2.3〈热机效率〉
教学目标
知识与技能：经历"燃烧燃料释放热量的分配"的过程,感受到转化为机械能的内能只是一部分,形成正确的世界观;
过程与方法：通过与机械效率的对比,了解热机的效率,感悟到效率是评价投入,产出比的基本方法,并了解不同热机的效率值;
情感态度与价值观：了解热机的使用对社会的贡献与带来的环境污染,感受到自然科学的发展和先进技术的应用在推进社会发展的同时,也造成了环境污染.
教学重点:建立热机效率的概念;
教学难点:理解环境污染与热机使用的关系;热机效率的运用;
教学过程：
(一),课前准备:1,在上课前两天教师让学生通过图书馆和网络收集相关的资料:利用热机所带来的污染和人类为控制这些污染所采取的措施.
2,课前将各小组的任务分配好,学生预习并分组完成学案上学习准备和我能自学一1题部分.
3,候课朗读.课前两分钟科代表带领全班朗读教材P28本章要点1,2.
1,收集相关的资料
2,预习
【学习准备】
1,通过图书馆和网络收集相关的资料:利用热机所带来的污染和人类为控制这些污染所采取的措施.
2,机械效率是指
功和
功的比,公式为
.
3,候课朗读,课前两分钟科代表带领全班朗读教材P28本章要点1,2.
(二)创设情景,引入新课
前面我们学习了热机是把燃料燃烧产生的内能转化为机械能,那么燃料燃烧产生的内能能够全部转化成机械能吗
产生的能量都到哪里去了呢
展示能量流向图.
(三)新课学习
一,热机效率
1,内燃机能量流向图.
学生回答能量的流向,燃料燃烧产生的内能只有一部分转变为对外的有用功的能量.
一位学生回答能量的流向,一个小组的代表展示小黑板上所画的饼图.并由此得出:
燃料燃烧产生的内能只有一部分转变为对外的有用功的能量.
一,热机效率
1,讨论交流:请同学们对课本P26图2-3-2汽车内燃机的能量流向进行认真的阅读并交流讨论,然后把这些数据转换成饼图,根据你所画的饼图,认真分析能量的主要流向:
热机是利用燃料燃烧时放出的
来对外
的机器,燃料产生的内能能够全部转化为机械能吗
.能量损失部分有①
,②
,③
,④
.
教师问题创设情景导入.
多媒体展示图片:内燃机能量流向图.
对比机械效率引出热机的效率.
主要是让学生从已有知识和生活经验进入新课,不觉得突然,而且能激发学生兴趣.
通过能量流向图及饼图,对热机燃料的利用率有感性认识
那么,什么是热机效率,它又与我们所学的机械效率有何不同呢
2,热机效率(对比机械效率学习)
(1)定义
(2)公式
教师引导学生结合已经学过的机械效率来分组学习我能自学部分2(1)-(3).并对学生的讲解进行评价.
分组学习我能自学部分2(1)-(3).
一个小组的同学讲热机效率的定义及公式,注意勾画关键词.
热机效率:(对比机械效率学习)
(1)定义:热机所做
与所用燃料
燃烧释放
叫做热机效率.用符号
表示.
(2)公式:
(3)热机效率是热机性能的重要指标,热机效率
("有"或"无")单位,且热机效率总是
100%.
教师指导学生结合已经学过的机械效率来分组学习我能自学部分2(1)-(3).
并对学生的讲解进行评价与补充.
学生练习学案上例1,例2,及时对热机效率进行强化训练,抽两个小组的两位同学代表分别板演例2,进行比赛.完成板演后的同学进行讲解解题的思路,通过讲解体会解题过程.同学进行点评,找出解题中的优劣.
教师对讲解和解答过程进行点评.
1,学生在学案上练习例1与例2
抽两个小组的两位同学代表分别板演例2
例1:一台内燃机工作时,燃料不完全燃烧损失热量5%,汽缸散热损失25%,废气带走热量为30%,摩擦等机械损耗占10%,则它的机械效率是
.
