课件11张PPT。第1节 热 机这一节主要内容包括内燃机的工作原理及能的转化过程。教学中适当调整一下教学顺序，汽油机的工作原理结合活动挂图，先弄清每个冲程的工作行程，再将其连续起来形成整体印象。教材分析设计意图教材通过把内能转化为机械能的过程演示，直观地展示了热机中的能量转化过程。通过分析四冲程汽油机的基本工作过程，展示其如何持续做功。学情分析学生对身边的机动车辆有一定的了解，学习热机的难度不太大，学习过程中运用一些内燃机的课件展示内燃机工作原理，会有助于学生的理解。教学目标知识与技能
1．了解热机的概念。
2．了解四冲程汽油机的基本工作原理。
过程与方法
1．通过分析使学生了解可以利用内能来做功。
2．利用活动模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。重点难点重点
汽油机的工作原理及能的转化过程。
难点
内燃机的工作原理。教学过程一、新课导入
演示：通过水沸腾实验，讨论这个过程中的能量之间的转化的情况。
分析引导：通过能量的传递，引出蒸汽机的工作原理。
一、新课教学
1．内燃机。
(1)实验演示：在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾。
观察发生的现象，引导学生思考：这一过程中能量是如何转化或转移的？
学生思考后，得出：酒精的化学能转化为内能，内能传递给水和水蒸气，水和水蒸气的内能又转化为橡皮塞的机械能。由此引出热机。
(2)热机：把内能转化为机械能的机器叫热机，其种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等。教学过程2．汽动机。
(3)展示汽油机模型，找出各部分构造的位置。
(4)利用汽油机活动模型，操作并观察工作中每一个冲程的工作情况。
(5)总结汽油机的工作原理。
师生共同讨论得出：
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，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。
内燃机中的能量转化过程：
压缩冲程中，机械能转化为内能。
做功冲程中，内能转化为机械能。教学过程2．学生阅读“科学世界——现代汽车”。
3．认识柴油机
(1)出示模型、了解构造。
(2)演示工作过程，总结工作原理。
(3)分析比较汽油机和柴油机的异同点。
4．介绍生活中汽油机和柴油的优、缺点。
三、课堂小结
1．热机的概念。
2．四冲程汽油机的工作过程及能量转化。
四、作业设计
见练闯考第12页课内精练教学板书教学反思本节教学将内容的次序作了一定的调整，由实验中水蒸气顶开塞子转入热机的教学，这样的安排比较自然一些。利用模型和活动挂图帮助学生了解热机的内部结构从而加深对热机能量转化过程的理解。课件12张PPT。第2节 热机的效率教材通过对燃料燃烧放出热量的讨论引出热值的概念，并分析了热机效率不高的原因。最后通过“STS”介绍了热机的发展及其对人类发展的作用。教材分析设计意图这一节主要是对热值的理解，掌握热值的相关计算。热机的效率的教学引导学生结合生活实际来讨论，通过实际让学生加深感性认识，从而激发其开发新技术，提高燃料的利用率的意识。学情分析燃料的热值通过身边熟悉的燃料燃烧时放出热量的情况帮助学生理解，家用灶具的使用情况可帮助学生理解热机效率不高的原因。教学目标知识与技能
1．从能量转化的角度认识燃料的热值。
2．了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。
3．通过分析能量转化或转移的去向，理解热机效率。
情感、态度与价值观
1．通过热值的学习培养学生观察、分析问题的能力。
2．通过热机效率的学习，激发学生开发新技术、提高燃料利用率的意识。
3．通过阅读“STS”扩展学生的知识面。重点难点重点
1．燃料的热值。
2．热机效率。
难点
1．热值的相关计算。
2．热机效率。教学过程一、新课导入
思考问题：现在有两种燃料：干草和煤炭，要烧开一壶水，用哪种作燃料用量少一些？
分析引导：水烧开需要吸收的热量是相等的，而干草和煤炭用的量不同，这说明质量相同的不同燃料完全燃烧时放出的热量是不同的，由此引出燃料的热值。教学过程教学过程教学过程3．燃料的有效利用
组织学生讨论：怎样提高燃料的利用率，减少环境污染？
三、课堂小结
1．热值及其单位。
2．有效利用原料的途径。
3．热值的相关计算。
四、作业设计
见练闯考第14页课内精练教学板书教学反思本节课通过对热机的效率的学习，让学生了解到能源的低效率使用情况，在学习生活中认识到节约能源的必要性，增强学生们在生活中的节约能源意识。课件11张PPT。第3节 能量的转化和守恒本节教材首先通过学生自己动手做实验，使其发现各种不同现象的联系，向学生初步揭示出能量概念的物理实质。接着通过学生讨论，分析了能量不能凭空消失，只能相互转化，并给出能量守恒定律。教材分析设计意图能量转化和守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一，它主要包括各种形式的能的相互转化和能量守恒两部分内容。本课教学中，从生活中的实例入手，引导学生自己动手实验或分析身边实例，找出光、电、热、机械运动等现象之间的联系，使学生理解能的转化这个重点内容。先后通过单摆摆动高度越来越低的现象，让学生思考能量的去向，从而引入能量守恒定律；最后结合永动机的介绍让学生分析得出永动机是不可能制成的，从而进一步理解能量守恒的观点。学情分析本节教学中要充分利用学生已有的知识，对这些实例中的能量转化进行具体的分析，结合永动机是不能制成的事实让学生理解能量转化与守恒定律。教学目标知识与技能
1．知道各种形式的能量是可以相互转化的。
2．知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。
3．能举出日常生活中能量守恒的实例。
