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§12.4机械能和内能的相互转化

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，是其它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现象，知道热机的工作原理。
（3）了解汽油机的结构及其工作过程。了解内能的利用在社会发展史上的意义。
2、过程与方法
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，能从能量转化的角度认识燃料的热值。
3、情感态度与价值观：
认识燃烧排放物对环境的影响、认识能源与人类生存和社会发展的关系。
二、教学重点：
认识到做功是改变内能的另一种方式。
了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。
知道热值的概念和单位，会进行燃料燃烧放热的简单计算。
三、教学难点
四冲程汽油机的工作过程和其中的能量转化。
四、教学用具：
1、教具： 多媒体课件
2、学具：铁丝、空气压缩引火仪、电子式火花发生器、汽油机模型、温度计、铁架台、石棉网、烧杯、燃烧皿、酒精、碎纸片、水
五、教学过程：
引入课题
①观察课本P46图12-23、12-24
②日常生活中有哪些类似的现象？
③从能量转化的角度分析上述现象
探究做功能否改变物体的内能
（活动1）课本P46图12-25
现象：铁丝的弯折处发热
说明：对铁丝做功使铁丝的内能增大，温度升高。
（活动2）空气压缩引火仪
现象：棉花燃烧
说明：活塞压缩空气做功，使空气的内能增大，温度升高，达到棉花的着火点。
④上述实验中，物体增加的内能从何而来？
学生讨论
结论：机械能和内能之间的相互转化
一、做功是改变物体内能的另一种方式
1．对物体做功可以使物体的内能增大，温度升高。（机械能转化为内能）
①如果物体对外做功，会发生什么现象？
②生活中物体对外做功的事例？
（活动3）演示点火爆炸（课本P47图12-25）
现象：盒盖被顶开，盒口出现“白气”
③分析“白气”的形成
说明：酒精燃烧后的燃气对外做功，燃起的内能减少，温度降低。
从能量转化的角度分析上述过程
2．物体对外做功，使物体的内能减少，温度降低。
（机械能转化为内能）
①这一实验原理在实际生活中哪些方面有应用？
（学生讨论）
二、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
②热机是如何将内能转化为机械能的？
观察课本P48图12-28，了解汽油机的构造。
（对照实物模型，认识汽油机的各个组成部分）
1．构造：进气门、汽缸、曲轴、连杆、活塞、排气门、火花塞
观察课本P48图12-29，了解汽油机的工作过程。
2．冲程：汽油机工作时，活塞在气缸里做往复运动，活塞从气缸的一段运动到另一端的过程叫做冲程。
3．汽油机的一个工作循环：
(1)吸气冲程 (2)压缩冲程 (3)做功冲程 (4)排气冲程
学生讨论回答下列问题：
①改变内能的两种方式？做功和热传递
②如果一根锯条的温度升高，能否知道是什么方式改变了物体的内能？不能
③这说明了什么？做功和热传递对于改变物体的内能是等效的
④阅课本P49“生活 物理 社会”，了解热机的发展历程和火箭发动机。
学生阅读12.8，P51~53讨论回答下列问题：
①一个三口之家，每月所需能量基本不变，如果使用不同的燃料，其月消耗量是否相同？
②燃料充分燃烧放出的热量可能与哪些因素有关？燃料的质量和燃料的种类
（活动4）比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量
见课本P51图12-32
加热前的
水温（℃） 燃料燃尽后的水温（℃） 水温的变化（℃）
10g酒精


10g碎纸片


（引导学生观察实验现象，记录实验数据）
结论：质量相等的不同燃料完全燃烧所放出的热量一般是不相同的
三、热值q：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
1．单位：J / kg
2．燃料完全燃烧放出的热量：Q放 = mq
③烟煤的热值2.9×107 J / kg表示什么？
1kg的烟没完全燃烧所放出的热量是2.9×107 J
④燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关？热值、质量、燃料是否充分燃烧
复习巩固
1.冬天在室外用双手互相摩擦或者用嘴对着手呵气均可使手发热，前者是通过 的方式增加了手的内能；后者是通过 的方式增加了手的内能。
2.如图3所示，汽油机正处于 冲程。
3.炮弹里火药燃烧产生的高温高压气体炸开弹壳后温度降低，是用_______的方法减少了气体的内能．食物放进冰箱后温度降低，是用________的方法减少了食物的内能．
4.下列事例中，属于内能转化为机械能的是( )
A．用打气筒打气，气筒壁发热 B．内燃机做功冲程中，燃气对外做功
C．冬天对手哈气，手的温度升高 D．锯木头时，锯条发热
5.下列四种现象中，只发生能的转移而不发生能的转化的过程是( )
A．冬天，用手摸户外的金属杆时手感觉到冷 B．闭合开关后，灯泡发光
C．烧水时，水蒸气顶起壶盖 D．给电动自行车的蓄电池充电
7.为了使快速降落的“神舟”五号返回舱安全着陆，返回舱在距离地面几米处，向下迅速喷出高温高压气体。从开始喷气到安全着陆，返回舱的( )
A．动能增大，重力势能减少，机械能不变 B．动能不变，重力势能减少，机械能减少
C．动能减小，重力势能增加，机械能不变 D．动能减小，重力势能减少，机械能减少
19.某中学锅炉房每天要将3t水从20℃加热到100℃。问：
（1）这些水要吸收热量为多少？
(2)“西气东输”实现后，可用天然气作为燃料来烧水，设天然气完全燃烧释放热量的75%被水吸收，学校每天因烧水要消耗天然气的体积是多少m3？（天然气的热值q=8.4×107J/m3。气体完全燃烧放出热量的公式是Q=qV，式中V表示气体燃烧的体积）
课堂小结：
学生分组讨论，总结本课内容
七、板书设计
八、布置作业
九、教学反思：

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