2020-2021学年九年级物理全册 第14章 教学设计新人教版.pdf

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1、 1 第 1 节 热机 人教新课标九年级物理全一册 第十四章 内能的利用 课 题 第 1 节 热机 教学目标 1知识与技能（1）知道热机的概念，初步了解热机的工作原理（2）了解汽油机的构造和工作过程（3）了解柴油机的构造和工作过程 2过程与方法 1)通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。2)利用模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。3.情感、态度与价值观 1)通过用演示实验激发学生的学习兴趣，通过交流讨论培养学生的合作意识和能力。2)了解生活中对于比热容的应用，培养对科学探究的热爱。教学重点 汽油机的构造和工作过程 教学难点 汽油机的构造和工作过程 教学准备 酒精灯、试管、铁架台、橡皮

2、塞、汽油机模型及挂图 教学方法 观察法、归纳总结 课时安排 1 课时 教学过程 备注 一、创设情境、引入新课 用多媒体展示图片，观察汽车和飞机及其发动机，思考是如何他们是如何获得能量的？2 二、进行新课（一）热机 提出问题：用燃料燃烧来烧水，常常看到壶盖被顶起来，这是为什么呢？演示实验：如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，会看到什么现象？讨论这一过程中能量的转化情况、安全性和改进的方向。（注意：软木塞不要塞得过紧，免得试管炸裂伤人）交流讨论：发现水蒸气会把木塞冲开，瓶口白雾产生，燃料在燃烧时将化学能转化为水的内能；当水蒸气会把木塞冲开时将水的内能转化为瓶塞的机械能。归纳总结：

3、学生自学课本热机部分，分析出热机的概念及其工作原理把内能转化为机械能的机器叫热机，热机种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等。（二）汽油机 3 活动 1：展示内燃机剖面图，让学生明确燃料直接在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活动 2：观察汽油机模型，自己试着找出汽缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴、火花塞等各部分构造的位置。学生结合课本进行讨论交流并进行归纳总结：内燃机：是因为它的燃料是直接在发动机内部的汽缸里燃烧的。分为汽油机和柴油机。冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。一个工作循环：由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成

4、。活动 3：用多媒体演示内燃机的工作过程 提出问题：1、压缩冲程中压缩的是什么？它的能量是如何转化的？2、做功冲程中能量是如何转化的？交流讨论：1、压缩冲程：活塞对燃料混合物做功，燃料内能增大，温度升高。机械能转化成内能 2、做功冲程：内能转化成机械能 归纳总结：内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。（2）在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次。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。（3）在这个四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。（三）柴油机与汽油机的区别 多媒体展示汽油机与柴油机的图片，学

5、生观察图片，并交流他们的不同点。4 交流讨论：总结出他们的不同点 归纳总结：（1）柴油机是压燃式，通过压缩点火。（2）柴油机一个工作循环也是包括四个冲程，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次。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。（3）在这个四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。三、巩固小结 通过本次课，学生已经对热机有了一定的认识，师生共同回顾。1.认识了热机。2.了解汽油机的工作过程与能量变化 3.能够区分汽油机和柴油机的不同 四、布置作业 完成动手动脑学物理 1-4T，了解有关现代汽车的资料，与同学分享。五、

6、板书设计 第一节 热机 一、热机 二、汽油机 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 三、区分柴油机与汽油机 名称 区别 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 吸入的物质 吸入空气和汽油的混合物 只吸入空气 燃料燃烧的方式 点燃式 压燃式 5 教学反思 第 2 节 热机的效率 人教新课标九年级物理全一册 第十四章 内能的利用 课 题 第 2 节 热机的效率 教学目标 1知识与技能（1）理解热值的概念，知道不同燃料释放热的本领不同。（2）能简单计算燃料释放出的热量。（3）能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道热机效率 2过程与方法（1）通过学习，比较不同物质的热值。（2）通过社会调查、分组

7、交流合作，了解热机效率及热机带来的负面影响。3情感、态度与价值观（1）通过用演示实验激发学生的学习兴趣，通过交流讨论培养学生的合作意识和能力。（2）了解热机生活中应用，培养自觉的环保意识，激发学生的社会责任感。教学重点 热值概念的理解、热值与机械效率的计算 教学难点 热机效率的理解和环境保护。教学准备 木柴、烟煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气（打火机中装有）等燃料样本，多媒体课件，布置学生课前进行有关环境污染方面的社会调查。教学方法 归纳总结、类比 课时安排 1 课时 教学过程 备注 四、创设情境、引入新课 利用问题引入，无论是烧菜做饭，还是奔驰的汽车与火车，乃至直入苍穹的火箭等都离不开