4．能用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
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，体会各种形式的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物体。重点难点重点
能量的转化与守恒定律。
难点
用能量的转化与守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能量转化或转移的过程。教学过程一、新课导入
演示一个单摆的摆动过程，让学生分析其能量是怎样转化的，让学生猜想它是否能永远地摆动下去，由此引入课题。
二、新课教学
1．能的转化。
(1)指导学生完成“想想议议”中的四个小实验，观察实验发生的现象，讨论其能量转化情况。
(2)学生分析得出：
①机械能→内能
②光能→内能
③光能→电能→机械能
④机械能→电能及内能
(3)教师概括：一定的条件下，各种形式的能可以相互转化。
(4)指导学生填充图14.3－1。教学过程2．能量守恒定律。
(1)教师演示单摆实验，让学生思考：为什么摆球的高度会逐渐降低，是否丢失了能量？
(2)引导学生观察现象，思考问题，分析原因：小球在上升和下降过程中，动能和势能相互转化，由于存在阻力和摩擦力，同时部分机械能转化为内能，因此机械能减少了，但减少的机械能等于转化的内能，总的能量不变。
(3)能量守恒定律：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
(4)简单介绍19世纪自然科学的三大发现：能量守恒定律、细胞学说、生物进化论。教学过程三、课堂小结
1．在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化。
2．能量守恒定律。
四、作业设计
见练闯考第16页课内精练教学板书教学反思这节课让学生积极参与实践，从日常生活中的单摆、小球等熟悉的实验出发，亲自去感受自然界各种现象之间的联系，从而更好地理解能量转化与守恒定律。通过课本中永动机的介绍，让学生参与讨论，认识到永动机不可能制成的。课下补充作业让学生查阅永动机的有关资料，以加深对能量转化与守恒定律的理解。课件16张PPT。检测内容：第十四章 内能的利用1．下列关于能量转化的说法中，错误的是( )A．干电池对外供电时，电能转化为化学能
B．发电机工作时，机械能转化为电能
C.电饭锅在煮饭时，电能转化为内能
D．电风扇工作时，电能主要转化为机械能2．下列过程中，属于内能转化为机械能的是( )
A．寒冷天气快速搓手，手会感到暖和
B．水轮机带动发电机发电
C．烧红的铁块放入水中，冷水变热
D．壶中的水沸腾时，壶盖不断地在跳动A D3．对热学概念的理解，下列说法正确的是( )
A．水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，表示1 kg的水温度升高(降低)1 ℃吸收(放出)4.2×103 J的热量
B．热量是指物体具有能量的多少
C．温度高的物体具有的内能一定多
D．热值大的燃料完全燃烧放出的热量一定多4．下列说法中错误的是( )
A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化
B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律
C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量保持不变AA5．初温、质量都相同的水和铁球，从相同的高度自由落下，落地时，假若它们的势能全部转化为内能，使各自的温度升高，则( )
A．水的温度高 B．铁球的温度高
C．水、铁球的温度一样高 D．无法确定B6．学习了“能量的转化和守恒”的知识后，同学们提出了下面的一些关于开发和利用能源的建议，其中不可行的是( )
A．我国煤炭资源丰富，应研究并采用如何让燃料充分燃烧，以减少热量损失的措施
B．电力部门应加快进行将内能直接转化为电能的研究，以减少内能在多次转化过程中的损失
C．我国应进一步开发利用江河水利资源
D．随着资源的不断消耗，应研究出一种既可以不消耗或少消耗能量，又能不断对外多做功的机器D7．摩托车上的热机工作时提供动力的冲程是( )
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程8．汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是( ) A．甲冲程是把机械能转化为内能 B．乙冲程是把内能转化为机械能C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程是把内能转化为机械能CA9．关于四冲程汽油机，下列判断正确的是( )
A．四冲程的顺序适当调整，汽油机也能工作
B．三个辅助冲程如果减少一个，汽油机也能工作
C．三个辅助冲程需要靠外力来完成
D．四冲程中只有第三冲程对外做功，把燃料燃烧释放的内能的一部分转化为机械能10．下列关于“热机”的说法中，正确的是( )
A．通过技术改进，热机效率可达100%
B．做功冲程将机械能转化为内能
C．热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高
D．火箭发动机属于热机DD11．某机器的能量流向图如右图所示，据此推测该机器可能是( )
A.热机 B.电动机
C.发电机 D.电热水器12．目前，石油、煤炭的消耗量迅速增长，易导致能源危机。因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一。小明家的太阳能热水器内装有100 kg、25 ℃的水，经过一天照射后，温度升高了50 ℃。则水吸收的热量及至少可以节约煤的质量分别是[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值是3.0×107 J/kg]( )
