新航路的開辟教案高中

第十四章內能的利用優(yōu)秀教案（新人教版）。

第十四章內能的利用
第1節(jié)熱機
【教學目標】
1、知識與技能
●了解四沖程內燃機的基本構造和工作原理。
●知道四沖程內燃機的工作過程和能量轉化情況。
●知道柴油機與汽油機在構造和工作過程中的異同點。
●了解內能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義。
2．過程與方法
●通過演示實驗使學生了解可以利用內能來做功。
●利用動畫、圖片或模型講解四沖程內燃機的基本結構和工作過程。
●通過分析汽油機和柴油機的構造及工作過程的異同，學習分析和比較的研究方法。
3．情感態(tài)度與價值觀
●通過演示實驗養(yǎng)成學生觀察和分析問題的能力。
●通過閱讀“科學世界”，了解現代汽車的一些常識，擴展學生的知識面，養(yǎng)成學生的環(huán)保意識。
●了解這些內燃機在生產和生活中的應用，提高學生將科學技術應用于日常生活和社會的意識。
【教學重點】熱機的工作原理和汽油機的工作過程
【教學難點】汽油機和柴油機的異同點和能量轉化
【教學準備】
教師準備：PPT課件、flash動畫（汽油機和柴油機工作過程）、試管、水、橡皮塞、酒精燈、鐵架臺、火柴、四沖程汽油機模型（J2255型）和柴油機模型等。
學生每組準備：四沖程汽油機模型（J2255型）、四沖程柴油機模型
【教學過程】
教學過程
教學內容教師活動學生活動
一、創(chuàng)設情境，激趣導入
【創(chuàng)設情境】同學們，汽車已經是我們現代生活中不可缺少的交通工具，18世紀第一輛汽車問世時，速度只有數千米每小時，而目前最快的汽車速度已經是聲速的幾倍，達到了1678千米每小時。

世界上第一輛汽車

世界上最快的汽車
你想知道汽車是如何獲得這么大的機械能的嗎？我們這節(jié)課要學習的知識——熱機，將會揭開它神秘的面紗。
板書課題：§14.1熱機
（設計意圖：設置問題懸念，讓學生感受熱機的威力，誘發(fā)學生強烈的探索欲望，由生活走向物理。）傾聽講述。

聽講，愉快地進入新課學習。
二、探究過程：
（一）熱機

1、熱機的原理

2、熱機種類及發(fā)展史

3、內燃機
【演示實驗】如圖：在試管內裝少許水，用一層紅色塑料薄膜裹著棉花塞在試管中上部，利用點燃的酒精燈對封閉試管中的水加熱一段時間，當水沸騰時，水蒸汽會慢慢推動塞子向試管口運動，讓學生觀察現象。
（提示：為節(jié)約時間，可用熱水或提前加熱；試管口對著空處，塞子不要塞得太緊，以防危險。）
出示問題讓學生思考：

（1）看到什么現象？
（2）棉花塞被頂向管口，推動塞子的能量來自哪里？

（3）水蒸氣具有的內能從何得到？

總結：在這個實驗中，酒精燃燒的化學能→水和水蒸氣的內能→塞子的機械能，這個實驗雖然簡單，我們也可以從中發(fā)現，利用內能可以做功，人們由此發(fā)明了利用內能做功的機械——熱機。
（設計意圖：通過圖片的展示，簡單的小實驗，引發(fā)學生的思考，調動學習的興趣，活躍課堂氣氛。體現從生活走向物理。）
【列舉實例】熱機的發(fā)明和廣泛使用，使人類邁入了工業(yè)化社會，熱機的種類很多，它們都是把內能轉化為機械能的，有蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等，你知道哪些地方用到了熱機嗎?
鼓勵學生大膽回答，并出示圖片，簡單介紹熱機發(fā)展過程。
蒸汽機噴氣發(fā)動機

汽輪機
（設計意圖：講述熱機的發(fā)展歷程，了解這些內燃機在生產和生活中的應用，提高學生將科學技術應用于日常生活和社會的意識。）
【過渡問題】在上面的演示實驗中用酒精燈給試管中的水加熱，由于燃料在試管外燃燒，熱量損失較大，內能的利用率較低。為獲得更大的動力，怎么辦？哪種熱機能夠做到？

【認識內燃機】什么是內燃機？內燃機分為幾類？
總結并展示汽油機、柴油機圖片。

汽油機柴油機仔細觀察現象。

結合看到的現象討論交流，回答問題：
塞子慢慢向試管口運動。
水蒸氣的內能轉化為塞子的機械能。
酒精燃燒的化學能轉化為水蒸汽的內能。
理解熱機的原理：內能轉化為機械能。
結合生活經驗回答：飛機、火箭、汽車、摩托車、拖拉機等。
傾聽老師的講述，了解熱機的分類和熱機的發(fā)展過程。

思考討論：將燃料在封閉的環(huán)境下燃燒，利用內燃機可以獲得更大的動力。
回答：燃料直接在發(fā)動機汽缸內燃燒產生動力的熱機叫內燃機。內燃機按照所需燃料的不同分為汽油機和柴油機兩類。
（二）汽油機