例2:一台柴油机消耗柴油5×10-3kg
,对外输出有用功为66000J,已知柴油的热值q=3.3×107
J/
kg,求:此柴油机的效率是多大
2,板演的同学进行讲解解题的思路.
3,其余小组的同学进行评价与补充.
及时对学生在讲解过程中的分析概括能力,语言表达能力,解题材思路技巧等方面进行评价.
根据解答结果并结合能流图,我们发现热机的效率高不高
(3)学生阅读教材P27常见热机的效率值.
(4)小组合作讨论如何提高热机的效率.写在学案上.以小组为单位,选代表回答.
1,学生阅读教材P27常见热机的效率值
(4)阅读P27了解常见热机的效率
(5)提高热机效率的途径
.举出生活中具体实例
.
2,分小组讨论如何提高热机的效率,写在学案上.以小组为单位,选代表回答.
那么我们如何提高热机的效率呢
并指导学生结合能量流向图作答.
对小组的表现进行评价,对组内成员参与水平,研究意识,交流意识与能力,合作精神等方面进行评价.
使学生加深对热机效率的认识,将热机效率的理论知识用于实际,提高学生的效率意识;同时增强学生小组合作自主学习的意识.
二,改变世界的热机
学生阅读教材P27,教师展示图片,学生看图片,体会热机的发展为人类所做的贡献.
1,学生阅读教材P27,看图片,体会热机的发展为人类所做的贡献.
二,改变世界的热机
3.阅读P27,了解热机的发展过程.
"人类对热机效率的研究,几百年来一直没有停止过.热机的使用也从根本上改变着我们的世界."用多媒体课件热机的发展改变人类生活的图片.
让学生通过生活中熟悉的热机应用的图片,形象地感受到热机让人们的生活发生了巨大的变化.
三,地球就在我们手中
1,学生小组展示:热机使用带来的环境污染.展示自己在课前准备的材料,并阅读信息窗内补充材料,认识温室效应和热岛效应.
2,小组内展示后由本小组的学生代表讲解热机使用带来的环境污染,展示本小组准备得比较好的材料.
3,教师播放多媒体展示污染图片和视频.
小组内展示后由本小组的学生代表向全班讲解热机使用带来的环境污染,展示本小组准备得比较好的材料.
5.热机的使用带来的环境污染
A.废气污染:电站和工厂在依靠煤和石油的燃烧获取能量的同时燃烧时产生的
等,也从烟囱排出,严重污染了大气.
B.噪声污染:各种汽车发出的
是危害人们身心健康的公害之一.
C.产生温室效应:热机所排出的
引起温室效应,对地球表面的热平衡有较大的影响.
D.热岛效应的元凶之一是
.
观看图片及视频认识环境污染.
用多媒体展示热机所带来的污染的图片.播放关于环境污染的视频.
教师对小组的表现进行小结性评价.
2,学生分组讨论:保护环境方面提出合理化的建议.生讲解,教师总结.
分组讨论:保护环境方面提出合理化的建议.
安排组内代表积极争取作答
6.在保护环境方面提出合理化的建议
.
对学生回答进行小结,并对小组进行简单评价.
多媒体展示地球的明天和未来的汽车.
主要意图是激发学生为保护地球而行动起来,努力学习科学文化知识,为将来研究更环保的交通工具做准备.增强学生的环保意识.
(四)课堂小结:学生小结本堂课学到了些什么.
一个小组的代表总结这一堂课的主要内容
对学生的小结给予补充和评价.
最后鼓励学生学以致用,能运用学过的知识解决现实生活中的问题,总结小组情况,对表现优异的小组进行表扬.
(五)课堂练习
六,板书设计
§2.3
热机效率
一,热机效率
1,热机的能量流向图:见图1
2,定义:热机所做
有用功
与所用燃料
完全
燃烧释放
的热量之比
叫做热机效率.