A．1.05×107 J，0.35 kg B．2.1×107 J，0.35 kg
C．1.5×107 J，0.7 kg D．2.1×107 J，0.7 kgAD13．天然气在城市广泛使用，已知天然气的热值为4×107 J/m3，完全燃烧0.05 m3天然气可以放出__________的热量，这些热量若只有42%被水吸收，则可以使常温下5 kg的水温度上升_____℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]14．一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3 600 r/min，该柴油机活塞1 s对外做功_____次。若其效率为40%，消耗5 kg的柴油转化成的机械能是__________。(q柴油＝4.3×107 J/kg)15．柳州鑫能生物发电项目是广西第一个新型环保清洁和可再生能源生物发电示范项目，以热值为1.2×107 J/kg的秸秆作燃料。完全燃烧_____kg的秸秆得到8.4×107J的热量；若这些热量全部被水吸收，可使______kg的水从30 ℃上升到70 ℃。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]2×106 J40308.6×107 J750016．柴油机是工农业生产中常用的热机。已知某型号柴油机的效率为η，柴油的热值为q。将质量为m的柴油完全燃烧，能放出的热量Q＝______，这些热量通过该柴油机的转化对外所做的有用功W＝_______。17．迎丰中学为了保证学生饮水卫生，学校决定为学生供应开水，工人师傅用锅炉将300 kg、20 ℃的水烧开(在一标准大气压下)，这些水要吸收___________J的热量。而实际烧了10 kg的无烟煤，这些煤完全燃烧放出_________J的热量，锅炉的效率是_______。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，q煤＝3.4×107 J/kg，结果精确到0.1%]mqηmq1.008×10829.6%3.4×108 18．焦炭的热值为3.0×107 J/kg，它的物理意义是______________________________________，完全燃烧______kg的焦炭放出的热量能使50 kg水的温度升高60 ℃。[不计热量损失，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]19．陈家冲垃圾卫生填埋发电场启动点火，实现了湖北省首个填埋气体发电，从而减小了填埋气体对周围地区的_____________污染。该项目一年大约可以燃烧108 kg填埋气体，如果这些填埋气体的热值约为2×107 J/kg，那么这些气体完全燃烧可以产生约________J的热量以供发电。1kg的焦炭完全燃烧放出的热量为3.0×107 J0.42大气(或空气)2×101520．“天宫一号”是中国第一个目标飞行器，飞行器全长10.4米，最大直径3.35米，由实验舱和资源舱构成，于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射，如图所示。请你根据发射时的照片提供的信息，提出一个你想探究的物理问题，并根据物理知识做出简要分析。如：问题：火箭为什么要用氢作燃料？答案：因为氢的热值大。_________________________________________________________________；______________________________________________________________________________。 火箭发射的过程中，能量是如何转化的(或火箭的头部为什么做成尖的)问题：答案：燃料的化学能转化为内能，内能再转化为机械能(或为了减小空气阻力)(合理即可)21．请仔细阅读下文，并回答文后的问题。 福州打造海西“多电型”能源基地
据《福州晚报》报道，随着海交会开幕和一系列能源项目的开工建设，多种能源互补的能源发展和保障体系已使福州能源建设走在海西前头。
不久的将来，我市公交车将用天然气作燃料，这种清洁能源能有效减少空气污染。随着红庙岭垃圾发电厂的建设，节能环保、替代型能源有了新的突破，目前焚烧1吨垃圾能发电220 kW·h，可供普通家庭使用一个月。沿海的长乐、连江、福清、罗源已建和在建的多个火力发电厂，极大地满足了福州用电需求。平潭、福清、长乐的风力资源相当丰富，风力发电已成为海岛平潭重要的获取电能方式之一。福清核电站规划装机容量600万kW，它的建成必将大大缓解煤电使用的压力，与火力发电相比，核能发电只需消耗很少的核燃料，就能产生大量的电能。(1)公交车使用天然气做燃料的好处是______________________，文中涉及的节能环保、变废为宝的方法是利用______发电。(2)风力发电是将___________能转化为电能，与火力发电相比，核能发电的优点是_________________________________________。22．汽车的诞生改变了人类的生活方式。事实上，人类很早就在探寻着更好的代步工具，法国人居纽于1769年制造了世界上第一辆蒸汽驱动的三轮车。现在你看到的这幅漫画，据说是牛顿所设计的蒸汽汽车原理图，试就该原理图回答下列问题： 能有效减少空气污染垃圾机械(或风)只需消耗很少的核燃料，就能产生大量的电能(1)找出原理图中运用了哪些物理知识。(至少说出三点)(2)该原理图中涉及哪几种形式的能量？请简述对应的能量转化过程。(3)使汽车向前运动的力是怎样产生的？这个力的施力物体是谁？ 