资源简介

四、机械能与内能的相互转化
【教学目标】
1.通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式。
2.通过观察、分析，知道热机的工作原理；了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。
3.通过探究，知道不同燃料的热值不同。会查热值表，会进行燃料燃烧放热的简单计算。
【教学重点】
做功可以改变物体的内能；汽油机的工作原理；理解热值的物理意义。
【教学难点】
热机的工作过程中的能量转化；理解热值的物理意义。
【教学方法】
讲授法、实验探究法、讨论法、自主学习法
【器材准备】
冰块、空气压缩引火仪、点火爆炸装置，汽油机模型，酒精、纸片、烧杯、水、温度计、天平、铁架台、石棉网等
【教学流程】
教学流程 二次备课
一、情境创设 出示一杯冰，看谁能想出更多的方法使其熔化成水？这些方法中冰熔化都需要吸收热量吗？　讨论...... 二、新授课 1.归纳冰可以放入热水中熔化，吸收热量；冰也可以搅拌使其熔化成水，并没有吸热；说明热传递的方法可以让冰熔化，对其搅拌做功也可以让其熔化（机械能转化为内能），而且最终内能改变的效果是一样的； 2.引导利用空气压缩引火仪实验，并让学生观察现象－－看到棉花燃烧，说明压缩空气做功，使空气内能增加，温度升高； 3.做一做：双手互相摩擦，有什么感觉？（手心发热） 相互讨论，还能列哪些内能改变的事例，并说出方法......指出属于做功（能量是如何转化的），还是属于热传递（转移了）； 总结：（一）做功是改变内能的另一种方式； 　做功和热传递都可以改变物体的内能，前者是能量转化，后者是能量转移。 4.演示：点火爆炸装置 引导学生注意观察看到的现象－－盒盖飞出去了 分析：酒精燃烧产生的高温燃气膨胀对盒盖做功，将内能转化为机械能，燃气内能减少，温度下降。即：做功也可以使内能减少。 应用：热机——将内能转化为机械能的机器 　　指导学生阅读课文并设问： 汽油机的主要结构是哪几部分？名称各是什么？什么叫冲程？ 汽油机在一个工作循环中活塞的运动方向及气门的关闭情况？火花塞是在什么时刻点？能量转化情况？ 　结合汽油机模型，由小组派出代表借助模型对全班同学介绍汽油机的构造和工作过程，其它同学可作补充说明。 冲程门的关闭情况活塞运动方向吸气冲程进气门开，排气门关活塞向下运动吸入空气和汽油压缩冲程进气门关，排气门关活塞向上运动机械能转化为内能做功冲程进气门关，排气门关活塞向下运动内能转化为机械能排气冲程进气门关，排气门开活塞向上运动排出废气
　结合课本介绍汽油机和柴油机在生活中的应用。 总结：（二）汽油机在一个工作循环中，完成４个冲程，曲轴转动２圈，对外做功１次。 　　5.为什么有的汽车的燃料用汽油，有的汽车的燃料用柴油？而有的汽车用天然气？ 猜想：质量相等的不同的燃料放出热量的多少可能不同 设计实验并引导学生回答:在实验中需要控制哪些量相同，并进而弄清需要什么测量工具？（与探究不同物质吸热升温快慢实验进行对照异同） 演示实验并让学生观察，完成课本中的表格： 燃料加热前水温/℃燃料燃尽后水温/℃水温的变化/℃10g酒精10g碎纸
实验中让学生思考如何比较燃烧后放出热量的多少的，并提醒学生与探究比热容实验中的区别，这个实验中要不要记录燃烧时间？ 结论：质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是不相等的。 　（三）热值q：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比。 单位：J/kg 燃料完全燃烧放出的热量公式：Q放 = mq 热值表：烟煤的热值2.9×107 J / kg表示什么？ 　　1kg的烟煤完全燃烧所放出的热量是2.9×107 J。 对于气体燃料：气体燃料完全燃烧时放出的热量可用公式Q放 = Vq 【自主学习】阅读“化石燃料的燃烧和环境保护” 认识燃烧排放物对环境的影响，初步认识能源与人类生存和社会发展的关系。 四、布置作业 　
【板书设计】
【教学反思】
【校本作业】
<基础知识>
1.改变物体内能有________和________两种方式，前者实质是_________________，后者实质是_____________．
2.燃料的燃烧过程是________能转化为________能的过程．
3.现代火箭用液态氢作燃料，是因为液态氢具有（　　）
A．较大的热值 B．较小的质量
C．较低的沸点 D．较大的比热容
4.汽油机一个工作循环有四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，其中做功使内能增加的是（　　）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程
5.下面四幅图片分别代表了汽油机的四个冲程，其中将内能转化为机械能的是（　　）
A B． C． D．
6.如图所示，小明从滑梯上滑下的过程中臀部发热了，这说明通过_________的方式可以改变物体的内能；在下滑的过程中，他的重力势能_________，他的机械能_________（以上两空选填“减少”、“增大”或“不变”）。
7.搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火升空。火箭发射塔下有一个深20米的水池，可装140吨的水，利用水的___________大，水升温和汽化时可吸收大量的热，起到保护发射架的作用；火箭的燃料用液态氢，是因为它的___________大；飞船在太空中从远地点向近地点运行，飞船的动能___________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
8.某家庭需要将50kg，20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/（kg·℃）。求（1）将50kg，20℃的水加热到60℃需吸收的热量；
（2）完全燃烧0.8kg煤气放出的热量；
（3）煤气灶烧水的效率。
<能力提升>
9.如图是“探究不同物质吸热升温的现象”和“比较不同燃料燃烧时放出的热量”的甲、乙两组实验装置，下列关于两组实验的说法正确的是（　　）
A．每组实验中，燃料的质量均应相等 B．每组实验中，杯中物质的质量均应相等
C．每组实验中，都需要用到天平和秒表 D．每组实验中，均应保证温度计上升的示数相同
10.某汽车汽油机的能量流程图如图所示，若汽车行驶过程中消耗汽油0.2kg，已知汽油的热值为4.2×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，假如这些汽油完全燃烧，将释放__________J的热量，牵引力做的功是__________J。
　　　　　第10题图 第11题图
11.如图所示，甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量都是10g，烧杯内的液体质量和初温也相同。
（1）比较不同燃料的热值，应选择___________两图进行实验，实验时要观察___________（选填“加热的时间”或“升高的温度”，下同）比较两种燃料的热值大小；比较不同物质的比热容，应选择_________两图进行实验，实验时通过观察_____________反映物体吸热的多少；
（2）比较不同物质的比热容，选用上图合适装置加热相同一段时间后，绘制出温度-时间图像（如图丁），由图像可比较出液体a的比热容___________液体b的比热容。在液体a和液体b中，选择___________作为汽车发动机的冷却剂较好。

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