做燃料的熱值。 (2)由定義得出熱值的公式q＝，單位：焦/千克(J/kg) (3)讓學(xué)生讀課本第23頁“一些燃料的熱值”表格，回答：酒精的熱值是多少？并讓學(xué)生解釋其物理意義，了解“完全燃燒”四個字。 (4)燃料很難完全燃燒，放出的熱量往往比按熱值計算的要小，如用煤燒水，有效利用的只是被水吸收的熱量，其余的熱量都散失了。 學(xué)生思考：通常的鍋爐，燃料的利用率比較低，為了節(jié)約能源，鍋爐工會怎么做？ 學(xué)生根據(jù)生活中的實際做法來討論，然后得出有效使用燃料的途徑： (1)要讓燃料盡可能充分燃燒。 (2)要減少熱量的損失。 2．熱機的效率。 (1)學(xué)生思考：內(nèi)燃機中燃料完全燃燒放出的熱量能否全部用來做功？ (2)學(xué)生討論分析內(nèi)燃機中的燃料釋放出的能量的去向(如廢氣帶去一部分熱量，一部分熱量消耗在散熱上，還有一部分消耗在克服摩擦做功上)，只有一部分能量能夠用于做功。 (3)引入熱機的效率的概念：用于做功的那部分能量，與完全燃燒放出的熱量比，叫做熱機的效率。 η＝ 組織學(xué)生討論為什么η＜1？如何提高爐子的效率。 3．燃料的有效利用 組織學(xué)生討論：怎樣提高燃料的利用率，減少環(huán)境污染？ 三、課堂小結(jié) 1．熱值及其單位。 2．有效利用原料的途徑。 3．熱值的相關(guān)計算。 四、作業(yè)設(shè)計 見練闖考第14頁課內(nèi)精練 第2節(jié)　熱機的效率 熱機的效率 本節(jié)課通過對熱機的效率的學(xué)習(xí)，讓學(xué)生了解到能源的低效率使用情況，在學(xué)習(xí)生活中認識到節(jié)約能源的必要性，增強學(xué)生們在生活中的節(jié)約能源意識。 第3節(jié)　能量的轉(zhuǎn)化和守恒 本節(jié)教材首先通過學(xué)生自己動手做實驗，使其發(fā)現(xiàn)各種不同現(xiàn)象的聯(lián)系，向?qū)W生初步揭示出能量概念的物理實質(zhì)。接著通過學(xué)生討論，分析了能量不能憑空消失，只能相互轉(zhuǎn)化，并給出能量守恒定律。 能量轉(zhuǎn)化和守恒定律是19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)之一，它主要包括各種形式的能的相互轉(zhuǎn)化和能量守恒兩部分內(nèi)容。本課教學(xué)中，從生活中的實例入手，引導(dǎo)學(xué)生自己動手實驗或分析身邊實例，找出光、電、熱、機械運動等現(xiàn)象之間的聯(lián)系，使學(xué)生理解能的轉(zhuǎn)化這個重點內(nèi)容。先后通過單擺擺動高度越來越低的現(xiàn)象，讓學(xué)生思考能量的去向，從而引入能量守恒定律；最后結(jié)合永動機的介紹讓學(xué)生分析得出永動機是不可能制成的，從而進一步理解能量守恒的觀點。 本節(jié)教學(xué)中要充分利用學(xué)生已有的知識，對這些實例中的能量轉(zhuǎn)化進行具體的分析，結(jié)合永動機是不能制成的事實讓學(xué)生理解能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。 知識與技能 1．知道各種形式的能量是可以相互轉(zhuǎn)化的。 2．知道在轉(zhuǎn)化的過程中，能量的總量是保持不變的。 3．能舉出日常生活中能量守恒的實例。 4．能用能量守恒的觀點分析物理現(xiàn)象的意識。 過程與方法 1．通過學(xué)生自己做小實驗，發(fā)現(xiàn)各種現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系，體會各種形式的能量之間的相互轉(zhuǎn)化。 2．通過學(xué)生討論體會能量不會憑空消失，只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或從一個物體轉(zhuǎn)移到另一物體。 情感、態(tài)度與價值觀 1．通過學(xué)生自己做小實驗，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對物理規(guī)律有一個感性的認識。 2．通過學(xué)生討論鍛煉學(xué)生分析問題的能力。 重點 能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律。 難點 用能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律對具體的自然現(xiàn)象進行分析，說明能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程。 觀察法、實驗法、小組討論法。 一、新課導(dǎo)入 演示一個單擺的擺動過程，讓學(xué)生分析其能量是怎樣轉(zhuǎn)化的，讓學(xué)生猜想它是否能永遠地擺動下去，由此引入課題。 二、新課教學(xué) 1．能的轉(zhuǎn)化。 (1)指導(dǎo)學(xué)生完成“想想議議”中的四個小實驗，觀察實驗發(fā)生的現(xiàn)象，討論其能量轉(zhuǎn)化情況。 (2)學(xué)生分析得出： ①機械能→內(nèi)能 ②光能→內(nèi)能 ③光能→電能→機械能 ④機械能→電能及內(nèi)能 (3)教師概括：一定的條件下，各種形式的能可以相互轉(zhuǎn)化。 (4)指導(dǎo)學(xué)生填充圖14.3－1。 2．能量守恒定律。 (1)教師演示單擺實驗，讓學(xué)生思考：為什么擺球的高度會逐漸降低，是否丟失了能量？ (2)引導(dǎo)學(xué)生觀察現(xiàn)象，思考問題，分析原因：小球在上升和下降過程中，動能和勢能相互轉(zhuǎn)化，由于存在阻力和摩擦力，同時部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此機械能減少了，但減少的機械能等于轉(zhuǎn)化的內(nèi)能，總的能量不變。 (3)能量守恒定律：能量既不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。 (4)簡單介紹19世紀(jì)自然科學(xué)的三大發(fā)現(xiàn)：能量守恒定律、細胞學(xué)說、生物進化論。 三、課堂小結(jié) 1．在一定條件下，各種形式的能都可以相互轉(zhuǎn)化。 2．能量守恒定律。 四、作業(yè)設(shè)計 見練闖考第16頁課內(nèi)精練 第3節(jié)　能量的轉(zhuǎn)化和守恒 能量的轉(zhuǎn)化和守恒 這節(jié)課讓學(xué)生積極參與實踐，從日常生活中的單擺、小球等熟悉的實驗出發(fā)，親自去感受自然界各種現(xiàn)象之間的聯(lián)系，從而更好地理解能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。通過課本中永動機的介紹，讓學(xué)生參與討論，認識到永動機不可能制成的。課下補充作業(yè)讓學(xué)生查閱永動機的有關(guān)資料，以加深對能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的理解。