解：(1)杠杆原理；力的作用是相互的；以滚动代替滑动可以减小摩擦；不同形式的能量可以相互转化等。(2)化学能、内能、机械能(动能)；通过燃烧将燃料化学能转化为内能，蒸汽向后喷出，将内能转化为机械能。(3)力的作用是相互的，向后喷出的蒸汽反过来给汽车一个向前的推力；喷出的蒸汽是施力物体。 23．某物理兴趣小组的同学，用煤炉给10 kg的水加热，同时他们绘制了如下图所示的加热过程中水温随时间变化的图线。若在6 min内完全燃烧了2 kg的煤，水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤的热值约为3×107 J/kg。求： (1)煤完全燃烧产生的热量； (2)经过6 min时间加热，水所吸收的热量； (3)煤炉烧水时的热效率。 解：(1)Q放＝mq＝2 kg×3×107 J/kg＝6×107 J (2)Q放＝cm(t－t0)＝4.2×103 J/(kg·℃)×10 kg×(80 ℃－20 ℃)＝2.52×106 J 第十四章 内能的利用
14．1 热机
【学习目标】
1．了解热机的工作原理。
2．了解汽油机的基本工作原理。
3．了解柴油机的基本工作原理。
【重点难点】
汽油机与柴油机的工作原理以及工作过程中的能量转化情况。
学习内容一：热机
学习指导：阅读课本P17－P18文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。
【自学检测】
1．人们发现内能可以做功，利用内能做功的机械叫热机。
2．燃料直接在发动机的汽缸内燃烧产生动力的热机，叫内燃机。
3．内燃机分为汽油机与柴油机两大类。它们分别用汽油与柴油作为燃料。
【合作探究】教师巡视辅导。
演示P17图14.1－1，请学生观察后讨论如下问题：
1．点然酒精后，有什么现象发生？
答：听到“呯”的一声，看到塞子飞出去，瓶口附近出现“白雾”。
2．塞子为什么会飞出去？瓶口为什么会出现“白雾”？
答：酒精燃烧给试管中的水加热，试管内产生大量的水蒸汽，当管内的气压大到一定程度时，塞子在水蒸汽压力的作用下就会飞出去。管内的水蒸汽对塞子做了功，内能减少，温度降低，水蒸汽遇冷液化，形成“白雾”。
3．从酒精灯点燃到塞子飞出去，能量是怎么转化与转移的？
答：酒精具有化学能，燃烧后化学能转化为内能 ，内能通过热传递的方式转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸汽，水蒸汽推动塞子做功，内能转化为塞子的动能。
4．在大屏幕上展示P18图14.1－2，这个内燃机与刚才的演示实验装备在结构上有什么相同点？
活塞——塞子 汽缸——试管
5．它们工作时能量转化有什么共同点？
共同点：能量转化过程相同，都是燃料燃烧后的内能转化为机械能。
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
1．在演示实验中，塞子不能塞得太紧，否则有可能引起试管爆裂。
2．内燃机与其它热机的能量转化方式一样：内能转化为机械能。不同点在于内燃机的燃料在汽缸内燃烧，所以称之为“内燃”。
【即时练习】
1．完成P21第1题。
2．内燃机的特点是：燃料在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。
学习内容二：汽油机、柴油机
学习指导：阅读课本P18－P20文字内容与插图，二人为一组，相互描述汽油机的工作过程。
【自学检测】
1．汽油机的结构：汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞。
2．汽油在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动。
3．活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫一个冲程。汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
【合作探究】教师巡视辅导。
1．使用PPT动画展示汽油机工作过程，说说汽油机是怎样工作的，并将下面的空补充完整。
汽油机一个完整的工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
A．吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油与空气的混合物进入汽缸。
B．压缩冲程：进气门排气门都关闭，活塞向上运动，燃料与空气的混合物被压缩，温度升高。
C．做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞点火，燃料燃烧，产生高温高压的气体，高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
D．排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
2．讨论并完成“想想议议”
(1)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。
(2)做功冲程使汽车获得动力。
(3)排气冲程排出废气。
3．阅读P19柴油机的相关内容，比较一下汽油机与柴油机的异同并将下列表格补充完整。
相同点
能量转化方式
都是把内能转化为动能
工作过程
都有四个冲程：吸气、压缩、做功、排气。
不同点
吸气冲程：
汽油机吸入是的汽油与空气的混合物。柴油机吸入的是纯净的空气。
压缩冲程：
汽油机在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，是“点燃式”；柴油机在压缩冲程结束时，汽缸内的温度已超过柴油的燃点，此时，喷油嘴喷出雾状的柴油，遇到热空气马上燃烧，是“压燃式”
功率不同：
