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四、机械能与内能的相互转化
1、 教学目标
1、 通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其他形式能向内能转化的过程
2、 通过观察，分析内能转化机械能的现象，知道热机的工作原理
3、 借助模型或挂图等多媒体，了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程
4、 通过阅读“热机的发展历程”，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义
5、 通过探究，知道不同燃料的热值不同，会查热值表，会进行燃料燃烧放热的计算，能从能量转化的角度认识燃料的热值21世纪教育网版权所有
6、 通过阅读“化石燃料的燃烧和环境保护”，认识到燃烧排放物对环境的影响，培养环保意识，初步认识能源与人类生存和社会发展的关系21教育网
2、 教学重点与难点
1、做功是改变内能的一种方式
2、四冲程汽油机的构造和工作过程
3、 教学方法
讨论、实验、讲述
4、 教学用具
课件、打火机、铁丝、酒精灯、砂纸、空气压缩引火仪、电子点火仪、塑料盒、汽油机柴油机模型
教学过程
1、 导入
（1） 多媒体展示一段影片：在公路上飞奔的汽车突然发现障碍，紧急刹车，车轮在地面上滑动后冒出浓烟。
（2） 演示齿轮式打火机打火
师：请分析汽车的机械能变化、轮胎内能变化；
生：在公路上行驶的汽车具有机械能，当汽车停止后没有机械能
了。汽车的轮胎温度升高，内能增加。
师：汽车减少的机械能到哪里去了，轮胎增加的内能从何而来？
生：讨论
师：用打火机打火时拨动齿轮就能点火，谁能分析这其中的能量转
化
生：讨论
师：针对学生讨论的内容，引导分析在刚才能量的转化过程中，不
再是通过热传递的形式，而是通过另一种方式——做功的方式
师：请同学们想办法使桌子上的铁丝温度升高，可以有哪些办法？生：用酒精灯加热；用砂纸摩擦；将铁丝反复弯折；将铁丝在空中 21cnjy.com
挥舞……
师：由学生分析提出的方法中哪些属于热传递的方式，哪些属于
作功的方式。分析两种方式中铁丝的内能增加是从何而来。
生：热传递中铁丝增加的内能是通过转移内能得到的；做功过程中
铁丝增加的内能是机械能转化来的
师：热传递中能的形式没有变化；做功过程中能的形式发生了变化
师：仅凭铁丝温度升高，内能增加，能否断定是通过哪种方式实现
的？
生：不能。
师：说明做功和热传递对改变物体内能是等效的。
师：机械能能转化为内能，内能能否转化为机械能呢？
师：演示点火爆炸实验，引导学生分析过程中的能量变化。
生：在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的内能减少，
转化为机械能
（教师也可做水蒸气冲开试管塞的实验）
师：根据刚才的原理，可以制造出将内能转化为机械能的机器——
热机。
师：通过多媒体课件演示汽油机的结构和一个工作循环中的四个冲
程
师：什么是冲程？汽油机一个工作循环中四冲程依次是 ，曲
轴旋转几周，活塞往返几次
生：曲轴旋转2周，活塞往返2周
师：在压缩冲程和做功冲程中的能量是如何转化的？
生：在压缩冲程中，是机械能转化为内能；在做功冲程中，是内能
转化为机械能。
师：汽油机在工农业生产中有广泛的应用，还有一种热机是柴油机，
它在生活中也被广泛使用。我们可以了解一下热机的发展历程
师：通过阅读，我们知道汽油机、柴油机、火箭发动机使用的燃料
都不一样，这是为什么
生：同样多的不同燃料在燃烧时放出的热量不一样。
生：实验：用天平分别测出同为10g 的酒精和纸片，给装有相同
质量水的两个相同的烧杯加热，记下水的初温和末温。
师：相同质量的不同燃料充分燃烧后，水温上升一样吗？如果不一
样，说明了什么
生：相同质量的酒精和纸片燃烧后，酒精比纸片放出的热量多。
师：更多的实验表明，质量相同不同燃料，完全燃烧时放出的能
量一般不相同，物理中用热值来表示燃料的这种特点。
生：阅读热值的概念和常见燃料的热值。
生：阅读“化石燃料的燃烧与环境保护”，讨论产生环境污染的危
害及环境保护的重要性
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第四节 机械能与内能的相互转化
1、课堂中的学习活动
学生实验弯折铁丝。老师演示图12-24实验，学生观察现象。通过讨论上述两个实验现象，得出做功时改变物体内能的另一种形式。www-2-1-cnjy-com
演示图12-25点火爆炸实验，学生观察现象，分析现象，得出燃气的内能转化成机械能。
