內(nèi)能教案高中

初三上冊物理第十四章內(nèi)能的利用單元復(fù)習(xí)提綱。

第十四章內(nèi)能的利用
（一）內(nèi)能的獲得──燃料的燃燒燃料燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
（二）熱值
1．定義：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量，叫做這種燃料的熱值。
2．單位：J/kg。
3．關(guān)于熱值的理解：
①對于熱值的概念，要注重理解三個關(guān)鍵詞“1kg”、“某種燃料”、“完全燃燒”。1kg是針對燃料的質(zhì)量而言，如果燃料的質(zhì)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(guān)。完全燃燒：表明要完全燒盡，否則1kg燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能就不是該熱值所確定的值。
②熱值反映的是某種物質(zhì)的一種燃燒特性，同時反映出不同燃料燃燒過程中，化學(xué)能轉(zhuǎn)變成內(nèi)能的本領(lǐng)大小，也就是說，它是燃料本身的一種特性，只與燃料的種類有關(guān)，與燃料的形態(tài)、質(zhì)量、體積等均無關(guān)。
4．公式：Q＝mq（q為熱值）。實際中，常利用Q吸＝Q放即cm（t-t0）=ηqm′聯(lián)合解題。
5．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。
煤氣的熱值是3．9×107J/m3，它表示：1m3煤氣完全燃燒放出的熱量是3．9×107J。
6．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。
7．熱機效率：①定義：用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的熱量之比。
②公式：η=Q有效/Q總=cm（t-t0）/qm′。
（三）內(nèi)能的利用
1．內(nèi)能的利用方式：
⑴利用內(nèi)能來加熱；從能的角度看，這是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程。
⑵利用內(nèi)能來做功；從能的角度看，這是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
第1節(jié)．熱機
1、熱機：定義：利用燃料的燃燒來做功的裝置。
能的轉(zhuǎn)化：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。蒸氣機──內(nèi)燃機──噴氣式發(fā)動機。
3．內(nèi)燃機：將燃料燃燒移至機器內(nèi)部燃燒，轉(zhuǎn)化為內(nèi)能且利用內(nèi)能來做功的機器叫內(nèi)燃機。它主要有汽油機和柴油機。
4．內(nèi)燃機大概的工作過程：內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段：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(nèi)燃機中唯一對外做功的沖程，是由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。另外壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。

第2節(jié)：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。
提高熱機效率的途徑：使燃料充分燃燒；盡量減小各種熱量損失；機件間保持良好的潤滑、減小摩擦。
6．汽油機和柴油機的比較：
汽油機柴油機
不
同
點構(gòu)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(yīng)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(fù)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(fù)運動2次，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動2周，經(jīng)歷四個沖程，做功1次。
第3節(jié)、能量守恒定律
1．自然界存在著多種形式的能量。盡管各種能量我們還沒有系統(tǒng)地學(xué)習(xí)，但在日常生活中我們也有所了解，如跟電現(xiàn)象相聯(lián)系的電能，跟光現(xiàn)象有關(guān)的光能，跟原子核的變化有關(guān)的核能，跟化學(xué)反應(yīng)有關(guān)的化學(xué)能等。
2．在一定條件下，各種形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移（列舉學(xué)生所熟悉的事例，說明各種形式的能的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移）。在熱傳遞過程中，高溫物體的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到低溫物體。運動的甲鋼球碰擊靜止的乙鋼球，甲球的機械能轉(zhuǎn)移到乙球。在這種轉(zhuǎn)移的過程中能量形式?jīng)]有變。
3．在自然界中能量的轉(zhuǎn)化也是普遍存在的。小朋友滑滑梯，由于摩擦而使機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在氣體膨脹做功的現(xiàn)象中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；在水力發(fā)電中，水的機械能轉(zhuǎn)化為電能；在火力發(fā)電廠，燃料燃燒釋放的化學(xué)能，轉(zhuǎn)化成電能；在核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能；電流通過電熱器時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；電流通過電動機，電能轉(zhuǎn)化為機械能。
4．能量守恒定律：能量既不會消滅，也不會創(chuàng)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。
能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。Jab88.com