柴油机功率一般较大，一般应用于大型机械上， 汽油机相对功率较小，一般应用于小型机械上。
效率不同：
柴油机对燃料利用率较高，机械效率较高，汽油机机械效率较低。
4.阅读P20科学世界“现代汽车”，说说现代汽车与过去的汽车相比有哪些优点。
答：减少污染，降低消耗。
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
1．在四冲程汽油机中，只有做功冲程对外提供了动力，其他三个冲程依靠飞轮的惯性完成。手扶拖拉机在启动时，要用人力转动摇把，带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程，然后发动机才能开始正常工作。小汽车启动时，转动钥匙，电动机开始带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程。
2. 一个工作循环，活塞来回运动二次，曲轴旋转二周，对外做功一次。
【即时练习】
完成课本P21第2、3题。
【当堂练习】见训练案基础部分
14．2 热机的效率
【学习目标】
1．从能量转化的角度认识热值，并能进行相关的计算。
2．通过能量的转化与转移，认识效率，能计算热机的效率。
【重点难点】
1．认识热值，利用热值计算物质燃烧放出的热量。
2．认识热机的效率，能计算热机的效率。
学习内容一：燃料的热值
学习指导：阅读课本P22－P23的文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。
【自学检测】
1．某种燃料完全燃烧所放出的热量与质量之比，叫做这种燃料的热值。
2．热值的单位由热量与质量的单位组合而成，在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，所以热值的单位是焦每千克，符号是J/kg。
3．酒精的热值是3.0×107_J/kg，它的物理意义是：1 kg酒精完全燃烧所放出来的热量是3.0×107_J。
【合作探究】教师巡视辅导。
1．说一说：在我们的家庭中，会使用哪些燃料？
答：煤、液化气、木柴等。
2．根据我们的生活经验想一想：烧开同样一壶水，使用不同的燃料，所消耗的燃料的质量是一样多吗？
答：烧开同样一壶水，使用不同的燃料，消耗的燃料的质量是不同的；
这说明什么？
答：这说明，不同的燃料，燃烧后放出的热量是不同的。
3．在物理学中，我们用热值的概念来表示这种差异。这种下定义的方法叫“比值法”。
4．阅读P23第二段的内容，归纳一下利用燃料的热值和质量，来计算燃料完全燃烧所放出热量的公式。(用Q放表示放出的热量，q代表燃料的热值，m代表燃料的质量)
答：Q放＝qm
5．如果是气体燃料，公式又是什么样的？
答：Q放＝qV
6．请写出这二个公式的推导式。
答：m＝Q放/q，q＝Q放/m，V＝Q放/q，q＝Q放/V。
7．在实际的燃烧过程中，燃料能否充分燃烧？如果不能则燃料的热值是否会发生变化？
答：热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量才等于利用上述公式计算得出的热量。因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小。但燃料的热值不会改变。
【展示交流】
请学生利用热值公式完成P26第1、2题，注意计算格式。
【精讲点拨】
1．热值只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧，燃料的质量、体积均无关系。
2．在计算燃料燃烧放出的热量时，热值与质量的单位必须是国际单位，计算的结果才是J，同理，在计算气体燃料燃烧放出的热量的时候，热值的单位应为J/m3，体积的单位应为m3，计算的结果才是J。
3．利用推导式m＝Q放/q，q＝Q放/m，V＝Q放/q，q＝Q放/V可以求出对应的燃料的质量、体积、热值 。
【即时练习】
1．关于燃料的热值，以下说法中正确的是( A )
A. 燃料的热值与燃料的燃烧情况无关
B. 容易燃烧的燃料，热值一定大
C. 煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D．放出热量多，热值就大
2. 一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油( D )
A. 密度和热值不变，比热容减为原来的一半
B. 比热容和密度不变，热值减为原来的一半
C. 热值和比热容不变，密度减为原来的一半
D. 密度、热值和比热容都不变
学习内容二：热机效率
学习指导：阅读课本P23－P24文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。
【自学检测】
1．对于热机而言，燃料释放的能量一部分用来做功，一部分散失了。用来做有用功的那一部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机效率。
2．蒸汽机的效率只有6_%～15_%，汽油机的效率可以达到20_%～30_%，柴油机的效率可以达到30_%～40_%。
3．设法利用废气带走的热量，是提高燃料利用率的重要措施。
【合作探究】教师巡视辅导。
1．我们在用煤气烧水的时候，煤气能否充分燃烧，煤气燃烧放出的热量能否都被水吸收？
答：煤气不能充分燃烧，燃烧放出的热也不能完全被水吸收。
2．阅读课本P24“想想议议”，回答相关问题。
答 ：燃料燃烧放出的热量，一部分直接散失到空气中去， 一部分被废气带走，只有一小部分用来做有用功了。
3．在八年级，我们学习了机械效率，那么我们能不能用类似的方法来计算出内燃机的效率呢？在内燃机的效率问题中，什么相当于有用功？什么相当于总功？推导出相关公式。
答：内燃机对外做的功相当于有用功，燃料燃烧放出的热量相当于总功。
η＝W有用/Q放
4．在问题1中，如果要计算煤气烧水时的效率，公式是什么样的？讨论后推导之。