8、燃料。即从原始人类学会用火的那天起，至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的。那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少用来做了有用功？以及燃料的燃烧对环境会造成 6 那些影响呢？五、进行新课（一）热值 用多媒体展示炭火取暖，煤气做饭，内燃机汽车，火箭上升的图片。讨论他们用到的燃料。提出问题：学生讨论我们生活中做饭，汽车，飞机，火箭所用到燃料分别是什么？在燃烧时都会释放能量，但它们释放能量的能力是否相同呢？如果不同，那又如何来表示它们这种能力的大小呢？交流讨论：不同燃料释放热量的能力是不一样的。问题 2：（1）1kg 的干木柴和 10kg 的干木柴在同样燃烧时，放出的热量是否相同？（2）相同条

9、件下，1kg 干木柴和 1kg 煤，哪一种燃料能烧开更多的水？（3）1kg 的干木柴完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？交流讨论：（1）质量不同，放出的热量不同 （2）物质种类不同，放出的热量不同 7（3）质量相同的同种物质，不完全燃烧，放出的热量也不同。继续引导学生结合课本热值概念进行归纳总结，归纳总结：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。活动 3：自学课本 22 页到 23 页，交流分析出热值的单位、几种常见的热值的值及其代表的物理意义。归纳总结：（1）符合：q；（2）热值的单位是 J/kg、J/m3；（3）煤油的热值是 4.6107J/kg，代表的物理意义是

10、 1kg 的煤油完全燃烧释放的热量是 4.6107J 活动 4：根据热值的概念和热值所代表的物理意义，交流讨论得出燃烧燃烧时释放热量的公式。归纳总结：Q=mq=Vq 其中 m是燃料的质量，单位是 kg，q 是燃料热值，单位是 J/kg、J/m3；V是体积，单位是 m3 活动 5：学生观察课本的热值表格，了解生活中的各种燃料的热值并讨论火箭为什么用液氢做燃料？归纳总结：因为氢的热值大，相同质量的不同燃烧中，氢释放的热量最多，故利用氢做燃料。活动 6：根据热值表，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？通过查表得出氢的热值是 1.4108

11、 J/kg，干木柴的热值 1.2107 J/kg 放出热量 Q=qm =1.4108 J/kg 10103 kg =1.41012 J 8 需要干木柴：kg 10.161J/kg1021J10415712.qQm 约 116 吨干木柴完全燃烧放出的热量等于 10 吨氢完全燃烧放出的热量。活动 7：计算 4kg 柴油完全燃烧释放的热量。查表可知 q3.3107J/kg，所以 Qmq 4 kg3.3107J/kg 1.32108 J。答：完全燃烧释放的热量为 1.32108 J。（二）热机效率 提出问题：问题 1：让学生根据生活经验分析，用天然气烧水时，天然气能完全燃烧吗？燃烧释放的热量能否被水完

12、全吸收？有哪些能量损失？交流讨论：（1）天然气不能完全燃烧，损失了一部分能量；（2）装水的容器吸收了一部分能量、燃气灶本身吸收一部分热量、高温的烟气带走了一部分能量、还有一部分能量散失掉了，只有水吸收的热量才是有效利用的。归 纳 总 结：学 生 类 比 机 械 效 率 的 公 式 进 行 归 纳 出 燃 气 灶 的 效 率 的 表 达 式 为%QQ放水吸100。问题 2：出示汽油机模型，演示其工作过程，让学生讨论分析热机在工作的过程中有哪些能量损失？如何来表示热机的效率？学生以组为单位阐明自己组的观点，其他组给予补充。师出示课件展示热机能量流向图，总结问题。归纳总结：用来做有用功的那部分能量与

13、燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。表达式为%WW100总有 活动 3：让学生根据热机效率的能量流向图，并阅读 STS，分析、讨论得出热机对环境的危害，9 如何提高热机效率，保护环境？归纳总结：危害：（1）燃料燃烧排放的烟尘，使空气混浊，影响动植物生长。（2）汽车等交通工具排放的尾气：如过多 CO2引起地球温室效应，全球气候变暖。CO能造成“煤气中毒”，让人缺氧致死。SO2会形成酸雨，危害植物、危害庄稼，破坏生态平衡，还会腐蚀建筑物 提高效率：（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，提高效率；（3）利用废气的能量，提高燃料的利用率。活动 4：结合生活实际