学生观察汽油机的一个工作循环，了解汽油机的工作原理。
学生实验：比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出热量，建构热值概念。
2、生活、社会、物理及信息库内容
介绍热机的研究的新进展与未来社会发展的关系，激励学生将科学服务于人类的责任感。
3、信息快递
介绍冲程概念，便于认识汽油机的工作循环。
4、重点、难点
重点：从能量转化角度认识燃料的热值
难点：认识汽油机的工作循环
1、知识与技能
（1）知道做功是改变物体内能的一种方式
（2）了解热机的工作原理、构造以及四个冲程中能量转化。
（3）知道热值概念会用公式Q=mq计算燃料燃烧时释放出热量的多少。
2、过程与方法
（1）通过观察点火爆炸实验，培养观察能力
（2）通过探究不同燃料充分燃烧时放出热量，认识燃料的热值
3、情感态度与价值观
（1）通过认识燃料热值，培养学生具有节约能源和环境保护的意识
（2）介绍热机研究的新进展与未来社会发展关系，激励学生将科学服务于人类的责任感
（3）关心科学技术的最新发展，树立科学的世界观。
演示实验：空气压缩引火仪、图12—25 演示装置、汽油机模型及挂图
学生实验：铁丝，图12—32实验装置
实验探究——阅读分析——归纳结论
1、创设情境，导入新课
将图12—21制成课件：行驶中汽车高速行驶时，轮胎温度升高很多，播放课件，导入新课。
2、研究做功改变物体的内能
（1）学生做图12—23反 ( http: / / www.21cnjy.com )复弯折铁丝实验，交流感觉，判断铁丝内能是否变化，引导学生分析得出：铁丝的内能增加是由机械能转化而来的。再让学生讨论：还有哪些方法能使铁丝的温度升高。方法可能有：放在火上烧，放在热水，用砂皮摩擦，用铁锤锻打，放在太阳下晒。21世纪教育网版权所有
同时，引导学生分析，在这些方法中哪些是 ( http: / / www.21cnjy.com )通过热传递改变内能的，哪些是通过做功的方法改变物体的内能的，进而归纳出，做功和热传递在改变物体内能上是等效的。学生弯折铁丝实验时，教师进行安全教育，弯折次数不宜太多，小心烫手。
（2）演示空气压缩引火实验，学生观察棉花燃烧。
引导学生分析：压缩气体做功，空气内能增加，棉花燃烧，进一步让学生知道做功是改变物体内能的一种方法。21教育网
空气压缩引火仪实验，能否成功取决于仪器密封性，另可通过实物投影，放大实验现象，能使学生都能观察到实验现象。21·cn·jy·com
3、观察内能转化为机械能实验
（1）教师演示图12-25实验，学生观察现象，讨论分析得出：酒精燃烧后燃气对外做功，燃气的内能减少转化为机械能。2·1·c·n·j·y
（2）在做点火爆炸实验时，要注意滴入数滴酒精，酒精量不宜过少，另外要等酒精挥发，变成酒精蒸汽后再点火。同时，注意安全：不要将盖子对着人。
（3）实验时盒子的密封性要好，在电子式火花发生器的放电针管与小孔处涂上凡士林，否则燃烧后的燃气泄漏到盒外，效果不明显。【来源：21·世纪·教育·网】
4、认识热机
（1）课件展示汽油机实物图，对照挂图引导学生认识汽油机的构造。
（2）演示汽油机的工作循环（或分组 ( http: / / www.21cnjy.com )实验，学生对照图12-27实验观察），学生观察实验时重点观察：1.在每个过程中气门关闭情况，活塞运动情况。再播放汽油机工作的录像，最后引导学生完成书中“想一想”内容。21cnjy.com
介绍热机在日常生活中应用，学生阅读 ( http: / / www.21cnjy.com )“生活·物理·社会”及P69“信息库”内容，认识热机的新进展与未来社会发展关系，激励学生将科学服务于人类的责任感，
5、认识燃料的热值
（1）分组实验做“图12-32”实验，记下两 ( http: / / www.21cnjy.com )温度计示数的变化情况，完成书中表格，再引导学生分析表中数据，得出相同质量的酒精与碎纸片燃烧后，酒精比碎纸片放出的热量多，进一步建构热值概念。www.21-cn-jy.com
（2）按课本中图示安装好实验仪器，注意石棉网与燃烧皿的间距，纸片大小要适中，且保证干燥，不可压得太紧，否不等完全燃烧就中途熄灭。21·世纪*教育网
（3）如果时间允许，可以先做酒精燃烧实验，再做纸片燃烧实验，便于观察温度计示数，对比分析。
（4）阅读“读一读”内容，培养学生具有节约能源和环境保护意识。
6、课堂小结：
引导学生梳理本节课学到了什么？
1、课堂练习P.67“WWW 1，2，3，4”
2、课后实践练习P.67 5，6
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