1、汽油機構造

2、汽油機工作原理

【過渡】內燃機是現代社會中最常見的一種熱機，目前人們生活中重要的交通工具——汽車，其動力機械多數就是汽油機，我們重點學習汽油機的工作原理。
【認識構造】展示汽油機模型，指導學生認識構造，并簡要介紹其作用。
【演示沖程】轉動汽油機的手柄，讓學生觀察活塞在汽缸內的運動情況，向學生介紹沖程：活塞在汽缸內往復運動時，從汽缸一端運動到另一端的過程叫做一個沖程。
【自學工作原理】要使汽油機連續(xù)工作，活塞必須能在汽缸內往復運動，提問：
1、四沖程汽油機的一個工作循環(huán)包括哪四個沖程?
2、這幾個沖程的工作過程是怎樣的？有沒有能量的轉化？
吸氣沖程壓縮沖程

做功沖程排氣沖程
讓學生自學教材，利用汽油機模型進行操作，再結合汽油機工作的flash動畫，仔細觀察四個沖程的工作過程，并完成下表（答案見附件1）
沖程
名稱進氣門開閉情
況排氣門開閉情況活塞
運動
方向沖程
的作
用能量
的轉
化
吸氣
沖程
壓縮
沖程
做功
沖程
排氣
沖程
巡視學生自學情況，提示注意觀察的問題。
【歸納總結】學生展示自己的表格完成情況，教師引導學生進行評價、補充。
適時點撥：可根據汽油機活塞運動方向和進氣門、排氣門的開閉情況來判斷汽油機的四個沖程。

【反饋練習】提出以下問題，讓學生結合汽油機的工作過程回答：
①在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量轉化？如何轉化的？

②哪個沖程使汽車獲得動力？其它幾個沖程中活塞的運動是靠什么來完成的？四個沖程順序能否顛倒？

③哪個沖程排出了汽車的廢氣？

④一個工作循環(huán)有個沖程，曲軸（或飛輪）轉圈，活塞往復次，做次功。
師生交流矯正，加深對汽油機工作原理的理解。
強調：一個工作循環(huán)，“四沖二轉一做功”
（設計意圖：運用模型演示和學生模型操作，讓學生自主學習，主動得出結論，調動了學生學習的積極性，既有利于學生對知識的理解，又培養(yǎng)了學生觀察和分析問題的能力。）
【典例精煉】四沖程汽油機進排氣門都關閉、
活塞向下運動的是_____沖程，若其轉速為1800r/min，每秒鐘經過個沖程,做功___次。

組內同學互指幫助，認識各個組成部分。

觀察活塞的運動情況，理解沖程的概念。

閱讀課本，操作汽油機模型，仔細觀察氣門的開閉情況和活塞、曲軸的工作情況，自主學習汽油機的工作過程，完成表格。
小組代表積極發(fā)言，其余同學糾正、補充別的同學的答案，最后較完整的描述出汽油機的四沖程工作過程，并知道能量的轉化情況。
組內討論交流，回答：
①壓縮沖程是把內能轉化為機械能；做功沖程是把機械能轉化為內能。
②做功沖程使汽車獲得動力，其他沖程靠飛輪的慣性完成，順序不能顛倒。
③排氣沖程排出了汽車的廢氣。
④四個沖程，轉2周，往復2次，對外做功1次。
（趣祝福 zFw152.CoM）

結合所學知識討論回答：做功沖程；60個沖程；做功15次。
（三）柴油機
1、柴油機構造

2、柴油機工作原理

3、內燃機的應用【過渡】柴油機也是內燃機，那么，它又是怎么工作的呢？
【認識構造】把汽油機模型和柴油機模型的構造進行對比，你有什么發(fā)現？
【工作原理】讓學生閱讀課本，動手操作柴油機模型，接著播放柴油機工作過程的flash動畫，讓學生仔細觀察后思考下列問題：
（1）你能描述柴油機的工作過程嗎？先讓學生描述，再引導學生糾正補充。

（2）柴油機和汽油機除了在構造上的區(qū)別外，還有什么異同？請完成下表（答案見附件2）：

汽油機柴油機
構造

不

同

點吸氣
沖程
壓縮
沖程
點火
方式
效率
應用
相
同
點
【提出問題】提出以下問題讓學生思考：
(1)從柴油機的工作過程，你能說出柴油機的功率為什么更大嗎？

(2)汽油機輕巧但效率較低，柴油機笨重但效率較高，各有優(yōu)點，它們在生活中各應用在哪些地方？
（設計意圖：利用實物演示與動畫模擬，對比汽油機學習柴油機，增加知識的趣味性，加深對知識的理解記憶，有效地解決了重點。）

仔細對比后回答：汽油機汽缸頂部有火花塞，而柴油機汽缸頂部有噴油嘴。

仔細閱讀課本，動手操作柴油機模型，認真觀看動畫。
組內討論，根據汽油機的工作過程描述柴油機的工作過程。
思考，組內交流比較兩者的不同之處，然后代表展示，其余同學進一步完善，得出異同之處，完成表格。

回憶柴油機的工作過程，回答：由于柴油機對空氣的壓縮程度比汽油更高，因此在做功沖程中氣體的壓強也大于汽油機，因而可以輸出更大的功率。
汽油機主要應用在汽車、飛機、摩托車等；柴油機主要應用在載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪船、重型機械等。
（四）科學世界：現代汽車引導學生閱讀科學世界“現代汽車”。
汽車動力系統(tǒng)
（設計意圖：擴大學生視野，讓學生了解物理知識的應用，體現了從物理到社會，同時也提高學生節(jié)約能源和保護環(huán)境的意識。）
閱讀科學世界，了解現代汽車，拓展視野。