答：η＝Q吸/Q放
5．热机的效率是热机性能的重要指标，提高热机效率有何意义，怎样提高热机效率？
答：提高热机效率可以节省燃料，减少污染。提高热机效率的方法：1.尽量使燃料充分燃烧；2.设法利用废气带走的热量 。
6．阅读P25“从火车到火箭”，了解人类运输工具的进步。
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
1．为了提高热机的效率，在大型火力发电站，人们常常利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。
2．在计算热机效率的时候，一般先利用公式Q放＝qm 或Q放＝qV 计算出燃料完全燃烧放出的热(这相当于机械效率中的总功) 再利用W有用/Q放＝η 或Q吸/Q放＝η计算出热机的效率。
【即时练习】
1．完成课本P26第3、4题。
2．据估计，全国一年可产生城市生活垃圾约5.6×108 t，焚烧生活垃圾释放的热量为我所用，是综合利用垃圾的一种方法。若燃烧1 t生活垃圾可以放出1.176×1010 J的热量，问：(1)这些热量相当于完全燃烧多少焦碳产生的热量？(2)这些热量可以将多少 kg的水由20 ℃加热到沸腾？
【当堂练习】见训练案基础部分
14．3 能量的转化和守恒
【学习目标】
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．用能量守恒的观点分析物理现象。
【重点难点】
1．知道能量守恒定律。
2．区别能量的转化和转移。
学习内容一：能量的转化
学习指导：阅读课本P27文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。
【自学检测】
1．在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。
2．摩擦生热，是机械能转化为内能；水轮机发电是机械能转化为电能，电水壶烧水是电能转化为内能。
【合作探究】教师巡视辅导。
1．阅读P27图14.3－1举出发生了能量转化的实例。
答：摩擦生热——机械能转化为内能
水放在太阳下——内能转移到水中
太阳电池——太阳能转化为电能
小电扇旋转——电能转化为机械能
摩擦起电——机械能转化为电能
光合作用——太阳能转化为化学能
燃料燃烧——化学能转化为内能
2．以上事例能说明什么？
答：在一定条件下，能量是可以相互转化的。
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
1．能量不但可以相互转化，还可以转移。比如合作探究1中，把水放在太阳下，水会变热，这是太阳光具有的内能转移到水中。
2．能量的转化与转移的区别。能量的转化，能量的形式发生了改变；能量的转移，能量的形式没有发生改变，只是从一个物体转移到另一个物体。
【即时练习】
1．完成P29第1题。
2．下列过程中，属于电能转化为机械能的是( C )
A．太阳能电池充电 B．电灯照明
C．电风扇工作 D．风力发电
3.用做功的方式改变物体的内能，能量是怎么改变的？用热传递的方式改变物体的内能，能量是怎么改变的？
答：做功改变内能——机械能转化为内能。
热传递改为内能——内能从一个物体转移到另一个物体。
学习内容：能量守恒定律
学习指导：阅读课本P28－P29文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。
【自学检测】
1．能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
2．能量守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一，所有的能量转化过程，都服从能量守恒定律。
【合作探究】教师巡视辅导。
阅读P28“想想议议”，并结合图14.3－2，思考并回答相关问题。
1．小球为什么越弹越低？它的机械能发生了什么变化？
答：小球的机械能被消耗了，机械能的总量在减少。
2．在此实验中，机械能的总量为何不能守恒？为什么减少的机械能跑到哪里去了？
答：因为机械能守恒是有条件的——只在势能与动能之间发生转化，机械能才能守恒。在这个实验中除了动能与势能的转化外，小球还要克服摩擦做功，一部分机械能会转化为内能。
3．此实验给我们什么启示？
答；说明能量是可以相互转化的，还说明能量不会凭空产生，也不会凭空消失。
4．举出生活中能量转化与守恒的实例，并解释。
5．展示P29图14.3－3，想一想这个装置能否实现“永动”。
答：这个装置不能实现“永动”，因为砂轮做功要消耗一部分水的机械能，被抽上去的水比流下来的水少，最终会停止。它违背了能量守恒定律。
6．思考：既然能的总量是守恒的，我们为什么还要节约能源？
【展示交流】教师掌握情况。
【精讲点拨】
一切机器在工作时候都要消耗能量才能对外做功，不消耗能量能对外做功的机械是不存在的，它们都违背了能量守恒定律，所以“永动机”是不可能成功的。
【即时练习】
1．完成P29－P30第2、3题。
2．下列说法中错误的是( A )
A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化
B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律
C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器
D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变
3．电动机通电后电动机带动其他机器运转，一段时间后，电动机的外壳就会变得烫手，则下列关于能的转化和守恒的说法中正确的是( B )
A．电能全部转化为机械能，总的能量守恒
B．电能一部分转化为机械能，另一部分转化为内能，总的能量守恒
