【核心素养目标】14.2热机的效率教学设计2023-2024学年人教版九年级物理上学期

热机的效率
一、教学目标
1.物理观念
(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。
2.科学思维
学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。
3.科学探究
通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。
4.科学态度与责任
培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。
二、教学重难点
教学重点：热机的工作原理能量转化。
教学难点：热机(汽油机)的工作原理。
三、教学分析
本节内容是上一节内燃机知识点延续，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，这样对内能的利用有一个更全面的认识，并为下一节能量转化和守恒做好准备。
四、教学过程
（一）新课讲解
活动1【导入】复习回顾
1、什么是热机 热机的种类
2、内燃机的有几个工作冲程 能量是怎样相互转化的
活动2【活动】活动一
阅读课本内容并做“想想议议”
学生找到燃料的种类并举例,说明不同的燃料燃烧放出的热量不同,引出热值的概念。
活动3【讲授】讲授燃料的热值
1、概念 某种燃料完全燃烧放出的能量(热量)与其质量之比,叫做这种燃料的热值(heatvalue),热值用q表示。
单位:J/Kg或
公式:Q=mq或:Q=Vq
其中:燃料完全燃烧释放的热量为Q、燃料的质量为:m、燃料的热值为q;那么V则应该是燃料的体积、此时燃料的热值仍然是q,可是此时因为体积单位为: (米的立方),则燃料热值此时单位为: 。
活动4【活动】活动二：
阅读课本小资料你能得出那些信息
活动5【练习】例题讲解
例题:把5kg40℃的水烧开,需要完全燃烧多少kg的干木柴 (已知干木柴的燃烧值为1.2×107J/kg,外界为标准大气压,并且燃料完全燃烧放出的热量全部被水吸收)
小组合作讨论得出这道题方法,教师最后说明
活动6【活动】热机的效率
二、热机的效率
交流讨论:热机里的能量损失。
利用24页的想想议议的图14。2-2在内燃机里,燃料燃烧释放的能量都到哪里去了
热机工作时,并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功,有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。
活动7【活动】讲授热机工作时的能量的损失
学生通过讨论得到以下几点:
①燃料未完全燃烧
②废气排出带走能量
③克服磨擦,消耗能量(由于机械传动等要克服摩擦也要消耗能量)
④热机本身发热带走一部分能量。
活动8【活动】讲授热机的效率定义
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
即(1)热机的效率为: ,其中W有用指用来做有用功的能量,Q总指完全燃烧释放的能量。
看书P24一些热机的热机效率表,讨论这些热机中的能量转化情况。
活动9【活动】讲授提高热机效率的主要途径
(1)燃料尽可能燃烧
(2)尽量减少各类热量的损失
(3)在热机的设计和制造上,采取先进技术
(4)使用时,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功。
活动10【活动】讲授提高燃料利用率的意义
节约能源
减少大气污染