三、盤點收獲引導學生總結收獲：
1、熱機的原理是什么？
2、四沖程汽油機的工作過程是怎樣的？
3、柴油機和汽油機有何異同點？
師生共同解決存在的問題。學生討論發(fā)言，梳理本節(jié)知識要點。
四、課堂檢測老師巡視、講評反饋完成檢測題。
見附件3
五、布置作業(yè)出示作業(yè)題課下完成。
見附件4
【板書設計】
§14.1熱機
一．熱機
1．定義：利用內能做功的機械
2．熱機的工作原理:把內能轉化為機械能
二．汽油機
1．構造：
2．工作原理：
吸氣沖程:
壓縮沖程:機械能→內能
做功沖程:內能→機械能
排氣沖程:
三．柴油機
柴油機與汽油機的異同點
【教學反思】
一、案例的“亮點”
1、對課本中的“用酒精燈給密閉在試管中的水加熱”的實驗進行了改進，利用紅色薄塑料紙裹著棉花的塞子代替膠塞，將塞子飛出的現象改為棉花塞子在試管中慢慢向管口移動的現象，并通過引導學生對這個實驗的分析，讓學生深刻地理解了熱機的原理，體現從生活走向物理的理念。
2、主要采用學生自主探究的方法，運用實驗、實物模型展示、多媒體視頻和flash動畫等現代化教學手段，較形象演示四沖程內燃機的工作過程，增加感性認識，幫助學生理解知識，再配合一定數量的針對性練習，能讓絕大多數學生對所學內容當堂消化和吸收。
二、教學中易出現的問題
1、汽油機和柴油機模型的操作和多媒體的使用，雖較形象地演示了活塞的運動情況和進、排氣門的開閉情況，但如火花塞產生電火花、噴油嘴噴油、能量的轉化等內容還不能很形象地演示，致使學生理解不透徹。
2．在觀看現象時有部分同學抓不住要點的問題，有極少數學生對汽油機和柴油機的工作過程及曲軸旋轉的圈數存在疑惑，應在以后的教學中注重培養(yǎng)這方面的能力。
附件1:汽油機的工作過程
沖程
名稱進氣門開閉情況排氣門
開閉情
況活塞運
動方向沖程的作用能量的轉化
吸氣
沖程打開關閉向下空氣和汽油的混合物被吸入汽缸。無能量轉化
壓縮
沖程關閉關閉向上燃料混合物被壓縮，使其溫度升高。在壓縮沖程末，火花塞產生電火花。機械能轉化為內能
做功
沖程關閉關閉向下燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓氣體，高溫高壓燃氣推動活塞由上向下運動，通過連桿帶動曲軸轉動，對外做功。內能轉化為機械能
排氣
沖程關閉打開向上排出廢氣無能量轉化
附件2：比較汽油機和柴油機的異同：
汽油機柴油機
不
同
點構造汽缸頂部是火花塞汽缸頂部是噴油嘴
吸氣
沖程吸入汽油和空氣的混合氣體，只吸入空氣。
壓縮
沖程壓縮程度較小壓縮程度較大
點火
方式點燃式（火花塞點火）壓燃式（柴油遇到熱空氣而燃燒）
效率較低較高
應用機體較輕，主要用于汽車、飛機、摩托車等。機體較重，主要用于載重汽車、火車、輪船等。
相
同
點①汽油機的火花塞和柴油機的噴油嘴的工作時刻都是在壓縮沖程末。
②都是由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程構成一個工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉兩周，對外做功一次。
③排氣沖程排出廢氣的過程相同。
附件3：課堂檢測
1．單缸四沖程內燃機的四個沖程的示意圖如圖所示，下列關于這種內燃機一個工作循環(huán)的四個沖程的順序排列正確的是（）

甲乙丙丁
A．丙、丁、乙、甲B.丁、甲、丙、乙
C.乙、甲、丁、丙D.甲、乙、丙、丁
2．下列流程如圖是用來說明單缸四沖程汽油機的一個工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉化情況．關于對圖中①②③④的補充正確的是（）
A．①做功沖程，②內能轉化為機械能，③壓縮沖程，④機械能轉化為內能
B．①壓縮沖程，②內能轉化為機械能，③做功沖程，④機械能轉化為內能
C．①做功沖程，②機械能轉化為內能，③壓縮沖程，④內能轉化為機械能
D．①壓縮沖程，②機械能轉化為內能，③做功沖程，④內能轉化為機械能
3．汽油機和柴油機相比較，下列敘述中正確的是（）
A．柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入的是空氣
B．在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的
C．柴油機里推動活塞做功的燃氣的壓強比汽油機里的高
D．在壓縮沖程末，汽油機汽缸內的溫度比柴油機的高
4．熱機是把_______能轉化為_______能的機器，四沖程汽油機的一個工作循環(huán)是由、、、組成的，其中只有是燃氣對活塞做功，其它三個要靠來完成。
5．如圖所示，試管內水蒸氣將塞子推出的過程，水蒸氣的______能轉化為塞子的________能。四沖程汽油機工作過程中的沖程與上述能量轉化過程相同。
6．如圖所示，是某種內燃機某一沖程的示意圖，由圖可知：
（1）這種內燃機是（選填“汽油機”或“柴油機”）；
（2）它在吸氣沖程吸入的物質是（選填“空氣”或“汽油”或“柴油”或“空氣和汽油的混合物”）
（3）圖中內燃機處在沖程；該沖程中其能量轉化是把能轉化為能
（4）若此內燃機飛輪速度為3000r/min，則每秒鐘內燃氣推動活塞做功______次，有個沖程。
第5題圖第6題圖