14、谈谈：为了保护环境，应该怎样从我做起？然后找几个学生代表上台发表环保演讲。六、巩固小结 通过本次课，学生已经对热机的效率有了一定的认识，师生共同回顾。1.热值的概念。2.提高热机效率，保护环境。四、布置作业 查找关于热机效率提高的资料，写一份关于热机与环境的调查报告。，练习热值的计算。五、板书设计 第三节 热机的效率 一、热值 1.概念：2.单位：3.符合：4.计算公式：二、热机效率 1.概念 2.提高热机效率的途径：10 3.具体措施：4.提高环境保护意识 教学反思 第 3 节 能量的转化和守恒 人教新课标九年级物理全一册 第十四章 内能的利用 课 题 第 3 节 能量的转化和守恒 教学目标

15、 2知识与技能（1）知道能量守恒定律。（2）能举出日常生活中能量守恒的实例。（3）有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。2过程与方法（1）通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。（2）通过学生讨论体会能量不会凭空消失，只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到另一个物体。4.情感、态度与价值观 3)通过用演示实验激发学生的学习兴趣，通过交流讨论培养学生的合作意识和能力。4)通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。教学重点 能量的转化和守恒定律，教学难点 利用能量的转化和守恒定律解释自然现象 教学准备 单摆、火柴 教学方法 观察法、归纳总结 课时安排 1

16、课时 11 教学过程 备注 七、创设情境、引入新课 教师演示实验：实验 1：单摆实验，让学生观察并思考，单摆为什么停下来了？实验 2：擦着火柴，让学生思考火柴是如何被点燃的?八、进行新课（三）能量的转化 活动 1：学生按照课本的叙述完成下面四个实验，观察实验发生的现象，并讨论其能量转化情况：实验 1：来回迅速摩擦双手。实验 2：直尺在头发上摩擦后可以吸引轻小物体。实验 3：将连在小电扇上的太阳电池对着阳光。实验 4：手摇发电机发电。交流讨论：（1）机械能转化为内能。（2）机械能转化为电能及内能。（3）光能转化为电能再转化为机械能。（4）机械能转化为电能。各种形式的能在一定的条件下是可以相互转化

17、的，学生阅读书本 27 页，让学生交流、讨论并总结出能量之间相互转化的示意图。归纳总结：12 活动 2：学生根据所学内容分组讨论举例生活中其他能量转化的例子。（1）在滑滑梯时我们的屁股会感到发热，是因为在滑动过程中摩擦使机械能转化为内能。（2）在水力发电中，水的机械能转化为电能。（3）在火力发电厂，燃料燃烧释放的化学能，转化成电能。（4）电流通过电动机，电能转化为机械能。活动 3：多媒体播放能量转化的不同动画。加深学生的认识。归纳总结：（1）在自然界中能量的转化是普遍存在的。（2）自然界中的光现象、热现象、电现象与机械运动现象之间都有联系。（四）能量守恒定律 活动 1：演示将乒乓球从一定高度落

18、下，为什么乒乓球弹起的高度越来越低？损失的能量到哪儿去了？能量是否在不断消灭？交流讨论：机械能越来越小，通过摩擦把机械能转化成了空气的内能。能量没有消失。归纳总结：（1）能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。能量守恒定律。（“消耗能量”“利 13 用能量”“获得能量”的实质是：能量相互转化或转移的过程）（2）能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，与发现细胞、进化论一起被恩格斯誉为 19 世纪自然科学的三大发现。（三）永动机神话 教师用多媒体进行播放与永动机有关的视频，学生思考永动机为什么设计不出来？永动机为

19、什么不能实现？.mp4 归纳总结：历史上不少人希望设计一种机器，这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功。这种机器被称为永动机。虽然很多人，进行了很多尝试和各种努力，但无一例外地以失败告终。失败的原因是设计者完全违背了能的转化和守恒定律，任何机器运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式。如果它对外做功必然消耗能量，不消耗能量就无法对外做功，因而永动机是永远不可能制造成功的。九、巩固小结 通过本次课，学生已经对能量的转化与守恒有了一定的认识，师生共同回顾。1能量的转化 2能量守恒定律 3永动机 四、布置作业 完成动手动脑学物理 1-3T，了解永动机的更多资料，与同学分享。五、板书设计 第一节 热机 一、能量的转化 二、能量守恒定律 能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。三、永动机神话 教学反思 14