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第十四章《機械能》復(fù)習(xí)提綱

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第十四章《機械能》復(fù)習(xí)提綱
一、功：
1、力學(xué)里所說的功包括兩個必要因素：一是作用在物體上的力；二是物體在力的方向上通過的距離。
2、不做功的三種情況：有力無距離、有距離無力、力和距離垂直。
鞏固：☆某同學(xué)踢足球，球離腳后飛出10m遠，足球飛出10m的過程中人不做功。（原因是足球靠慣性飛出）。
3、力學(xué)里規(guī)定：功等于力跟物體在力的方向上通過的距離的乘積。公式：W=FS
4、功的單位：焦耳，1J=1Nm。把一個雞蛋舉高1m，做的功大約是0.5J。
5、應(yīng)用功的公式注意：①分清哪個力對物體做功，計算時F就是這個力；②公式中S一定是在力的方向上通過的距離，強調(diào)對應(yīng)。③功的單位“焦”（牛米=焦），不要和力和力臂的乘積（牛米，不能寫成“焦”）單位搞混。
二、功的原理：
1、內(nèi)容：使用機械時，人們所做的功，都不會少于直接用手所做的功；即：使用任何機械都不省功。
2、說明：（請注意理想情況功的原理可以如何表述？）
①功的原理是一個普遍的結(jié)論，對于任何機械都適用。
②功的原理告訴我們：使用機械要省力必須費距離，要省距離必須費力，既省力又省距離的機械是沒有的。
③使用機械雖然不能省功，但人類仍然使用，是因為使用機械或者可以省力、或者可以省距離、也可以改變力的方向，給人類工作帶來很多方便。
④我們做題遇到的多是理想機械（忽略摩擦和機械本身的重力）理想機械：使用機械時，人們所做的功（FS）=直接用手對重物所做的功（Gh）
3、應(yīng)用：斜面
①理想斜面：斜面光滑
②理想斜面遵從功的原理；
③理想斜面公式：FL=Gh其中：F：沿斜面方向的推力；L：斜面長；G：物重；h：斜面高度。
如果斜面與物體間的摩擦為f，則：FL=fL+Gh；這樣F做功就大于直接對物體做功Gh。三、機械效率：
１、有用功：定義：對人們有用的功。
公式：W有用＝Gh（提升重物）=W總－W額=ηW總
斜面：W有用=Gh
2、額外功：定義：并非我們需要但又不得不做的功
公式：W額=W總－W有用=G動h（忽略輪軸摩擦的動滑輪、滑輪組）
斜面：W額=fL
3、總功：定義：有用功加額外功或動力所做的功
公式：W總=W有用＋W額=FS=W有用／η
斜面：W總=fL+Gh=FL
4、機械效率：①定義：有用功跟總功的比值。
②公式：
斜面：
定滑輪：
動滑輪：
滑輪組

③有用功總小于總功，所以機械效率總小于1。通常用百分數(shù)表示。某滑輪機械效率為60%表示有用功占總功的60%。
④提高機械效率的方法：減小機械自重、減小機件間的摩擦