參考答案：1．B2．D3．C4．內能機械能吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程做功沖程飛輪的慣性5．內能機械能做功沖程
6．（1）柴油機；（2）空氣（3）壓縮內能機械能（4）25100
附件4：作業(yè)題
查閱資料，了解二沖程發(fā)動機和六沖程發(fā)動機的特點及原理。
參考答案：略

精選閱讀

初三物理上冊第十四章內能的利用復習學案

為了促進學生掌握上課知識點，老師需要提前準備教案，準備教案課件的時刻到來了。在寫好了教案課件計劃后，新的工作才會如魚得水！你們知道哪些教案課件的范文呢？以下是小編為大家收集的“初三物理上冊第十四章內能的利用復習學案”但愿對您的學習工作帶來幫助。

(總第課時）主備人：使用人：
課題：復習第十四章內能的利用
教學目標：1．知道熱機—內燃機的工作原理及能量轉化;
2．知道熱值和熱機效率的本質，并能用其解決簡單的熱學問題。
教學重難點：對熱機、熱值知識的理解。
教學過程：
一、自主學習
1．燃料燃燒：能轉化為能。
2．熱機是________________，熱機分為和，常見機分為和，
3．機工作時，活塞在汽缸里做往復運動，活塞從汽缸的一端運動到另一端的過程叫___________。在一個工作循環(huán)中曲軸轉____________周，活塞在氣缸中往復運動_________次，完成________沖程，對外做________次功。在_______沖程中機械能轉化為內能，在_______沖程中內能轉化為機械能。
4．汽油機工作的四個沖程中，只有____________沖程是燃氣對活塞做功，而_________沖程、__________沖程和__________沖程要靠________________來完成。
5．柴油機和汽油機的區(qū)別是：在構造上，汽油機氣缸頂部是_______________，而柴油機氣缸頂部是_______________；在吸氣沖程中，汽油機吸入汽缸的是________，而柴油機吸入汽缸的是________；汽油機的點出方式是_______________，柴油機的點火方式是__________。
6．_________________________________叫做這種燃料的熱值，熱值的單位是_____，公式：____。
7．酒精的熱值是3.0×107J/kg，它表示：。
煤氣的熱值是3.9×107J/m3，它表示：。
8．熱值反映的是某種物質的一種燃燒性質，只與燃料的有關，與燃料的
、、無關。
9．提高燃料利用率的具體措施有，，
等。
10．叫做熱機的效率。公式：_______。熱機的效率總小于1的原因是。
11．提高熱機效率的途徑有：、、
、等。
12．能量的轉化和守恒定律：
。
典型例題：
天然氣灶燒水，燃燒0.5m3的天然氣，使100kg的水從20℃升高到70℃。已知天然氣的熱值為q=7.0×107J/m3。求：
（1）0.5m3天然氣完全燃燒放出的熱量Q放。
（2）水吸收的熱量Q吸。
（3）燃氣灶的效率η。

限時訓練：（每題2分，共10分）
1．如圖所示，在試管中裝些水，用軟木塞塞住，加熱使水沸騰，水蒸氣會把軟木塞沖出．在這個過程中，燃料的能轉化為能，傳給水和水蒸氣。水蒸氣把塞子沖出時，水蒸氣的能轉化為塞子的能。
2．下面關于汽油機與柴油機的說法中，不正確的是（）。
A．汽油機與柴油機使用的燃料不同
B．柴油機采用壓燃式點火，汽油機采用點燃式點火
C．柴油機氣缸頂部有個噴油嘴，汽油機氣缸頂部有個火花塞
D．柴油機與汽油機除使用的燃料不同外，在構造上完全相同
3．四沖程汽油機在工作過程中，將燃氣的內能轉化為機械能的沖程是（）
A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程D．排氣沖程
4．汽油機的一個工作循環(huán)是由四個沖程組成的，圖中表示做功沖程的是（）

