资源简介

12.4机械能与内能的相互转化
一、教学目标
1. 知识与技能：
（1）认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其他形式能向内能的转化过程。
（2）观察、分析内能转化为机械能的实例，知道热机的工作原理。
（3）阅读“热机的发展历程”，了解内能的利用在人类社会发展史上的意义。
（4）从能量转化的角度认识燃料的热值，知道不同燃料的热值不同，会查热值表。
（5）会进行燃料燃烧放热的简单计算。
2. 过程与方法：
（1）通过通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其他形式能向内能的转化过程。
（2）通过观察、分析内能转化为机械能的实例，知道热机的工作原理。
3. 情感态度与价值观：
（1）通过探究，使学生体验探究的过程，激发学生主动学习的兴趣。
（2）通过演示实验培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。
（3）鼓励学生自己查找资料，培养学生自学的能力。
二、课时安排
2课时
三、教学重点
通过实验探究，了解做功是改变物体内能的另一种方式。
四、教学难点
借助模型或挂图等媒体，了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程；
五、教学过程
（一）导入新课
【思考】这两种取暖方式有什么异同呢？
通过两种不同的取暖方式，让同学们思考做功是不是也可以改变一个物体的内能？
（二）讲授新课
1．改变内能的两种方式
【实验探究】在厚壁玻璃筒的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速下压，你看到什么现象？
实验现象：桶中的棉絮燃烧了。
【结论】做功是可以改变物体内能的另外一种方式。能量转化方式：机械能转化伟伟内能。
【观察思考】小孩子从滑梯上滑下的时候，为什么小孩的屁股会有发烫的感觉？
这一现象说明：在克服摩擦力做功时，物体的内能增加。能量转化方式：机械能转化为内能。
【想一想】生活中还有那些做功改变物体内能的现象？
【结论】做功可以改变物体的内能，使物体的温度升高，内能增大。
做功与热传递在改变物体内能上是等效的。
【注意】热传递方式是内能的转移过程，能的形式没有改变；做功方式是机械能向内能的转化过程，能的形式已经发生了改变。
2热机
【实验演示】演示点火爆炸：将少量的酒精倒进试管中，点着并迅速将塞子塞在试管口，注意塞得不能太紧，防止发生意外。
你观察到什么现象呢？塞子冲了出来。
【结论】在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的能内减少，转化为塞子的机械能。
热机是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的装置。
【热机的工作原理】汽油机在工作时，活塞在气缸里做往复运动，活塞从气缸的一端运动到另外一端的过程叫做一个冲程。
汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
（1）吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成燃料混合物从进气门吸入气缸。
（2）压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。
（3）做功冲程：在压缩冲程末端，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。
（4）排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
一个工作循环 ，4个冲程，曲轴旋转2圈，活塞往复2次，燃气推动活塞做功1次。
【结论】在汽油机的一个工作循环中，活塞共来回两次，曲轴转动两周。在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。
【能量转化】压缩冲程中能量转化：机械能转化为内能；做功冲程中能量转化：内能转化为机械能。除做功冲程外，其余三个冲程要靠曲轴的惯性来完成。
3. 热值
【想一想】为什么小汽车用汽油作燃料，而挖土机用柴油作燃料？
猜想：燃料燃烧放出的热量与那些因素有关呢？
可能与燃料的质量；燃料的种类；燃料燃烧的程度有关；
【实验演示】探究燃料燃烧放出的热量与燃料种类的关系
用天平分别测量出质量均为10g的酒精和碎纸片，将其分别放入两个燃烧皿中，分别点燃 它们，给装有相同质量水（约200g）的两个相同烧杯加热，直至酒精和纸片烧完，记下两温度计示数的变化情况。
【结论】实验表明：相同质量的酒精和碎纸片燃烧后，酒精比碎纸片放出的热量多。
【定义】1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。符号“q”，单位：J/kg。
公式： Q为放出的热量，m为燃料的质量。
【热值表】查热值表，并回答下列问题。
如果煤油的质量为0.5kg 那么它的热值是多少？如果该燃料没有完全燃烧它的热值变化吗？
想一想节约燃料的主要措施呢？化石燃料的燃烧和环境保护有什么关系呢？
燃料尽可能地充分燃烧；尽可能地减少各种热量损失。
（三）重难点精讲
做功是改变物体内能的另一种方式，热值。
（四）归纳小结
1、在本节课中都有哪些收获
2、本节课不仅仅要了解汽化与液化的有关知识，更重要的是让同学们掌握科学探究的方法，培养学生探究问题能力。
六、板书设计
12.4机械能与内能的相互转化
一、做功——改变物体内能的另一种形式
热传递方式是内能的转移过程，能的形式没有变。
做功方式是机械能向内能的转化过程，能的形式已经发生改变。
二、热机
热机是将燃料燃烧产生高温高压燃气的内能转化为机械能的装置。
结论：在汽油机的一个工作循环中，活塞共来回两次，曲轴转动两周。在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。
三、燃料的热值
1..1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。
2.符号“q”
3.单位：J/kg
4.公式：q=Q/m
q=1.2×103 J/kg
（1）读做：1.2×103 焦每千克
（2）含义：1kg干木柴在完全燃烧时所放出的热量是1.2×103J
5.燃料完全燃烧时放出热量的计算公式Q=qm
6.节约燃料的主要措施
七、作业布置
同步练习册
八、教学反思
本节课对于知识掌握的要求不高，但是培养学生的环境保护意识是一个很好的题材，一定要利用这个机会教育学生，使学生认识到环保的重要性，提高学生的环保意识。

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