5、機械效率的測量：
①原理：
②應(yīng)測物理量：鉤碼重力G、鉤碼提升的高度h、拉力F、繩的自由端移動的距離S
③器材：除鉤碼、鐵架臺、滑輪、細線外還需刻度尺、彈簧測力計。
④步驟：必須勻速拉動彈簧測力計使鉤碼升高，目的：保證測力計示數(shù)大小不變。
⑤結(jié)論：影響滑輪組機械效率高低的主要因素有：
A動滑輪越重，個數(shù)越多則額外功相對就多。
B提升重物越重，做的有用功相對就多。
C摩擦，若各種摩擦越大做的額外功就多。
繞線方法和重物提升高度不影響滑輪機械效率。
四、功率：
1、定義：單位時間里完成的功
2、物理意義：表示做功快慢的物理量。
3、公式：=Fv
4、單位：主單位W常用單位kWmW馬力
換算：1kW=103W1mW=106W1馬力=735W
某小轎車功率66kW，它表示：小轎車１s內(nèi)做功66000J
5、機械效率和功率的區(qū)別：
功率和機械效率是兩個不同的概念。功率表示做功的快慢，即單位時間內(nèi)完成的功；機械效率表示機械做功的效率，即所做的總功中有多大比例的有用功。
五、機械能
(一)、動能和勢能
1、能量：一個物體能夠做功，我們就說這個物體具有能
理解：①能量表示物體做功本領(lǐng)大小的物理量；能量可以用能夠做功的多少來衡量。
②一個物體“能夠做功”并不是一定“要做功”也不是“正在做功”或“已經(jīng)做功”如：山上靜止的石頭具有能量，但它沒有做功。也不一定要做功。
2、知識結(jié)構(gòu)：

4、探究決定動能大小的因素：
①猜想：動能大小與物體質(zhì)量和速度有關(guān)；
②實驗研究：研究對象：小鋼球方法：控制變量；
？如何判斷動能大?。嚎葱′撉蚰芡苿幽究熳龉Φ亩嗌?br> ？如何控制速度不變：使鋼球從同一高度滾下，則到達斜面底端時速度大小相同；
？如何改變鋼球速度：使鋼球從不同同高度滾下；
③分析歸納：保持鋼球質(zhì)量不變時結(jié)論：運動物體質(zhì)量相同時；速度越大動能越大；
保持鋼球速度不變時結(jié)論：運動物體速度相同時；質(zhì)量越大動能越大；
④得出結(jié)論：物體動能與質(zhì)量和速度有關(guān)；速度越大動能越大，質(zhì)量越大動能也越大。
物體質(zhì)量m/kg速度v/(m.s-1)動能E/J
牛約600約0.5約75
中學(xué)生約50約6約900
練習(xí)：☆右表中給出了一頭牛漫步行走和一名中學(xué)生百米賽跑時的一些數(shù)據(jù)：分析數(shù)據(jù)，可以看出對物體動能大小影響較大的是速度你判斷的依據(jù)：人的質(zhì)量約為牛的1/12，而速度約為牛的12倍此時動能為牛的12倍說明速度對動能影響大
4、機械能：動能和勢能統(tǒng)稱為機械能。
理解：①有動能的物體具有機械能；②有勢能的物體具有機械能；③同時具有動能和勢能的物體具有機械能。
(二)、動能和勢能的轉(zhuǎn)化
1、知識結(jié)構(gòu)：

2、動能和重力勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
①質(zhì)量一定的物體，如果加速下降，則動能增大，重力勢能減小，重力勢能轉(zhuǎn)化為動能；
②質(zhì)量一定的物體，如果減速上升，則動能減小，重力勢能增大，動能轉(zhuǎn)化為重力勢能；
3、動能與彈性勢能間的轉(zhuǎn)化規(guī)律：
①如果一個物體的動能減小，而另一個物體的彈性勢能增大，則動能轉(zhuǎn)化為彈性勢能；
②如果一個物體的動能增大，而另一個物體的彈性勢能減小，則彈性勢能轉(zhuǎn)化為動能。
4、動能與勢能轉(zhuǎn)化問題的分析：
⑴首先分析決定動能大小的因素，決定重力勢能（或彈性勢能）大小的因素——看動能和重力勢能（或彈性勢能）如何變化。
⑵還要注意動能和勢能相互轉(zhuǎn)化過程中的能量損失和增大——如果除重力和彈力外沒有其他外力做功（即：沒有其他形式能量補充或沒有能量損失），則動能勢能轉(zhuǎn)化過程中機械能不變。
⑶題中如果有“在光滑斜面上滑動”則“光滑”表示沒有能量損失——機械能守恒；“斜面上勻速下滑”表示有能量損失——機械能不守恒。
(三)、水能和風(fēng)能的利用
1、知識結(jié)構(gòu)：