5．在柴油機的壓縮沖程中，氣體的溫度和內能變化情況是（）
A．溫度升高，內能增大B．溫度降低，內能減小
C．溫度不變，內能不變D．溫度降低，內能增大

第十四章能源的開發(fā)和利用

第十四章能源的開發(fā)和利用
第一節(jié)原子核的組成
(一)教學目的
1.常識性了解射線的應用，強射線對人體的危害及防護。
2.常識性了解原子核的組成。
3.進行物理學研究方法的啟蒙教育。
(二)教具
錄像機，監(jiān)視器，原子彈和氫彈爆炸的錄像剪輯。(若沒有上述器材可用原子彈、氫彈爆炸的掛圖代替)
(三)教學過程
1.引入新課
教師：為了打破核壟斷，抵制核訛詐，我國科技工作者自力更生、發(fā)奮圖強，從1961年起自己進行核武器的研制，在黨中央的親切關懷下，全國一盤棋，用了短短4年時間就完成了研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一顆原子彈。
播放錄像：我國第一顆原子彈爆炸的實況。
教師：這是我國第一顆原子彈試爆的實況，其威力超過了第二次世界大戰(zhàn)期間美國在日本廣島上空爆炸的原子彈。緊接著于1967年6月17日又成功地爆炸了第一顆氫彈，完成了其他國家要十幾年或幾十年才能做完的工作。
播放錄像：我國第一顆氫彈試爆實況。
這是我國試爆第一顆氫彈的情況，與原子彈相比，氫彈所用的燃料更少，而威力則比原子彈大很多。
(若沒有錄像設備，就出示掛圖，指著原子彈爆炸后形成的蘑菇云問學生：你們知道這是什么嗎？然后教師再介紹上述情況)
原子彈和氫彈為什么會具有這么大的威力呢？因為它們都利用了核能。我們知道化學能是在原子發(fā)生變化時放出的能量，而核能是在原子核發(fā)生變化時放出的能量。為了了解核能，先要知道原子核的組成情況。
2.進行新課
板書課題：〈第二節(jié)原子核的組成〉
(1)電子的發(fā)現和放射性現象的發(fā)現
教師：我們已經學過，物質是由分子、原子構成的，原子已經是很小很小的微粒了，其直徑只有10-10米，所以在十九世紀以前，人們一直認為原子是不可再分的中性粒子。1897年英國物理學家湯姆生在研究陰極射線時發(fā)現了電子，而電子比原子小得多，因而人們才認識到原子內部還有結構。
板書：〈電子的發(fā)現把人們帶入了原子內部的世界〉
在同一時期人們還發(fā)現了天然放射現象，對放射性現象的進一步研究，人們認識到原子核內部還有結構，原子核由比它更小的粒子組成?？梢娙祟悓陀^世界的認識是沒有止盡的。我們先來學習放射性現象。
板書：〈放射性現象的發(fā)現把人們帶入了原子核內部的世界〉
(2)放射性現象
①什么是放射性現象？
教師邊寫邊說：像鈾(U)、釙(Po)、鐳(Rα)等元素能自發(fā)地放出一些人眼看不見的、能穿透黑紙使照相底片感光的射線，這種現象叫放射性現象。這些元素叫放射性元素。
②射線究竟是什么？
教師：在放射性現象中放出的射線是什么東西呢？它們除了能穿透黑紙使照相底片感光的性質以外，還有些什么性質？比如：這些射線帶不帶電呢？為了了解它們的性質，還得通過實驗。
教師：我們做什么樣的實驗，才能判斷它們帶不帶電呢？(放射性現象中放出的射線若是帶電的，射線在磁場中將像通電導體那樣發(fā)生偏轉，由偏轉的方向和磁體的N、S極位置還可判斷射線帶的是什么電。)
教師：我們利用已經掌握的知識可以去探索還不知道的現象和規(guī)律，最基本的研究方法是通過實驗。把放射性元素裝在一個壁很厚的鉛盒里(射線穿不透)，在盒壁上有一個小孔，放射線可由此孔射出，然后把它們放到兩個很強的磁極之間，再用照相底片把射線的軌道記錄下來。從照相底片上看到，放射線分成了三束，其中兩束向相反方向偏轉，說明這兩束射線帶異種電荷；中間一束偏轉，說明它不帶電，是中性的。
這三種射線有哪些性質呢？它們的實質是什么呢？
板書：〈射線由兩種帶異種電荷的粒子和一種不帶電的中性粒子組成〉
(3)三種射線
①α射線
根據射線的偏轉方向和磁場方向的關系可以確定，偏轉較小的一束由帶正電荷的粒子組成，我們把它叫做α射線，α射線由帶正電的α粒子組成?？茖W家們研究發(fā)現每個α粒子帶的正電荷是電子電荷的2倍，α粒子質量大約等于氦原子的質量。進一步研究表明α粒子就是氦原子核。
板書：〈α射線的實質就是高速運動的氦核流〉
由于α粒子的質量較大，所以α射線的穿透本領最小，我們用一張厚紙就能把它擋住。
②β射線
與α射線偏轉方向相反的那束射線帶負電荷，我們把它叫做β射線。研究發(fā)現β射線由帶負電的粒子(β粒子)組成。進一步研究表明β粒子就是電子。
板書：〈β射線的實質就是高速運動的電子流〉
實驗還表明，β射線的穿透本領較強，很容易穿透黑紙，還能穿透幾厘米厚的鋁板。
③γ射線
中間不發(fā)生偏轉的那束射線叫做γ射線，研究表明，γ射線的實質是一種波長極短的電磁波，它不帶電，是中性的。
板書：〈γ射線是一種電磁波〉
γ射線的穿透本領極強，一般薄金屬板都擋不住它，它能穿透水泥墻和幾厘米厚的鉛板。
(4)γ射線的應用和防護
由于γ射線穿透性極強，照到動、植物上還能對細胞發(fā)生生物化學作用，因此在工業(yè)、農業(yè)和醫(yī)學上都有重要應用。在工業(yè)上可用它作金屬探傷，或檢查金屬板的厚度。例如，飛機、火車、輪船上的主軸是用鋼材鍛壓而成的，里面有沒有砂眼或裂縫呢？以前是用破壞法抽樣檢查的，可靠性差，又浪費材料，現改用γ射線來探查，準確度高，又不損耗材料；在農業(yè)上用γ射線來適當照射種子，能使農作物增產，還能增強某些作物的抗病能力，改良農作物的品質；在醫(yī)學上還可用γ射線作放療，醫(yī)治惡性腫瘤。
事物總是一分為二的，γ射線能殺死癌細胞，也能殺死正常細胞，或使正常細胞癌變，因此在使用放射性元素時，要注意射線的防護，要防止放射性物質泄漏，以免對水源、空氣和工作場所造成污染。
(5)原子核的組成
深入研究表明，放射性現象中放出的三種射線都是從放射性元素的原子核內釋放出來的，這表明原子核也有內部結構。
原子核內究竟還有什么結構？原子核又是由什么粒子組成的呢？這是個很復雜的問題，直到目前原子核內部的細微組成情況仍是科學研究的尖端項目之一?，F在我們只是粗淺地、簡單地介紹原子核內部的基本組成情況。
①英國物理學家盧瑟福在1919年做核反應時發(fā)現了質子，經過研究證明，質子帶正電荷，其電量和一個電子的電量相同，它的質量等于一個電子質量的1836倍。進一步研究表明，質子的性質和氫原子核的性質完全相同，所以質子就是氫原子核。
②1932年英國物理學家查德威克又發(fā)現了中子，通過研究證明中子的質量和質子的質量基本相同，但是不帶電，是中性粒子。在對各種原子核進行的實驗中，發(fā)現質子和電子是組成原子核的兩種基本粒子。
板書：〈原子核是由質子和中子組成的〉
現在我們已經知道：氫原子核(H)最簡單，它就是一個質子，核外有一個電子繞著它轉；氦原子核(He)是由2個質子和2個中子組成的，核外有2個電子繞著它轉；鋰原子核(Li)是由3個質子和4個中子組成的，核外有3個電子分兩層繞著它轉；鈹原子核(Be)由4個質子和5個中子組成，核外有4個電子分兩層繞著它轉……同學們可以發(fā)現一個規(guī)律：
板書：〈各種原子核內質子的個數(核的電荷數)和核外電子的個數都相同，它也等于該種元素在元素周期表中的原子序數；原子核內質子和中子的總數叫做核的質量數，它等于該元素原子量的整數部分?！?br> ③在某種核反應中，一個中子變成一個電子和一個質子。這就是原子核內沒有電子，又會放出電子，產生β射線的原因。
3.小結(略)
4.布置作業(yè)
閱讀課本，了解放射性現象和原子核組成的基本情況。

