12.3机械能和内能的相互转化

§12.3 机械能与内能的相互转化
执笔人：谢志成 学校：冷遹中学
教学目标：
1． 知识与技能：
（1）通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式，是机械能能向内能的转化过程。
（2）通过观察、分析内能转化为机械能的过程，知道热机的工作原理。
（3）借助模型或多媒体，了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。
2． 方法与过程：
（1）通过观察和分析，知道做功是改变内能的方式之一。
（2）通过观察演示，认识汽油机，了解汽油机的四个冲程及能量的转化情况。
（3）体验用类比方法，加深对物理概念理解的过程，学会迁移学习。
（4）通过阅读“化石燃料的燃烧和环境保护”一文，认识燃烧排放物对环境的影响。
3． 情感、态度、价值观：
（1）有应用科学原理解决实际问题的意识和积极性。
（2）通过探究或体验探究的过程，激发主动学习的兴趣。
（3）通过汽油机的学习以及阅读“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。
（4）通过阅读“化石燃料的燃烧和环境保护”，初步认识能源与人类生存和社会发展的关系。
教学设计思路：
本节教材主要介绍了：做功可以改变内能，机械能与内能的相互转化，热机的一般工作原理，热值。就课堂教学而言，主要分为五个活动组成，分两课时进行：
活动一:研究做功能否改变物体的内能；
活动二:演示点火爆炸----将内能转化为机械能；
活动三:热机——介绍汽油机的结构、汽油机的一个工作循环、能量转化情况；
活动四：“生活·物理·社会”——热机的发展历程。
活动五：比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量
教材首先从功能改变物体的内能入手，与上一节若传递改变物体内能的内容相呼应，有助于学生认识这两种改变物体内能方式之间的异同。接着介绍了内能转化为机械能，为下面进行热机的教学进行了铺垫。本节重点介绍了四冲程汽油机的构造和工作过程，而对柴油机和蒸气机则在“信息库”中予以介绍，这样做既能突出重点又能扩大学生的知识面。通过“热机的发展历程”一文，展示热机的发展对人类社会文明的进程所起的积极作用，使学生了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
本节通过比较质量相同的酒精、纸片充分燃烧时放热不同，帮助学生建立热值的概念，并指导学生从能量转化的角度认识燃料的热值。教材提供“化石燃料的燃烧和环境保护”一文，目的是要让学生认识到燃烧排放物对环境的影响，从而培养自觉的环保意识。
教学重点：做功可以改变物体的内能，汽油机的工作原理，热值
教学难点：做功可以改变物体的内能，热值
教学器材：铁丝、空气压缩引火仪，等质量的酒精、纸片，烧杯、水、温度计、铁架台、石棉网等
教 学 过 程 设 计（第一课时）
探 究 内 容 教 师 活 动 学 生 活 动 设 计 意 图
一、活动：研究做功能否改变物体的内能做一做看一看（3）议一议二、活动：演示点火爆炸事件---将内能转化为机械能 用多媒体以图片形式展示本节开头的两张图片提出问题：同学们采用哪些办法可以使铁丝温度升高，内能增大？对学生所提出的各种方法进行归类并进一步分析铁丝的的内能从何而来。演示：空气压缩引火仪，并设问：你看到了什么？演示实验（注意安全）你观察到什么现象？ 学生思考并动手做一做学生汇报自己所用的各种方法并归类。说出结论：做功是改变物体内能的另一种方式。学生用所学的知识来解释实验现象。观察、说出实验现象并在老师提示下说出其中能量转化情况：化学能 内能 机械能 使学生产生凝问，激发学习的兴趣。启发学生开动脑筋，积极思维。使学生认识到：热传递是内能的转移；而做功是能量的转化。使学生进一步理解做功改变物体的内能培养学生观察能力和用所学知识解释现象。
探 究 内 容 教 师 活 动 学 生 活 动 设 计 意 图
三、热机1、汽油机的结构和工作原理2、热机中的能量转化情况四、生活·物理·社会——热机的发展历程五．本课小结 指导学生阅读课文并设问：（1）汽油机的主要结构是哪几部分？名称各是什么？（2）吸气冲程中燃料混合物为什么能吸进汽缸？（3）压缩冲程中能量怎样转化？什么时候点燃燃料？（4）在做功冲程中是什么做功？能量发生了怎样的转化 ？利用多媒体课件向学生补充一些蒸汽机、燃气轮机、涡轮喷气发动机、火箭发动机的初步知识。梳理本课时知识 在教师指导下阅读课文后进行小组讨论并完成课文中“想一想”，并选派代表借助模型或多媒体动画对全班同学介绍汽油机的构造和工作过程，其它同学可作补充说明。阅读“信息库”中关于“柴油机”的内容，了解汽油机和柴油机结构及工作过程的异同点。阅读课文巩固与质疑 培养学生的阅读、自学能力和语言表达、交流能力。使学生初步了解热机发展对人类社会作出的巨大贡献，扩大学生的知识面。
六、布置作业 WWW的1、2、3、4
教 学 过 程 设 计（第二课时）
探 究 内 容 教 师 活 动 学 生 活 动 设 计 意 图
活动一：“比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量”活动二：阅读“化石燃料的燃烧和环境保护” 1、复习提问有关上一节课的内容2、要求各小组学生进行一项调查，现在和以前家庭中所使用的燃料是什么？一个月大约要用多少？对调查的结果进行分析，可以得到什么结论？1、要求学生讨论如何验证“不同燃料放热不同”，怎么开展探究实验2、教师演示活动12.7（酒精的浓度要选择高一些的效果更好，纸片可以裁成纸条形状，逐个少量添加到燃烧皿中使其充分燃烧）3、进一步提醒，分析比较时对燃烧的程度有没有要求？4、热值的概念，物理含义以及计算公式 学生回答学生分组开展调查并讨论，得出大概的结论：从木柴、煤炭到煤气等，燃料的消耗量越来越低，不同的燃料放出热量的多少不同1、思考实验器材、变量的控制和实验方法2、观察并进一步得出结论：质量相同的酒精与碎纸片燃烧后，酒精放出的热量比碎纸片多3、完善结论：质量相等的不同燃料，完全燃烧所放出的热量一般不同4、学会查燃料的热值表并可以进行有关燃料燃烧放热的简单计算认识燃烧排放物对环境的影响，初步认识能源与人类生存和社会发展的关系 从实际生活引入“燃料热值”的教学引导学生体会：从生活中初步发现物理规律，从科学探究中逐步验证并完善结论的方法与过程使学生意识到环境保护形式的严峻性和紧迫性，树立环保意识
布置作业 WWW的5、6
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