2、水電站的工作原理：利用高處的水落下時把重力勢能轉(zhuǎn)化為動能，水的一部分動能轉(zhuǎn)移到水輪機，利用水輪機帶動發(fā)電機把機械能轉(zhuǎn)化為電能。
練習(xí)：☆水電站修筑攔河大壩的目的是什么？大壩為什么要設(shè)計成上窄下寬？
答：水電站修筑攔河大壩是為了提高水位，增大水的重力勢能，水下落時能轉(zhuǎn)化為更多的動能，通過發(fā)電機就能轉(zhuǎn)化為更多的電能。

第十四章內(nèi)能的利用優(yōu)秀教案（新人教版）

第十四章內(nèi)能的利用
第1節(jié)熱機
【教學(xué)目標】
1、知識與技能
●了解四沖程內(nèi)燃機的基本構(gòu)造和工作原理。
●知道四沖程內(nèi)燃機的工作過程和能量轉(zhuǎn)化情況。
●知道柴油機與汽油機在構(gòu)造和工作過程中的異同點。
●了解內(nèi)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(xué)生了解可以利用內(nèi)能來做功。
●利用動畫、圖片或模型講解四沖程內(nèi)燃機的基本結(jié)構(gòu)和工作過程。
●通過分析汽油機和柴油機的構(gòu)造及工作過程的異同，學(xué)習(xí)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(xué)生觀察和分析問題的能力。
●通過閱讀“科學(xué)世界”，了解現(xiàn)代汽車的一些常識，擴展學(xué)生的知識面，養(yǎng)成學(xué)生的環(huán)保意識。
●了解這些內(nèi)燃機在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生將科學(xué)技術(shù)應(yīng)用于日常生活和社會的意識。
【教學(xué)重點】熱機的工作原理和汽油機的工作過程
【教學(xué)難點】汽油機和柴油機的異同點和能量轉(zhuǎn)化
【教學(xué)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(xué)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(xué)過程】
教學(xué)過程
教學(xué)內(nèi)容教師活動學(xué)生活動
一、創(chuàng)設(shè)情境，激趣導(dǎo)入
【創(chuàng)設(shè)情境】同學(xué)們，汽車已經(jīng)是我們現(xiàn)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(shù)千米每小時，而目前最快的汽車速度已經(jīng)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(xué)習(xí)的知識——熱機，將會揭開它神秘的面紗。
板書課題：§14.1熱機
（設(shè)計意圖：設(shè)置問題懸念，讓學(xué)生感受熱機的威力，誘發(fā)學(xué)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(xué)習(xí)。
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(nèi)燃機
【演示實驗】如圖：在試管內(nèi)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(xué)生觀察現(xiàn)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(xué)生思考：

（1）看到什么現(xiàn)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(nèi)能從何得到？

總結(jié)：在這個實驗中，酒精燃燒的化學(xué)能→水和水蒸氣的內(nèi)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(xiàn)，利用內(nèi)能可以做功，人們由此發(fā)明了利用內(nèi)能做功的機械——熱機。
（設(shè)計意圖：通過圖片的展示，簡單的小實驗，引發(fā)學(xué)生的思考，調(diào)動學(xué)習(xí)的興趣，活躍課堂氣氛。體現(xiàn)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(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的，有蒸汽機、內(nèi)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(xué)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(shè)計意圖：講述熱機的發(fā)展歷程，了解這些內(nèi)燃機在生產(chǎn)和生活中的應(yīng)用，提高學(xué)生將科學(xué)技術(shù)應(yīng)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(nèi)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(nèi)燃機】什么是內(nèi)燃機？內(nèi)燃機分為幾類？
總結(jié)并展示汽油機、柴油機圖片。

