九年級(jí)物理全冊(cè) 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(huì)發(fā)展史上的重要意義。 2．從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值。 3．通過(guò)實(shí)例認(rèn)識(shí)能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)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(shí)例，有用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí)。 5．通過(guò)能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移，認(rèn)識(shí)熱機(jī)的效率。 依據(jù)教材的編寫(xiě)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(shí)際生活中的利用——熱機(jī)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(shí)；從能量的角度把各種現(xiàn)象聯(lián)系起來(lái)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(huì)科學(xué)綜合的典范。能量的變化與物理知識(shí)中的其他點(diǎn)、其他學(xué)科、甚至社會(huì)問(wèn)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(shí)，為本章學(xué)習(xí)內(nèi)能的利用奠定了基礎(chǔ)。熱機(jī)是人們生產(chǎn)和生活必不可少的機(jī)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(dòng)觀察的物理學(xué)習(xí)環(huán)境，通過(guò)自己的自主學(xué)習(xí)，同學(xué)之間的合作探究，通過(guò)生活中相關(guān)工具的實(shí)踐、操作、觀察，來(lái)主動(dòng)獲取知識(shí)、體驗(yàn)探究的樂(lè)趣。 1．本章內(nèi)容將日?，F(xiàn)象與理論分析相結(jié)合，熱機(jī)及其相關(guān)知識(shí)并不陌生，生活和科技實(shí)踐中隨處可見(jiàn)，教學(xué)中要充分利用生活中的一些實(shí)例，運(yùn)用觀察比較法，引導(dǎo)學(xué)生觀察生活，體會(huì)科學(xué)技術(shù)中的物理知識(shí)，對(duì)于汽油機(jī)、柴油機(jī)的區(qū)別，可通過(guò)列表對(duì)比的方式進(jìn)行教學(xué)。 2．用能量轉(zhuǎn)化和守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象時(shí)，一般可以分三步培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題的能力：認(rèn)識(shí)能的各種形式——各種能的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移實(shí)例——各種能轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移與守恒實(shí)例。第1節(jié)　熱　機(jī) 這一節(jié)主要內(nèi)容包括內(nèi)燃機(jī)的工作原理及能的轉(zhuǎn)化過(guò)程。教學(xué)中適當(dāng)調(diào)整一下教學(xué)順序，汽油機(jī)的工作原理結(jié)合活動(dòng)掛圖，先弄清每個(gè)沖程的工作行程，再將其連續(xù)起來(lái)形成整體印象。 教材通過(guò)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過(guò)程演示，直觀地展示了熱機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程。通過(guò)分析四沖程汽油機(jī)的基本工作過(guò)程，展示其如何持續(xù)做功。 學(xué)生對(duì)身邊的機(jī)動(dòng)車輛有一定的了解，學(xué)習(xí)熱機(jī)的難度不太大，學(xué)習(xí)過(guò)程中運(yùn)用一些內(nèi)燃機(jī)的課件展示內(nèi)燃機(jī)工作原理，會(huì)有助于學(xué)生的理解。 知識(shí)與技能 1．了解熱機(jī)的概念。 2．了解四沖程汽油機(jī)的基本工作原理。 過(guò)程與方法 1．通過(guò)分析使學(xué)生了解可以利用內(nèi)能來(lái)做功。 2．利用活動(dòng)模型講解四沖程汽油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．通過(guò)演示培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問(wèn)題的能力。 2．通過(guò)閱讀“科學(xué)世界”擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面。 重點(diǎn) 汽油機(jī)的工作原理及能的轉(zhuǎn)化過(guò)程。 難點(diǎn) 內(nèi)燃機(jī)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(guò)水沸騰實(shí)驗(yàn)，討論這個(gè)過(guò)程中的能量之間的轉(zhuǎn)化的情況。 分析引導(dǎo)：通過(guò)能量的傳遞，引出蒸汽機(jī)的工作原理。 一、新課教學(xué) 1．內(nèi)燃機(jī)。 (1)實(shí)驗(yàn)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(guò)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(jī)械能。由此引出熱機(jī)。 (2)熱機(jī)：把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器叫熱機(jī)，其種類很多，有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)、火箭等。 2．汽動(dòng)機(jī)。 (3)展示汽油機(jī)模型，找出各部分構(gòu)造的位置。 (4)利用汽油機(jī)活動(dòng)模型，操作并觀察工作中每一個(gè)沖程的工作情況。 (5)總結(jié)汽油機(jī)的工作原理。 師生共同討論得出： 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。 內(nèi)燃機(jī)中的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程： 壓縮沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。 做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。 2．學(xué)生閱讀“科學(xué)世界——現(xiàn)代汽車”。 3．認(rèn)識(shí)柴油機(jī) (1)出示模型、了解構(gòu)造。 (2)演示工作過(guò)程，總結(jié)工作原理。 (3)分析比較汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同點(diǎn)。 4．介紹生活中汽油機(jī)和柴油的優(yōu)、缺點(diǎn)。 三、課堂小結(jié) 1．熱機(jī)的概念。 2．四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程及能量轉(zhuǎn)化。 四、作業(yè)設(shè)計(jì) 見(jiàn)練闖考第12頁(yè)課內(nèi)精練 第1節(jié)　熱　機(jī) 熱機(jī) 本節(jié)教學(xué)將內(nèi)容的次序作了一定的調(diào)整，由實(shí)驗(yàn)中水蒸氣頂開(kāi)塞子轉(zhuǎn)入熱機(jī)的教學(xué)，這樣的安排比較自然一些。利用模型和活動(dòng)掛圖幫助學(xué)生了解熱機(jī)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)從而加深對(duì)熱機(jī)能量轉(zhuǎn)化過(guò)程的理解。 第2節(jié)　熱機(jī)的效率 教材通過(guò)對(duì)燃料燃燒放出熱量的討論引出熱值的概念，并分析了熱機(jī)效率不高的原因。最后通過(guò)“STS”介紹了熱機(jī)的發(fā)展及其對(duì)人類發(fā)展的作用。 這一節(jié)主要是對(duì)熱值的理解，掌握熱值的相關(guān)計(jì)算。熱機(jī)的效率的教學(xué)引導(dǎo)學(xué)生結(jié)合生活實(shí)際來(lái)討論，通過(guò)實(shí)際讓學(xué)生加深感性認(rèn)識(shí)，從而激發(fā)其開(kāi)發(fā)新技術(shù)，提高燃料的利用率的意識(shí)。 燃料的熱值通過(guò)身邊熟悉的燃料燃燒時(shí)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(jī)效率不高的原因。 知識(shí)與技能 1．從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)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(guò)分析能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的去向，理解熱機(jī)效率。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．通過(guò)熱值的學(xué)習(xí)培養(yǎng)學(xué)生觀察、分析問(wèn)題的能力。 2．通過(guò)熱機(jī)效率的學(xué)習(xí)，激發(fā)學(xué)生開(kāi)發(fā)新技術(shù)、提高燃料利用率的意識(shí)。 3．通過(guò)閱讀“STS”擴(kuò)展學(xué)生的知識(shí)面。 重點(diǎn) 1．燃料的熱值。 2．熱機(jī)效率。 難點(diǎn) 1．熱值的相關(guān)計(jì)算。 2．熱機(jī)效率。 學(xué)生自學(xué)、討論交流法。 一、新課導(dǎo)入 思考問(wèn)題：現(xiàn)在有兩種燃料：干草和煤炭，要燒開(kāi)一壺水，用哪種作燃料用量少一些？ 分析引導(dǎo)：水燒開(kāi)需要吸收的熱量是相等的，而干草和煤炭用的量不同，這說(shuō)明質(zhì)量相同的不同燃料完全燃燒時(shí)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(yè)“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(gè)字。 (4)燃料很難完全燃燒，放出的熱量往往比按熱值計(jì)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(huì)怎么做？ 學(xué)生根據(jù)生活中的實(shí)際做法來(lái)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(jī)的效率。 (1)學(xué)生思考：內(nèi)燃機(jī)中燃料完全燃燒放出的熱量能否全部用來(lái)做功？ (2)學(xué)生討論分析內(nèi)燃機(jī)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(jī)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(jī)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(jì)算。 四、作業(yè)設(shè)計(jì) 見(jiàn)練闖考第14頁(yè)課內(nèi)精練 第2節(jié)　熱機(jī)的效率 熱機(jī)的效率 本節(jié)課通過(guò)對(duì)熱機(jī)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(rèn)識(shí)到節(jié)約能源的必要性，增強(qiáng)學(xué)生們?cè)谏钪械墓?jié)約能源意識(shí)。 