3,公式:
4,提高热机效率的途径:(1),……(2),……
(3),……
(根据学生的发挥进行整理)
二,改变世界的热机
三,地球就在我们手中
环境污染
教学后记：热机
教案背景1，面向学生：中学2，学科：物理2，课时：13，学生课前准备：一、准备器材：仪器：铁架台、试管、胶塞、酒精灯、水。汽油机实物模型软件：汽油机与柴油机的课件、二、预习了解
教学目标1.知识与技能：了解四冲程汽油机的基本工作原理。从能量转化的角度认识燃料的热值。了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。通过能量的转化和转移，认识效率。
2.过程与方法：通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。利用挂图或模型讲解。利用挂图或模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。通过阅读“科学世界现代汽车”
了解汽车的一些常识。通过学生讨论和教师讲解了解燃料的热值和热机的效率。
3.情感、态度与价值观：通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力。通过阅读“科学世界现代汽车”扩展学生的知识面。
教材分析本章主要通过四冲程内燃机工作原理的学习，使学生了解内燃机的主要结构；大致了解内燃机工作时，能量的转化与转移情况；了解内燃机在现代生活，特别是交通方面的应用。通过具体分析，使学生认识到在利用燃料内能方面，也不可避免地会有一部分内能转化和转移到其他方面，因此要建立热机效率的概念，并与机械效率作联系和类比。“关心科技发展的动态，关注技术应用带来的社会进步和问题，树立正确的科学观”是义务教育阶段物理课程的价值表现之一。通过本章的学习，要使学生了解内燃机的发展对人类进步起到的作用，同时要使学生认识到它给环境带来的污染问题。教学重点：汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值。教学难点：热机中的能量转化及损失，了解热机的效率。教之前用百度在网上搜索《热机》的相关教学材料，找了很多教案和材料作参考，了解到教学的重点和难点，确定课堂教学形式和方法。然后根据课堂教学需要，利用百度搜索关于热机的课件，发展，对人类社会发展的贡献等
教学方法
根据本节课教材特点以及初三学生年龄特点，采取启发式教学法、探究实验、问题讨论相结合的教学方法。进行开放式教学，让学生在愉快的氛围中探索新知识，从而调动学生学习的积极主动性本节采用探究、观察、对比、分析、归纳的学习方法，引导学生获取知识，通过思考讨论，总结归纳出有关知识。通过学生参与探究，相互交流，突出学生是学习的主人，将课堂还给学生，体现学生的主体地位，同时让学生初步建立应用科学知识的意识，提高学生的学习兴趣。
教学过程【网页导入】http://baike./view/751454.htm，在这里介绍的热机的发展史，通过学习发展史让学生在宏观上认识热机，同时了解热机的种类，以及我们所学的热机是什么时代，什么级别的热机。【图片导入】在http://baike./view/751454.htm的百科名片中看热机的图片。【板书】第十六章第四节
热机
（一）导入新课请大家拿出小汽车模型（各人自带），今天这节课，我们主要研究小汽车等机器的“心脏”——热机。（二）新课教学1．整体感知内燃机是内能转化为机械能的机器，内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。内燃机在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次，完成一个冲程所用时间是整个周期的四分之一。内燃机的能量来源于燃油燃烧时的化学能。而1
kg的某种燃料在完全燃烧时放出的热量叫做热值。也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否燃烧均无关系。有效利用燃料是节能的重要措施，有效利用燃料的途径：一是要让燃料尽可能充分燃烧；二是要减小热量的损失。2．教学互动互动1：实验（教科书中图16.4-1），引出内能可做功。明确