汽油機柴油機仔細觀察現(xiàn)象。

結(jié)合看到的現(xiàn)象討論交流，回答問題：
塞子慢慢向試管口運動。
水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機械能。
酒精燃燒的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水蒸汽的內(nèi)能。
理解熱機的原理：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
結(jié)合生活經(jīng)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(nèi)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(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機叫內(nèi)燃機。內(nèi)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(gòu)造

2、汽油機工作原理

【過渡】內(nèi)燃機是現(xiàn)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(shù)就是汽油機，我們重點學(xué)習(xí)汽油機的工作原理。
【認識構(gòu)造】展示汽油機模型，指導(dǎo)學(xué)生認識構(gòu)造，并簡要介紹其作用。
【演示沖程】轉(zhuǎn)動汽油機的手柄，讓學(xué)生觀察活塞在汽缸內(nèi)的運動情況，向?qū)W生介紹沖程：活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)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(xué)工作原理】要使汽油機連續(xù)工作，活塞必須能在汽缸內(nèi)往復(fù)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(zhuǎn)化？
吸氣沖程壓縮沖程

做功沖程排氣沖程
讓學(xué)生自學(xué)教材，利用汽油機模型進行操作，再結(jié)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(zhuǎn)
化
吸氣
沖程
壓縮
沖程
做功
沖程
排氣
沖程
巡視學(xué)生自學(xué)情況，提示注意觀察的問題。
【歸納總結(jié)】學(xué)生展示自己的表格完成情況，教師引導(dǎo)學(xué)生進行評價、補充。
適時點撥：可根據(jù)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(xí)】提出以下問題，讓學(xué)生結(jié)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(zhuǎn)化？如何轉(zhuǎn)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(zhuǎn)圈，活塞往復(fù)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(diào)：一個工作循環(huán)，“四沖二轉(zhuǎn)一做功”
（設(shè)計意圖：運用模型演示和學(xué)生模型操作，讓學(xué)生自主學(xué)習(xí)，主動得出結(jié)論，調(diào)動了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，既有利于學(xué)生對知識的理解，又培養(yǎng)了學(xué)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(guān)閉、
活塞向下運動的是_____沖程，若其轉(zhuǎn)速為1800r/min，每秒鐘經(jīng)過個沖程,做功___次。

組內(nèi)同學(xué)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(xué)習(xí)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(xué)糾正、補充別的同學(xué)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(zhuǎn)化情況。
組內(nèi)討論交流，回答：
①壓縮沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；做功沖程是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)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(zhuǎn)2周，往復(fù)2次，對外做功1次。

結(jié)合所學(xué)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(gòu)造

2、柴油機工作原理

3、內(nèi)燃機的應(yīng)用【過渡】柴油機也是內(nèi)燃機，那么，它又是怎么工作的呢？
【認識構(gòu)造】把汽油機模型和柴油機模型的構(gòu)造進行對比，你有什么發(fā)現(xiàn)？
【工作原理】讓學(xué)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(xué)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(xué)生描述，再引導(dǎo)學(xué)生糾正補充。

（2）柴油機和汽油機除了在構(gòu)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(gòu)造

不

同

點吸氣
沖程
壓縮
沖程
點火
方式
效率
應(yīng)用
相
同
點
【提出問題】提出以下問題讓學(xué)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(yīng)用在哪些地方？
（設(shè)計意圖：利用實物演示與動畫模擬，對比汽油機學(xué)習(xí)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(nèi)討論，根據(jù)汽油機的工作過程描述柴油機的工作過程。
思考，組內(nèi)交流比較兩者的不同之處，然后代表展示，其余同學(xué)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(yīng)用在汽車、飛機、摩托車等；柴油機主要應(yīng)用在載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪船、重型機械等。
（四）科學(xué)世界：現(xiàn)代汽車引導(dǎo)學(xué)生閱讀科學(xué)世界“現(xiàn)代汽車”。
汽車動力系統(tǒng)
（設(shè)計意圖：擴大學(xué)生視野，讓學(xué)生了解物理知識的應(yīng)用，體現(xiàn)了從物理到社會，同時也提高學(xué)生節(jié)約能源和保護環(huán)境的意識。）
閱讀科學(xué)世界，了解現(xiàn)代汽車，拓展視野。