C．电能全部转化为内能，内能守恒
D．电能转化为机械能和内能，机械能守恒
【当堂练习】见训练案基础部分
第十四章 内能的利用
1．了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
2．从能量转化的角度认识燃料的热值。
3．通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化。
4．知道能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的实例，有用能量转化和守恒的观点分析物理现象的意识。
5．通过能量转化和转移，认识热机的效率。
依据教材的编写安排可以把本章内容分成两部分：内能的利用、能量守恒定律。其中主要内容包括：内能在实际生活中的利用——热机的工作原理，并介绍了燃料的热值、能量利用的效率等相关知识；从能量的角度把各种现象联系起来阐述能量守恒定律的内涵及其普遍性、重要性。本章是体现物理学科内部综合、物理与其他学科综合、自然科学与社会科学综合的典范。能量的变化与物理知识中的其他点、其他学科、甚至社会问题都有着不可分割的联系。
学生在上一章已经学习了内能的本质、内能的改变等相关知识，为本章学习内能的利用奠定了基础。热机是人们生产和生活必不可少的机器，尤其是摩托车和汽车等交通工具的普及，让学生更有了探究的欲望。学生希望教师创设主动观察的物理学习环境，通过自己的自主学习，同学之间的合作探究，通过生活中相关工具的实践、操作、观察，来主动获取知识、体验探究的乐趣。
1．本章内容将日常现象与理论分析相结合，热机及其相关知识并不陌生，生活和科技实践中随处可见，教学中要充分利用生活中的一些实例，运用观察比较法，引导学生观察生活，体会科学技术中的物理知识，对于汽油机、柴油机的区别，可通过列表对比的方式进行教学。
2．用能量转化和守恒的观点分析物理现象时，一般可以分三步培养学生分析问题的能力：认识能的各种形式——各种能的转化、转移实例——各种能转化、转移与守恒实例。第1节 热 机
这一节主要内容包括内燃机的工作原理及能的转化过程。教学中适当调整一下教学顺序，汽油机的工作原理结合活动挂图，先弄清每个冲程的工作行程，再将其连续起来形成整体印象。
教材通过把内能转化为机械能的过程演示，直观地展示了热机中的能量转化过程。通过分析四冲程汽油机的基本工作过程，展示其如何持续做功。
学生对身边的机动车辆有一定的了解，学习热机的难度不太大，学习过程中运用一些内燃机的课件展示内燃机工作原理，会有助于学生的理解。
知识与技能
1．了解热机的概念。
2．了解四冲程汽油机的基本工作原理。
过程与方法
1．通过分析使学生了解可以利用内能来做功。
2．利用活动模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。
情感、态度与价值观
1．通过演示培养学生观察、分析问题的能力。
2．通过阅读“科学世界”扩展学生的知识面。
重点
汽油机的工作原理及能的转化过程。
难点
内燃机的工作原理。
演示法、学生自学、讨论交流法。
一、新课导入
演示：通过水沸腾实验，讨论这个过程中的能量之间的转化的情况。
分析引导：通过能量的传递，引出蒸汽机的工作原理。
一、新课教学
1．内燃机。
(1)实验演示：在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾。
观察发生的现象，引导学生思考：这一过程中能量是如何转化或转移的？
学生思考后，得出：酒精的化学能转化为内能，内能传递给水和水蒸气，水和水蒸气的内能又转化为橡皮塞的机械能。由此引出热机。
(2)热机：把内能转化为机械能的机器叫热机，其种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等。
2．汽动机。
(3)展示汽油机模型，找出各部分构造的位置。
(4)利用汽油机活动模型，操作并观察工作中每一个冲程的工作情况。
(5)总结汽油机的工作原理。
师生共同讨论得出：
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，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。
内燃机中的能量转化过程：
压缩冲程中，机械能转化为内能。
做功冲程中，内能转化为机械能。
2．学生阅读“科学世界——现代汽车”。
3．认识柴油机
(1)出示模型、了解构造。
(2)演示工作过程，总结工作原理。
(3)分析比较汽油机和柴油机的异同点。
4．介绍生活中汽油机和柴油的优、缺点。
三、课堂小结
1．热机的概念。
2．四冲程汽油机的工作过程及能量转化。
四、作业设计
见练闯考第12页课内精练
第1节 热 机
热机
本节教学将内容的次序作了一定的调整，由实验中水蒸气顶开塞子转入热机的教学，这样的安排比较自然一些。利用模型和活动挂图帮助学生了解热机的内部结构从而加深对热机能量转化过程的理解。
第2节 热机的效率
教材通过对燃料燃烧放出热量的讨论引出热值的概念，并分析了热机效率不高的原因。最后通过“STS”介绍了热机的发展及其对人类发展的作用。
这一节主要是对热值的理解，掌握热值的相关计算。热机的效率的教学引导学生结合生活实际来讨论，通过实际让学生加深感性认识，从而激发其开发新技术，提高燃料的利用率的意识。
燃料的热值通过身边熟悉的燃料燃烧时放出热量的情况帮助学生理解，家用灶具的使用情况可帮助学生理解热机效率不高的原因。
知识与技能
1．从能量转化的角度认识燃料的热值。
2．了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。
3．通过分析能量转化或转移的去向，理解热机效率。
情感、态度与价值观
1．通过热值的学习培养学生观察、分析问题的能力。
2．通过热机效率的学习，激发学生开发新技术、提高燃料利用率的意识。
3．通过阅读“STS”扩展学生的知识面。