教师引导学生分析：酒精燃烧放出热量(化学能转化为内能)，通过热传递将一部分内能转移给了水，水的内能增加使其温度逐渐升高直至沸腾，产生大量水蒸气，水蒸气越来越多，对软木塞的压力越来越大，最后将软木塞推出试管口，这就是水蒸气膨胀对软木塞做功。由这个实验我们知道，利用内能可以做功，热机就是把内能转化为机械能的装置。
师生互动2：内燃机的基本结构和工作过程。明确
内燃机的主要特点：燃料直接在汽缸内燃烧。教师引导学生观看模型，教师并演示汽油机工作中一个周期的四个冲程，引导学生得出：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。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。
师生互动3：燃料的热值。明确
教师提出问题：燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、柴油等，气体燃料有煤气、天然气等。根据你的经验，相同质量的不同燃料燃烧时放出的热量是不是相同？学生讨论后得出：不同。教师进一步引导后得出：燃料燃烧的本质是发生了化学变化，在燃烧的过程中燃料的化学能转化为内能。相同质量的不同燃料燃烧时放出热量是不同的。物理学中，把1
kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。引导学生浏览书上的一些燃料的热值，使他们知道热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关。
师生互动4：有效利用燃料。明确
从家用煤炉怎样节能谈起，引导学生结合实际来讨论，然后得出结论：一是要让燃料尽可能燃烧充分；二是要减小热量的散失。
师生互动5：学生讨论怎样提高燃料的利用率。明确
根据教科书中图15.4-6让学生讨论，内燃机中的燃料燃烧放出的热量是否能全部用来做功？学习讨论后，教师引导鼓励学生根据当地的实际情况提高燃料利用率。3．达标反馈（1）柴油机四个冲程中，内能转化为机械能的是
C
机械能转化为内能的是
B
。A．吸气冲程
B．压缩冲程C．做功冲程
D．排气冲程（2）一桶煤油用掉一半，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、比热容都不变（3）酒精的热值是3.0×107J/kg，由此可知
(D)A．无论采用何种方式燃烧1
kg酒精，都可得到3.0×107J热量B．如果燃烧1
kg的燃料时，得到3.0×107J的热量，这种燃料一定是酒精C．每1
kg的酒精燃烧放出3.0×107J的热量D．1
kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J（4）现代火箭使用液态氢作燃料，是因为它具有
(B)A．较轻的质量
B．较大的热值C．较特殊的密度
D．较大的热量（5）以内燃机为动力的各种机械，在人类生产、生活中应用极为广泛，从轮船、火车到拖拉机、摩托车等，它的动力大多来源于内燃机，它们虽然在构造上略有差异，但工作原理都是一样的。下列对内燃机的有关叙述中，错误的是
(C)A．内燃机是内能转化为机械能的装置B．内燃机用水冷却，是因为水的比热容大C．它排出的废气无污染，是一种环保型的机器D．内燃机靠产生的高温、高压气体做功4．课堂小结（1）内容总结本节课我们学习了汽油机的一个循环，知道内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程阻成以及各个冲程的具体情况，另外学习了热值这个新的物理量和怎样有效的利用燃料。（2）方法归纳本课通过以实验为主导的综合启式发教学，提高我们将科学技术应用于日常生活和社会的能力。（三）布置作业1．简单的研究鞭炮的工作原理。2．自制简易小火箭。（四）板书设计热
机
一、汽油机的四冲程A．吸气冲程B．压缩冲程(机械能转化为内能)C．做功冲程(内能转化机械能)D．排气冲程二、热值：1
kg某种燃料完全燃烧放出的热量。单位：J/kg三、有效利用燃料的途径：
