资源简介

第2节　热机的效率
教材分析
一、课标分析
1.理解热值的意义。
2.从能量转化的角度理解热机的效率。
3.知道热机的利用给人类带来的危害。
4.了解提升热机效率的意义。
二、内容和地位分析
本节内容由燃料的热值和热机的效率两个部分组成,是上一节内燃机知识的延续,《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称《标准2022》)要求从能量转化的角度认识燃料的热值,侧重于通过热值认识化学能和内能的转化。通过本节课的学习,可以使学生认识到内燃机工作时,燃料燃烧放出的热量并不能全部被利用,这样,就需要引入“效率”这一概念。通过本节内容的学习,还能帮助学生对内能的利用有一个更全面的认识,并为下节能量的转化与守恒做好准备。同时,学生也会进一步体会人类文明的进步对生产、生活的重大影响,除了发展进步以外,也带来了环境污染、资源浪费等问题,引发学生的深入思考。本节内容需要正确区分热值与热量,从概念、单位、意义等方面区分。
学情分析
已有知识及方法:学生具有对不同燃料放热本领不同的生活经验,以及比值法定义物理量,机械效率等知识储备。
未知知识及方法:热值的概念和理解,热机效率的意义。
教学目标
1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同,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,知道什么是热机的效率。
核心素养
1.培养学生乐于观察和思考日常生活中的物理学道理。
2.从科学的角度理解热机有关知识,培养学生的环境保护意识。
重点难点
重点:热值的概念和意义。
难点:热机的效率的计算。
教学过程
教学环节 教学内容 学生活动 教学意图
环节一:导入新课 小视频——火箭发射升空。 提问:火箭升空使用的是什么燃料呢 为什么要用这种燃料 学生观看视频并思考、交流,回答问题。 通过壮观的火箭发射升空视频,激发学生的学习兴趣,引起学生对燃料的某种特性的思考。
环节二:燃料的热值 请同学们思考我们生活中都有哪些燃料,并展示各种燃料的图片。 活动1:不同燃料的放热本领相同吗 如何比较谁的放热本领强呢 结合生活经验和之前所学知识谈一谈。 教师总结学生的分享,给出热值的概念:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量(气体为体积)之比,叫做这种燃料的热值。 活动2:请学生阅读教材第23页“小资料”,总结规律。 归纳总结: (1)热值是燃料本身的性质,与燃料的种类有关。 (2)燃料的热值与质量、体积、温度、完全燃烧与否无关。 学生交流、讨论、分享。 学生阅读教材内容,理解燃料的热值的概念。 从学生熟悉的问题入手,进一步提问,引发思考。 结合生活经验,如使用不同燃料烧开一壶水,帮助学生理解。 类比之前学习的速度和压强等用比值定义法定义的物理量,建立热值的概念。
续表
教学环节 教学内容 学生活动 教学意图
环节二:燃料的热值 例1　对于燃料的热值,下列说法中正确的是(　　) A.燃料不完全燃烧时,燃料的热值变小 B.燃烧1 kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值 C.就某种确定的燃料而言,它的热值是一个确定的值,跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关 D.容易燃烧的燃料热值一定大 活动3:根据热值的概念,总结燃料燃烧放出热量的计算公式,并解决实际问题。 (1)固体、液体燃料完全燃烧时放出的热量:Q放=mq。 (2)气体燃料完全燃烧时放出的热量:Q放=Vq。 计算一下12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 (q氢=1.4×108 J/kg,q干木柴=1.2×107 J/kg) 例2　完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量 假设这些热量全部被水吸收,能使多少千克的水由20 ℃升高到70 ℃ 已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg,水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)。 　　 学生答题,教师答疑。 学生解答:12吨氢完全燃烧放出的热量Q放=m氢q氢=12×103 kg×1.4×108 J/kg=1.68×1012 J,需要完全燃烧干木柴m干木柴===1.4×105 kg=140 t。 学生答题,教师答疑。 将所学热值的知识加以运用,和总结,体会热值是燃料的一种特性。 及时巩固燃料热值的基本概念,检验学习成果。 通过概念总结公式,并结合实际问题进行计算,帮助学生熟悉知识点,直观体会不同燃料的热值。 及时巩固所学知识,检验学习成果。
环节三:热机的效率 　　活动1:在内燃机中,燃料能否完全燃烧 燃料燃烧释放的能量都到哪里去了 　　学生结合生活经验和上一节学习的内燃机的知识进行思考和讨论。
续表
教学环节 教学内容 学生活动 教学意图
环节三:热机的效率 　 结论:燃料很难完全燃烧。 热机的效率: (1)概念:用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率。 (2)公式:η=。 活动2:了解各种热机的效率,思考提高热机效率的方法。 蒸汽机:6%~15%。 汽油机:20%~30%。 柴油机:30%~45%。 飞机上的喷气式发动机:50%~60%。 提高热机效率的途径: (1)提高燃料利用率,使燃料充分燃烧。 (2)改进热机,减少各种能量损失。 (3)充分利用废气的能量。 (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。 例3　内燃机运行时各种能量损耗大致为汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则内燃机的效率为　　　　。 　　 学生答题,教师答疑。 　　 结合生活实际,增强学生的节能环保意识,增强学生为提高热机效率,加强环保的责任心和使命感。也体现了从生活走向物理和从物理走向社会的理念。 及时巩固热机效率的知识,检验学习成果。
板书设计 第2节　热机的效率 一、燃料的热值 1.概念 2.公式和单位 3.简单计算 二、热机的效率 1.概念和公式 2.内燃机的能量流向 3.提高热机效率的途径
课堂练习 相关练习
课堂小结 本节课你学到了什么 有哪些收获呢
作业布置 1.第十四章第2节。 2.“动手动脑学物理”第1~4题。
教学反思

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