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课题 第十四章 第2节 热机的效率
教材与学情分析 本节内容包括“燃料的热值”和“热机的效率”，是学生在学习完热机、内燃机后，在已经学习过机械效率的基础上对于效率的进一步学习。燃烧是生活中常见的现象，燃料燃烧把化学能转化为内能，让学生认识到不同燃料燃烧释放热量的能力不一样，且燃料燃烧放出的热量并不能全部被利用，对内能的利用有个更全面的认识。 学生有一定的计算能力基础，而且已经学习过机械效率，对比学习热机效率应该不难。但在掌握知识上学生两极分化严重，知识点掌握不牢，知识应用能力欠，应当发挥小组合作学习优势，以先进带动后进。
设计理念 结合教学实际及中考要求，对本节内容加大容量，增加热机效率计算及应用内容，这样做主要是为了加深学生对于热机效率概念的理解，以及对于概念延伸出的公式的应用；同时增加了“提高热机效率的途径”部分内容，这样主要是基于对学以致用，提高学生将所学的内容应用于实际生活的能力。
核心素养目标 物理观念 1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。 2.能简单计算燃料燃烧放出的热量。 3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机效率
科学思维 知道能量在转移和转化过程中是守恒的，燃烧是获得热量的一种方式，从能量转化的角度认识燃料的热值。 知道能量的利用存在效率问题。100%的能量利用只是一种理想，根据能量守恒的观点对能量的来去追根溯源。
科学探究 通过观察周围事物，对能量的计算，提出关于能量转移和转化的问题。并根据已学对问题做事合理的解释。
科学态度与责任 从能量转化的角度认识提高效率的重大意义，体会节约能源与可持续发展的重要性。
教学重点 燃料的热值和热机的效率
教学难点 对热机的效率的理解
课时安排 1 课时：
教法学法 教法：探究式 引导式 学法：合作式、归纳式
教学准备 PPT课件、木柴、烟煤、酒精、液化石油气（打火机中装有）等燃料样本等
教学过程
教师活动 学生活动 设计意图
（一）引入新课 PPT播放视频：2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约10分钟后，神舟十六号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，航天员乘组状态良好，发射取得圆满成功。 长征二号F运载火箭全长约58.3米，捆绑了4个助推器，起飞重量约500吨，火箭浑身上下约90%的重量来自于它携带的燃料。这些燃料可以让它在大约580秒的全程加速中，达到每秒7.9公里的第一宇宙速度。 思考：为什么使用液态氢作为主要燃料？ 观看视屏、思考：发射卫星的火箭燃料要具备哪些特点。 带着问题进入后面的学习。 1.播放视频，让学生了解我国科技发展，增加民族自豪感，培养学生的爱国意识。 2.通过问题的引入，意识到物理源于生活，同时最终回归社会，服务社会，有责任担当。
（二）新课教学 一、燃料的热值 人类在原始社会就知道利用燃烧柴薪来取暖、烧饭，现代社会人们所用的能量很大一部分仍然是从燃料的燃烧中获得。我们生活中经常用到的燃料还有哪些呢？ 1、燃料（展示是准备的实物及图片） 燃料的分类： 固体燃料：木柴、煤等， 液体燃料：汽油、柴油等， 气体燃料：煤气、天然气等。 不同场合为什么要使用不同燃料 2、热值 不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？ 【实验探究】相同质量的煤油和酒精，燃烧时放出的热量相同吗？ 利用如图的装置，进行实验探究，并将实验数据记录到表格中 【 实实验分析:燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。 总结提升:等质量的酒精和煤油充分燃烧，其放出的热量是不一样的。我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。 定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。用“q”表示。 物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热 公式： 单位：J/kg（固体和液体燃料）；J/m3（气体燃料）。 阅读小资料P23 ： 结合小资料交流你对热值的理解 ，并且思考课前的问题 对热值的理解：对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比” 热值是燃料的一种特性，其大小只燃料的种类有关，与燃料的质量或体积、是否燃烧、是否完全燃烧无关。 热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量才等于利用公式计算得出的热量。因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小。但燃料的热值不会改变。 课前问题解答：热值最大，所以火箭大多用液氢作为燃料。 3、燃料燃烧放出的热量 根据热值公式推导出燃料燃烧时释放热量的公式：Q = mq 或 Q = Vq 练一练：据热值表，计算一下10吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少吨干木柴？ 二、热机效率 1、问：用柴薪烧开水时，柴薪是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？ 教师分析：燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小。 2、热机也有类似的情况： 在内燃机中，燃料燃烧产生的能量到哪里去了呢？ 教师引导学生分析P24想想议议 3.热机效率 （1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。 （2）公式： （3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。 理解：由于热机在工作过程中,总有能量损失,所以热机的效率总小于1。 提出问题：影响热机效率的因素是什么？如何提高热机效率？ 4、如何提高热机效率： （1）使燃料充分燃烧 （2）尽量减少各种热量损失； （3）在热机的设计和制造上采用先进的技术；（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 5、提高燃料利用率的途径：①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）。 学生思考、讨论、分析回答问题 引导学生设计实验 思考、分析、归纳、总结 引导学生进行公示推导 课堂练习 小组合作讨论，每位同学根据自己的生活经验，说出自己的理解，大胆发表意见 学生交流、思考并回答 学生交流讨论 学生思考并动手计算，展示自己的解题过程 从人类对燃料的利用激发学生发现自然的力量，感恩自然，最后才能保护自然。 让同学们学会用控制变量法设计实验，养成严谨规范的科学探究思维和态度。。 通过对实验现象的分析，能够进一步深化提出物理概念的--热值的必要性，从而理解热值。 最后回归课前的问题，从而学习物理的责任感。 反馈练习，检测学生对知识的掌握程度 基于现象提出问题，基于问题引导学生展开讨论，锻炼提升学生小组学习交流能力及解决问题的能力 引导学生从节能和环保角度分析有效利用燃料的方法，探讨提高热机效率的途径。 提高学生计算能力和热值相关计算的思路与要领
随堂训练 1.煤油的热值为4.6×107J/kg，下列说法正确的是（ ） A．2kg的煤油比1kg的煤油的热值大 B．如果煤油未完全燃烧，热值变小 C．1kg煤油温度升高1℃需要吸收4.6×107J的热量 D．完全燃烧1kg煤油可放出4.6×107J的热量 2.关于热机的效率，下列说法正确的是（ ） A．使燃料燃烧更充分，可以提高热机的效率 B．热机的效率越高，在做功同样多的情况下消耗的能量越多 C．热机的效率越高说明做功越快 D．热机损失的能量中，废气带走的能量较少，主要是由于机械摩擦损失的 3.提高汽油机效率最有效的做法是（ ） A．减小机械间的摩擦 B．把火花塞改为喷油嘴 C．加大进入汽缸的油量 D．改烧热值更高的氢气 4.某汽车的输出功率是60kW，正常行驶的速度为54km/h，汽车内燃机的效率是25%，该汽车要是行驶108km，要消耗多少kg的汽油？（汽油的热值4.6×107J/kg）
小结
作业布置 课本P26 页“动手动脑学物理”3、4题
板书设计 第二节 热机的效率 一、燃料的热值 1.热值的概念 2.热值的物理意义 3.应用热值进行计算 二、热机的效率 1.热机效率定义 2.公式 3.热机效率的计算 三、提高热机的效率 1.影响热机效率的因素 2.提高热机效率的途径

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