第三節(jié)核能
(一)教學目的
1.常識性了解核能和釋放核能的兩條途徑——裂變和聚變。
2.進行物理學研究方法的啟蒙教育。
3.介紹我國科學家的成就，進行愛國主義教育。
(二)教具
鈾核裂變、鏈式反應以及原子彈、氫彈爆炸后產生的蘑菇云掛圖，我國試爆第一顆原子彈、氫彈的錄像資料及播放設備。
(三)教學過程
1.引入新課
教師：科學家們在天然放射性現象的研究中，發(fā)現了極其微小的原子核內部還有結構，原子核也是可以變化的。為了研究原子核內部的結構，物理學家們嘗試用粒子去轟擊原子核，最初是用α粒子去轟擊，后來又用質子、中子去轟擊，發(fā)現都能引起原子核的變化——核反應，而且發(fā)現在某些核反應過程中能釋放出大量能量。由于原子核的變化而釋放的巨大能量，我們把它叫做核能。
2.進行新課
板書：〈第三節(jié)核能〉
(1)什么叫核能？
板書：〈由于原子核的變化而釋放的巨大能量叫做核能，也叫原子能?！?br> (2)釋放核能的兩條途徑
教師：經過科學家們的大量實驗研究和理論分析，發(fā)現釋放核能可以有重核的裂變和輕核的聚變兩條途徑。
①重核的裂變
教師結合課本圖14-6或掛圖講解：科學家們發(fā)現，用中子去轟擊質量數為235的鈾，鈾核會分裂成大小相差不大的兩部分，這種現象叫做裂變。
裂變后的產物以很大的速度向相反方向飛開，與周圍的物體分子碰撞，使分子動能增加，核能轉化成周圍物體的內能。實驗表明，裂變時釋放的核能十分巨大，1千克鈾-235中的鈾核如果全部發(fā)生裂變，釋放出的核能相當于2500噸標準煤完全燃燒時放出的能量，是同樣質量煤燃料時放出能量的2.5×106倍。
從圖中看到，鈾-235只有在中子的轟擊下才能發(fā)生裂變，放出核能，那么是不是要不斷地從外界提供中子，才能維持鈾核的不斷裂變呢？科學家們從實驗中發(fā)現，(指著鏈式反應的掛圖講解)鈾-235核在受到中子的轟擊后，裂變成2個差不多大小的新粒子的同時，還釋放出2～3個新中子，這2～3個中子又去轟擊其它鈾235核，引起2～3個新鈾核裂變，又各放出2～3個中子，這些中子又去轟擊更多的軸核發(fā)生裂變……隨著一個軸核裂變的發(fā)生，會引起越來越多的鈾核發(fā)生裂變。這樣，裂變就不斷地自行持續(xù)下去，這種現象叫做鏈式反應。
如果對裂變的鏈式反應不加控制，在極短的時間內就會引起大量的鈾核發(fā)生裂變，在極短的時間內就會釋放出巨大的核能，發(fā)生猛烈的爆炸。原子彈就是根據這個原理制成的。(指著原子彈爆炸后升起的蘑菇云掛圖)這就是原子彈爆炸時釋放的巨大核能產生的高溫高壓氣體向外擴散時所升起的蘑菇狀煙云，其上升的高度可達幾百米，其破壞力和殺傷力都是十分巨大的。
但是如果我們能夠控制裂變式反應的速度，使核能緩慢地、平穩(wěn)地釋放出來，就能夠代替化石燃料，進行和平利用。能夠緩慢地、平穩(wěn)地釋放裂變產生的核裂變的裝置叫做核反應堆。人們已經成功地生產出各種規(guī)格的核反應維，它是核潛艇、核動力破冰船、核電站等設施的核心部件。
②輕核的聚變
教師結合課本圖14-9講解(教師可邊講邊在黑板上畫此圖)：
科學家們在對核反應的研究中還發(fā)現，兩個較輕的原子核結合成一個較重的原子核時，也能釋放出核能，這種現象叫做聚變。
由于聚變必須在極高的溫度和壓強下進行，所以也叫熱核反應。例如把一個氘核(質量數為2的氫核)和一個氚核(質量數為3的氫核)在高溫、高壓的環(huán)境下結合成一個氦核時，就會釋放出核能。氫彈就是利用這個原理制成的。氫彈的威力比原子彈要大得多，(指著氫彈爆炸后升起的蘑菇云掛圖說)這是氫彈爆炸后升起的蘑菇云，比原子彈的威力要大幾十倍。我們最熟悉的太陽內部就在不斷地進行著大規(guī)模的核聚變反應，由此釋放出的巨大核能以電磁波的形式從太陽輻射出來，地球上的人類自古以來，每天都享用著這種聚變釋放出的核能。
我國物理學家在核物理的研究方面也取得了重大成就。早在40年代，物理學家錢三強和何澤慧在法國學習和工作期間與法國兩個研究生一起，第一次發(fā)現了鈾核裂變的三分裂和四分裂現象。解放后從1960年開始，王淦昌等一批優(yōu)秀的物理學家和其他人員，在西北高原的實驗室里，在荒無人煙的沙漠試驗場中奮發(fā)圖強、艱苦奮斗，經過4年的艱辛工作，于1964年10月16日成功地爆炸了我國的第一顆原子彈(播放我國第一顆原子彈試爆的的錄像資料)，其研制速度之快，效率之高是世界上第一流的，現在我們的運載工具--火箭技術也已相當成熟了，不但給自己發(fā)射衛(wèi)星，還替外國發(fā)射衛(wèi)星，信譽很高。當然我國研制核武器只是為了打破核壟斷，抑制核訛詐，最終能夠消滅核武器。
人們現在還不能像控制裂變那樣有效地、隨心所欲地控制聚變反應，和平利用聚變釋放的核能，但是由于核聚變可以釋放比裂變更大的核能，而且不像裂變那樣會產生較大的放射性污染，其原料氘和氚等又比鈾豐富得多，因此控制聚變反應是一個非常吸引人的課題。目前世界上不少國家都在積極研究聚變的人工控制并已取得了一定的進展。我們國家在這方面也沒有落后，自己研制的可控核聚變的實驗裝置--中國環(huán)流器1號已于1984年順利啟動，已經取得不少研究成果，至今仍在繼續(xù)工作中。同學們將來也許能參與其中，成為我國和平利用聚變釋放核能的有功人員，為開發(fā)我國的新能源作出重大的貢獻，我們衷期待著這一天。
3.總結：
板書：
重核的裂變--鏈式反應(原子彈，核反應堆)
核能的釋放
輕核的聚變(氫彈，中國環(huán)流器1號)
4.布置作業(yè)
閱讀課本，知道什么是核能，了解釋放核能的兩條途徑。