三、盤點收獲引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)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(xué)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(shè)計】
§14.1熱機
一．熱機
1．定義：利用內(nèi)能做功的機械
2．熱機的工作原理:把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
二．汽油機
1．構(gòu)造：
2．工作原理：
吸氣沖程:
壓縮沖程:機械能→內(nèi)能
做功沖程:內(nèi)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(xué)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(xiàn)象改為棉花塞子在試管中慢慢向管口移動的現(xiàn)象，并通過引導(dǎo)學(xué)生對這個實驗的分析，讓學(xué)生深刻地理解了熱機的原理，體現(xiàn)從生活走向物理的理念。
2、主要采用學(xué)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(xiàn)代化教學(xué)手段，較形象演示四沖程內(nèi)燃機的工作過程，增加感性認識，幫助學(xué)生理解知識，再配合一定數(shù)量的針對性練習(xí)，能讓絕大多數(shù)學(xué)生對所學(xué)內(nèi)容當堂消化和吸收。
二、教學(xué)中易出現(xiàn)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(chǎn)生電火花、噴油嘴噴油、能量的轉(zhuǎn)化等內(nèi)容還不能很形象地演示，致使學(xué)生理解不透徹。
2．在觀看現(xiàn)象時有部分同學(xué)抓不住要點的問題，有極少數(shù)學(xué)生對汽油機和柴油機的工作過程及曲軸旋轉(zhuǎn)的圈數(shù)存在疑惑，應(yīng)在以后的教學(xué)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(zhuǎn)化
吸氣
沖程打開關(guān)閉向下空氣和汽油的混合物被吸入汽缸。無能量轉(zhuǎn)化
壓縮
沖程關(guān)閉關(guān)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(chǎn)生電火花。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
做功
沖程關(guān)閉關(guān)閉向下燃料猛烈燃燒，產(chǎn)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(zhuǎn)動，對外做功。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
排氣
沖程關(guān)閉打開向上排出廢氣無能量轉(zhuǎn)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(gòu)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(yīng)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(gòu)成一個工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)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(nèi)燃機的四個沖程的示意圖如圖所示，下列關(guān)于這種內(nèi)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(zhuǎn)化情況．關(guān)于對圖中①②③④的補充正確的是（）
A．①做功沖程，②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，③壓縮沖程，④機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
B．①壓縮沖程，②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，③做功沖程，④機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
C．①做功沖程，②機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，③壓縮沖程，④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
D．①壓縮沖程，②機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，③做功沖程，④內(nèi)能轉(zhuǎn)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(nèi)的溫度比柴油機的高
4．熱機是把_______能轉(zhuǎn)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(nèi)水蒸氣將塞子推出的過程，水蒸氣的______能轉(zhuǎn)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(zhuǎn)化過程相同。
6．如圖所示，是某種內(nèi)燃機某一沖程的示意圖，由圖可知：
（1）這種內(nèi)燃機是（選填“汽油機”或“柴油機”）；
（2）它在吸氣沖程吸入的物質(zhì)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(nèi)燃機處在沖程；該沖程中其能量轉(zhuǎn)化是把能轉(zhuǎn)化為能
（4）若此內(nèi)燃機飛輪速度為3000r/min，則每秒鐘內(nèi)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(nèi)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(nèi)能機械能做功沖程
6．（1）柴油機；（2）空氣（3）壓縮內(nèi)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

九年級物理第十四章《內(nèi)能利用》教學(xué)設(shè)計

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九年級物理第十四章《內(nèi)能利用》教學(xué)設(shè)計

第十四章內(nèi)能的利用

課程標準內(nèi)容

3．1．1了解能量及其存在的不同形式。描述各種各樣的能量和生產(chǎn)、生活的聯(lián)系。

3．1．2通過實驗，認識能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，不同形式的能量可以互相轉(zhuǎn)化。