教学反思讲完《热机》这节课后，针对教学设计我仔细回顾了教学的全过程，有了如下的认识和体会。一、本课的知识点主要是探究改变内能的两种方法以及汽油机的工作原理，知识本质是让学生理解机械能与内能的相互转化并能举例说明。但在本课探究中我没有能留足时间让学生更清晰的理清四冲程汽油机的能量转化，没有将能量的转化与热机进一步结合起来讲解。课后觉得可以从以下三个方面再讲的清楚些：1、四冲程汽油机或柴油机的工作原理是燃料和氧的内能转化成活塞的机械能，活塞的机械能再传递给曲轴、链条、轮胎等，从而产生运动。2、进气冲程和排气冲程没有能量转化，压缩冲程是活塞的机械能转化成燃料和氧的内能，做功冲程是反过来，燃料和氧的内能转化成活塞的机械能。3、四个冲程中，燃料和氧的内能的增加始于压缩冲程；活塞运动的全部机械能（四个冲程活塞的运动）均由做功冲程燃料和氧的内能转化而来。
教师个人介绍省份：山东省
学校：潍坊市昌乐县营丘镇河头中学
姓名：高在庚
职称：中教一级
电话：
0536-6911091
电子邮件：CLXHTZX@通讯地址：山东省潍坊市昌乐县营丘镇河头中学请提供100字左右个人介绍，个人介绍将会同案例在百度教育频道进行展示。
我叫高在庚，今年42岁，汉族，89年7月我从师范毕业后一直从事从事物理教学。平时我喜欢上网流览信息，在此期间参加了函授学习，拿到本科文凭，多次参加县市级的培训。通过几年的工作我学到了很多知识，同时还培养了我坚韧不拔的意志和顽强拼搏的精神，使我能够在工作中不断地克服困难、积极进取。内燃机
教学内容：内燃机
知识技能目标：1、理解内燃机的基本原理；
2、了解汽油机的工作过程；
3、了解汽油机的柴油机的异同；
4、知道汽油机的柴油机都是活塞式的内燃机。
过程与方法：
1、观察“爆炸实验过程”，获得爆炸做功的体验。
2、分析汽油机的四个冲程，了解活塞式的发动机的工作过程。
3.了解不同热机的不同用途。
情感态度与价值观：对内燃机和轮机在生活中的应用，感受技术进步在工业文明发展中的重要作用，了解我国火箭的发展和成就，激发学生的爱国热情和献身科学事业精神。
重难点
：汽油机的四个冲程的认识，并认识几个冲程的作用。
教学过程：
创设情景：1.改变物体的内能的方法是什么？
2．什么叫热机？能量是如何转化的？
3．上一节课的“试管热机”实验，同学们想得起吗？我们用的是烧瓶而不是试管，那风筝转得快吗？不快，由于燃料在试管外部加热，有很多内能散发到空气中，利用的内能占的比例很小。
问：能不能燃料燃烧转移到机器的内部，提高内能的利用率呢？
新课教学
演示实验.
酒精爆炸实验{利用擦爆代替}
-----------很少的酒精就能获得很大的爆炸力.
(板书)
第二节:内燃机
什么是内燃机？
燃料在汽缸内燃烧的整机叫内燃机。
根据燃料的种类分为汽油机和柴油机都是活塞式的内燃机。
二、汽油机：利用汽油作燃料的热机。
构造：进气门、排气门、火花塞、气缸、活塞、曲轴连杆、飞轮。
工作原理：化学能→内能→机械能。
工作过程。
工作过程
进气门
排气门
活塞
主要作用
吸气冲程
开
关
下
汽油和空气的混合燃料被吸入
压缩冲程
关
关
上
压缩空气温度升高
做功冲程
关
关
下
点燃燃气燃烧，推动活塞做功
排气冲程
关
开
上
排出废气
柴油机：利用柴油作燃料的热机
-------结构和工作过程与汽油机很相似。（教师演示柴油机的工作过程）
四、汽油机和柴油机的异同（由学生讨论得出）
汽油机
柴油机
相同点
1、都是把内能转化为机械能；2、都是由吸气、压缩、做功、排气冲程的活塞式内燃机
不同点
1、结构上
火花塞
喷油嘴
2、吸入气体
汽油和空气的混合燃气
空气
3、点火方式
点燃式
压燃式
4、应用
轻巧、用在小汽车、飞机、小型农业机械上
便宜、笨重、载重汽车、拖拉机、坦克的发动机上
五、内燃机的特点：都是内能转化为机械能，都是四个冲程作为一个工作循环涉及能量转化压缩和做功冲程。只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成。
六、飞向太空。（学生自已看书学习）
1．在旧社会骑马或马拉车。2、现在汽车奔驰、列车飞驶、舰船劈波斩浪、飞机腾云驾雾、宇宙飞船、飞向太空、月球、人们日行千里、飞向天空的梦想早已变成现实，老师、社会、国家肯定相信你们通过努力勤奋地学习，探索创新，树立科学发展观，一定会创造出更加美好的明天。
作业：识记知识点，练习册。