能源的開發(fā)和利用練習題
一、填空題：（每空2分，共72分）
1._____________________________叫做能源。如__________、
________、________、_______。
2._____________________________________________是一次能源。
___________________是二次能源。如___________。
3.新能源中最矚目的是___________________能。它的主要優(yōu)點是
_________、___________、__________和__________不會給環(huán)境
帶來污染。
4.科學家發(fā)現原子核是可以改變的，在改變的過程中有可能____，
這種能量叫做____________能。通常也叫做________能。獲得核
能的途徑是______________和____________。
5.用中子轟擊鈾核，鈾核發(fā)生__________，放出__________，同時
放出2～3個中子，又可以____________使它們也發(fā)生_______。
這樣將不斷地自行繼續(xù)下去，這種現象叫做____________。
6.較輕的核結合成較重的核，也能釋放出____________，這種現象
叫做____________。氫彈就是利用輕核的__________制成的，它
是比__________威力更大的__________武器。
7.利用__________的電站叫做核電站，核電站是利用
______________產生的能量來發(fā)電的。
8.太陽能具有以下優(yōu)越之處：1)__________________________。
2)________________________。3)_______________________。
4)_________________________。
9.______________占____________________叫做能源利用率。
10.充分_____________和____________核能和太陽能，將取代化石
燃料并滿足人類對能源的不斷增長的需要。
二、判斷題：（10分）
1.煤、石油和天然氣統(tǒng)稱為化石燃料。［］
2.當今利用的主要能源是化石燃料，終有耗盡之時，人類面臨一場“能源危機”。［］
3.鈾核裂變時只有二分裂一種情況。［］
4.核電站先進的保護措施保證電站安全運行。［］
5.太陽能只能以間接方法向人類提供能量。［］
三、選擇題：（每題至少有一個正確答案，把正確答案的序號填在括號里）（18分）
1.當今人類利用的常規(guī)能源是［］，新能源是［］。
A.化石燃料
B.太陽能
C.核能
D.電能
2.屬于原子核裂變的鏈式反應的是［］，屬于輕核聚變的是［］
A.原子彈爆炸
B.氫彈爆炸
C.核電站發(fā)電
D.太陽能輻射
3.太陽能可以直接利用，下列裝置中把太陽能轉化成內能的是
［］。把太陽能轉化成電能的是［］。
A.硅光電池
B.太陽灶
C.太陽集熱器
D.太陽能熱電站