例1試管中的水蒸氣把橡膠塞彈出（實驗時注意安全），水蒸氣對橡膠塞做功，將水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成了橡膠塞的機械能。

3．3．1從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值。

3．3．3了解熱機的工作原理。知道內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義。例了解蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機的基本原理及這些發(fā)動機對生產(chǎn)力發(fā)展所起的作用以及對環(huán)境的影響。

3．5．1知道能量守恒定律。列舉日常生活中能量守恒的實例。有用能量轉(zhuǎn)化與守恒的觀點分析問題的意識。

3．5．2從能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度認識效率。

3．5．3知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性。例知道熱水散發(fā)的能量不可能全部自動聚集起來。

節(jié)題

課時

教學(xué)目標

新變化及教學(xué)落實建議

第1節(jié)

熱機

1

1、了解四沖程汽油機和柴油機的基本工作原理。

2、通過演示實驗使學(xué)生了解可以利用內(nèi)能來做功。展示蒸汽機的工作原理，各種熱機的出現(xiàn)，知道內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義。

3、汽油機工作過程視頻，利用課件或模型講解四沖程汽油機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。

4、通過演示實驗培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析問題的能力。

5、通過不同形式對比汽油機和柴油機的不同，會用對比方法學(xué)習(xí)，有整理方法和習(xí)慣。

1、增加柴油機

建議：

2、用柴油機教學(xué)鞏固內(nèi)燃機的工作原理

3、通過表格等不同方式比較汽油機和柴油機的異同。在選擇方式整理的過程中鞏固知識。

4、在演示實驗中明確能量轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化的過程，為能量守恒奠基。

第2節(jié)

熱機的效率

1

1、知道燃料燃燒的過程能量轉(zhuǎn)化，從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值（定義、單位、意義）。會計算燃料燃燒時放熱

2、分析燃料燃燒熱量的散失了解燃料的利用率，討論提高燃料利用率的方法。

3、知道熱機的效率及提高熱機效率的方法

5、通過閱讀sTs從火車到火箭，了解內(nèi)能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義。

1、熱值的定義改變

建議：

2、注意到熱值的兩個單位，計算燃料燃燒時放熱。

3、從燃料的利用率到熱機效率，逐漸認識效率的含義。

4、課外活動。查閱資料或訪問技術(shù)人員，了解內(nèi)燃機中燃料釋放熱量的去向，討論提高效率的可能途徑。

第3節(jié)

能量的轉(zhuǎn)化和守恒

1

1、通過實例了解有哪些不同形式的能量，能舉出生活中能量轉(zhuǎn)化的實例。通過學(xué)生自己做小實驗,發(fā)現(xiàn)各種現(xiàn)象的內(nèi)在聯(lián)系,體會各種形式能量之間的相互轉(zhuǎn)化

2、知道能量守恒定律，能舉出日常生活中能量守恒的實例

3、對能量的轉(zhuǎn)化和守恒有感性的認識,為建立科學(xué)世界觀和科學(xué)思維方法打基礎(chǔ)，有用能量守恒的觀點分析物理現(xiàn)象的意識。

4、能分析生活中能量轉(zhuǎn)化的實例，鍛煉分析能力。

5、通過能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移,認識效率。能說明效率的意義。

1、從第一節(jié)演示實驗中的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移分析，到第二節(jié)的燃料燃燒熱量的去向，熱機的效率，都是為認識能量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)移、能量守恒定律、效率奠定基礎(chǔ)，教學(xué)中需要把握教學(xué)內(nèi)容之間的聯(lián)系，循序漸進提升到認識水平。

2、課后習(xí)題中增加說明效率的意義，體現(xiàn)出課標“3．5．2從能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的角度認識效率”

3、討論和分析簡單的永動機設(shè)計方案，說明永動機是不可能造成的。

復(fù)習(xí)

1

見總體要求