第3節(jié)　能量的轉(zhuǎn)化和守恒 本節(jié)教材首先通過(guò)學(xué)生自己動(dòng)手做實(shí)驗(yàn)，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(shí)質(zhì)。接著通過(guò)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(shí)例入手，引導(dǎo)學(xué)生自己動(dòng)手實(shí)驗(yàn)或分析身邊實(shí)例，找出光、電、熱、機(jī)械運(yùn)動(dòng)等現(xiàn)象之間的聯(lián)系，使學(xué)生理解能的轉(zhuǎn)化這個(gè)重點(diǎn)內(nèi)容。先后通過(guò)單擺擺動(dòng)高度越來(lái)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(dòng)機(jī)的介紹讓學(xué)生分析得出永動(dòng)機(jī)是不可能制成的，從而進(jìn)一步理解能量守恒的觀點(diǎn)。 本節(jié)教學(xué)中要充分利用學(xué)生已有的知識(shí)，對(duì)這些實(shí)例中的能量轉(zhuǎn)化進(jìn)行具體的分析，結(jié)合永動(dòng)機(jī)是不能制成的事實(shí)讓學(xué)生理解能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。 知識(shí)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(guò)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(shí)例。 4．能用能量守恒的觀點(diǎn)分析物理現(xiàn)象的意識(shí)。 過(guò)程與方法 1．通過(guò)學(xué)生自己做小實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)各種現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系，體會(huì)各種形式的能量之間的相互轉(zhuǎn)化。 2．通過(guò)學(xué)生討論體會(huì)能量不會(huì)憑空消失，只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一物體。 情感、態(tài)度與價(jià)值觀 1．通過(guò)學(xué)生自己做小實(shí)驗(yàn)，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，對(duì)物理規(guī)律有一個(gè)感性的認(rèn)識(shí)。 2．通過(guò)學(xué)生討論鍛煉學(xué)生分析問(wèn)題的能力。 重點(diǎn) 能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律。 難點(diǎn) 用能量的轉(zhuǎn)化與守恒定律對(duì)具體的自然現(xiàn)象進(jìn)行分析，說(shuō)明能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過(guò)程。 觀察法、實(shí)驗(yàn)法、小組討論法。 一、新課導(dǎo)入 演示一個(gè)單擺的擺動(dòng)過(guò)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(yuǎn)地?cái)[動(dòng)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(gè)小實(shí)驗(yàn)，觀察實(shí)驗(yàn)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(jī)械能→內(nèi)能 ②光能→內(nèi)能 ③光能→電能→機(jī)械能 ④機(jī)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(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生思考：為什么擺球的高度會(huì)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(wèn)題，分析原因：小球在上升和下降過(guò)程中，動(dòng)能和勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，由于存在阻力和摩擦力，同時(shí)部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，因此機(jī)械能減少了，但減少的機(jī)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(huì)憑空消失，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過(guò)程中，能量的總量保持不變。 (4)簡(jiǎn)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(xì)胞學(xué)說(shuō)、生物進(jìn)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(jì) 見(jiàn)練闖考第16頁(yè)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(shí)踐，從日常生活中的單擺、小球等熟悉的實(shí)驗(yàn)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(guò)課本中永動(dòng)機(jī)的介紹，讓學(xué)生參與討論，認(rèn)識(shí)到永動(dòng)機(jī)不可能制成的。課下補(bǔ)充作業(yè)讓學(xué)生查閱永動(dòng)機(jī)的有關(guān)資料，以加深對(duì)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律的理解。