重点
1．燃料的热值。
2．热机效率。
难点
1．热值的相关计算。
2．热机效率。
学生自学、讨论交流法。
一、新课导入
思考问题：现在有两种燃料：干草和煤炭，要烧开一壶水，用哪种作燃料用量少一些？
分析引导：水烧开需要吸收的热量是相等的，而干草和煤炭用的量不同，这说明质量相同的不同燃料完全燃烧时放出的热量是不同的，由此引出燃料的热值。
二、新课教学
1．燃料的热值。
(1)类比速度、密度定义的建立，得出热值的定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比叫做燃料的热值。
(2)由定义得出热值的公式q＝，单位：焦/千克(J/kg)
(3)让学生读课本第23页“一些燃料的热值”表格，回答：酒精的热值是多少？并让学生解释其物理意义，了解“完全燃烧”四个字。
(4)燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算的要小，如用煤烧水，有效利用的只是被水吸收的热量，其余的热量都散失了。
学生思考：通常的锅炉，燃料的利用率比较低，为了节约能源，锅炉工会怎么做？
学生根据生活中的实际做法来讨论，然后得出有效使用燃料的途径：
(1)要让燃料尽可能充分燃烧。
(2)要减少热量的损失。
2．热机的效率。
(1)学生思考：内燃机中燃料完全燃烧放出的热量能否全部用来做功？
(2)学生讨论分析内燃机中的燃料释放出的能量的去向(如废气带去一部分热量，一部分热量消耗在散热上，还有一部分消耗在克服摩擦做功上)，只有一部分能量能够用于做功。
(3)引入热机的效率的概念：用于做功的那部分能量，与完全燃烧放出的热量比，叫做热机的效率。
η＝
组织学生讨论为什么η＜1？如何提高炉子的效率。
3．燃料的有效利用
组织学生讨论：怎样提高燃料的利用率，减少环境污染？
三、课堂小结
1．热值及其单位。
2．有效利用原料的途径。
3．热值的相关计算。
四、作业设计
见练闯考第14页课内精练
第2节 热机的效率
热机的效率
本节课通过对热机的效率的学习，让学生了解到能源的低效率使用情况，在学习生活中认识到节约能源的必要性，增强学生们在生活中的节约能源意识。
第3节 能量的转化和守恒
本节教材首先通过学生自己动手做实验，使其发现各种不同现象的联系，向学生初步揭示出能量概念的物理实质。接着通过学生讨论，分析了能量不能凭空消失，只能相互转化，并给出能量守恒定律。
能量转化和守恒定律是19世纪自然科学的三大发现之一，它主要包括各种形式的能的相互转化和能量守恒两部分内容。本课教学中，从生活中的实例入手，引导学生自己动手实验或分析身边实例，找出光、电、热、机械运动等现象之间的联系，使学生理解能的转化这个重点内容。先后通过单摆摆动高度越来越低的现象，让学生思考能量的去向，从而引入能量守恒定律；最后结合永动机的介绍让学生分析得出永动机是不可能制成的，从而进一步理解能量守恒的观点。
本节教学中要充分利用学生已有的知识，对这些实例中的能量转化进行具体的分析，结合永动机是不能制成的事实让学生理解能量转化与守恒定律。
知识与技能
1．知道各种形式的能量是可以相互转化的。
2．知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。
3．能举出日常生活中能量守恒的实例。
4．能用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
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，体会各种形式的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物体。
情感、态度与价值观
1．通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣，对物理规律有一个感性的认识。
2．通过学生讨论锻炼学生分析问题的能力。
重点
能量的转化与守恒定律。
难点
用能量的转化与守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能量转化或转移的过程。
观察法、实验法、小组讨论法。
一、新课导入
演示一个单摆的摆动过程，让学生分析其能量是怎样转化的，让学生猜想它是否能永远地摆动下去，由此引入课题。
二、新课教学
1．能的转化。
(1)指导学生完成“想想议议”中的四个小实验，观察实验发生的现象，讨论其能量转化情况。
(2)学生分析得出：
①机械能→内能
②光能→内能
③光能→电能→机械能
④机械能→电能及内能
(3)教师概括：一定的条件下，各种形式的能可以相互转化。
(4)指导学生填充图14.3－1。
2．能量守恒定律。
(1)教师演示单摆实验，让学生思考：为什么摆球的高度会逐渐降低，是否丢失了能量？
(2)引导学生观察现象，思考问题，分析原因：小球在上升和下降过程中，动能和势能相互转化，由于存在阻力和摩擦力，同时部分机械能转化为内能，因此机械能减少了，但减少的机械能等于转化的内能，总的能量不变。
(3)能量守恒定律：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
(4)简单介绍19世纪自然科学的三大发现：能量守恒定律、细胞学说、生物进化论。
三、课堂小结
1．在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化。
2．能量守恒定律。
四、作业设计
见练闯考第16页课内精练
第3节 能量的转化和守恒
能量的转化和守恒
这节课让学生积极参与实践，从日常生活中的单摆、小球等熟悉的实验出发，亲自去感受自然界各种现象之间的联系，从而更好地理解能量转化与守恒定律。通过课本中永动机的介绍，让学生参与讨论，认识到永动机不可能制成的。课下补充作业让学生查阅永动机的有关资料，以加深对能量转化与守恒定律的理解。