參考答案：
一、（每題2分，共72分）
1.能提供能量的物質資源，煤、石油、水流、地熱
2.由自然界提供的能源，由自然界提供的能源轉化而來的能源，電
3.太陽，安全，清潔，開發(fā)，利用
4.獲得巨大的能量，核，原子，原子核的裂變，原子核的聚變
5.裂變，能量，轟擊其它鈾核，裂變，鏈式反應。
6.能量，聚變，聚變，原子彈，核
7.核能發(fā)電，原子核裂變的鏈式反應
8.1)太陽能十分巨大，2)太陽能供應時間長久，3)太陽能分布廣
闊，獲取方便，4)太陽能安全清潔，不會污染環(huán)境
9.有效利用的能量，消耗的能源所含能量的比例
10.利用，開發(fā)
二、（10分）
1.√2.×3.×4.√5.×
三、（18分）
1.A，BC2.AC，BD3.BC，AD

人教版九年級物理（上）第十四章《內能的利用》知識點

人教版九年級物理（上）第十四章《內能的利用》知識點

第一節(jié)熱機

1、內能的利用方式：⑴利用內能來加熱；從能的角度看，這是內能的轉移過程。⑵利用內能來做功；從能的角度看，這是內能轉化為機械能。

2、熱機：利用燃料的燃燒來做功的裝置。內能轉化為機械能（蒸氣機——內燃機——噴氣式發(fā)動機）

3、內燃機：將燃料燃燒移至機器內部燃燒，轉化為內能且利用內能來做功的機器叫內燃機。它主要有汽油機和柴油機。

4、內燃機工作過程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。在這四個階段，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，而做功沖程是內燃機中唯一對外做功的沖程，是由內能轉化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉化為內能。

5、汽油機和柴油機的比較：

汽油機

柴油機

不同點

構造：頂部有一個火花塞。

頂部有一個噴油嘴。

吸氣沖程

吸入汽油與空氣的混合氣體

吸入空氣

點燃方式

點燃式

壓燃式

效率

低

高

應用

小型汽車、摩托車

載重汽車、大型拖拉機

相同點

沖程：活塞在往復運動中從汽缸的一端運動到另一端。一個工作循環(huán)活塞往復運動2次，曲軸和飛輪轉動2周，經歷四個沖程，做功1次。

第二節(jié)熱機的效率

1、熱值：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。單位：J/kg，酒精的熱值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃燒放出的熱量是3.0×107J。

關于熱值的理解：

①注重“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg：如果燃料的質量不是1kg，那么該燃料完全燃燒放出的熱量就不是熱值。某種燃料：說明熱值與燃料的種類有關。完全燃燒：表明要完全燒盡

②熱值是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關，與燃料的形態(tài)、質量、體積等均無關。

2、熱值公式：Q=mq或Q=Vq(其中m為燃料的質量，V為燃料的體積，q為燃料的熱值)。

火箭常用液態(tài)氫做燃料，是因為：液態(tài)氫的熱值大，體積小便于儲存和運輸

3、熱機的效率：熱機用來做有用功的那部分能量和完全燃燒放出的能量之比叫做熱機的效率。

公式：η=W有用/Q總=W有用/qm

熱機效率低的原因：第一，燃料并未完全燃燒；第二，熱機工作的排氣沖程要將廢氣排出，而排出的氣體中還具有內能，另外氣缸壁等也會傳走一部分內能；第三，由于熱機的各部分零件之間有摩擦，需要克服摩擦做功而消耗部分能量；第四，曲軸獲得的機械能也未完全用來對外做功，而有一部分傳給飛輪以維持其繼續(xù)轉動，這部分雖然是機械能，但不能稱之為有用功

提高熱機效率的途徑：(1)使燃料充分燃燒

(2)盡量減小各種熱量損失(3)機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。

第三節(jié)能量的轉化和守恒

1、能量的轉移與轉化：能量可以從一個物體轉移到另一個物體，如發(fā)生碰撞或熱傳遞時;也可以從一種形式轉化為另一種形式，如太陽能電池、發(fā)電機等。

2、能量守恒定律：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產生，它只會從一種形式轉化為其他形式，或者從一個物體轉移到另一個物體，而在轉化和轉移的過程中，能的總量保持不變。

能量守恒定律是自然界最重要、最普遍的基本定律。大到天體，小到原子核，也無論是物理學問題還是化學、生物學、地理學、天文學的問題，所有能量轉化的過程，都遵從能量守恒定律

3、“第一類永動機”永遠不可能實現，因為它違背了能量守恒定律。