苏科版九年级全册 物理 教案 12.4机械能与内能的相互转化

机械能与内能的相互转化
【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的转化过程。
2．通过观察、分析内能转化为机械能的现象，知道热机的工作原理。
3．借助模型或挂图等媒体，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简单计算，能从能量转化的角度认识燃料的热值。
6．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，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。
【教学重难点】
1．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简单计算，能从能量转化的角度认识燃料的热值。
2．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，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。
【教学过程】
由图两张图片。提出问题
①为什么汽车告诉行驶时，轮胎的温度会升得很高？
②燃料是怎样使汽车发动机工作的？（使学生产生疑问，不急于回答）
一、做功——改变物体内能的另一种形式
活动：研究做功能否改变物体的内能。
问：同学们采取哪些办法可以使铁丝温度升高，内能增大？
启发学生开动脑筋，积极思维，并进行实验，再让学生思考对所提出的各种方法进行归类。
一种是通过热传递的方式
另一种是通过做功的方式来实现的——这就是我们这节课讨论的内容
演示（1）拿一根橡皮筋先碰一下额头，再快速地来回拉几下橡皮筋，然后再将它碰一下额头，感觉两次有什么变化。
演示（2）把图钉按在铅笔的一头，手握铅笔使图钉在粗糙的硬纸上来回摩擦，然后用手感觉图钉温度的变化。
演示：图
结论：由活动可知，做功是改变物体内能的 另一种方式。
问：铁丝的内能是从何而来的？能量是如何转化的？
热传递方式是内能的转移过程，能的形式没有变。
做功方式是机械能向内能的转化过程，能的形式已经发生改变。
你能再举些通过做功来改变物体内能的实例吗？
活动：演示点或爆炸——将内能转化为机械能。
演示，图
观察到什么现象？
问：此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功。
燃气的 能减少，转化为 能。
根据这个原理，可以制造出一种将内能转化为机械能的机器，即热机。
二、热机
热机是将燃料燃烧产生高温高压燃气的内能转化为机械能的装置。指导学生阅读并思考：下列问题（投影片打出）
1．什么叫冲程？
2．汽油机的主要结构是哪几部分？名称各是什么？
3．汽油机完成一个工作循环：活塞经历四个冲程，分别为 、 、 、 。
4．吸气冲程中燃料混合物为什么能吸进汽缸？
5．压缩冲程中能量是怎样转化？
6．什么时候点燃燃料？
7．在做功冲程中是什么做功？能量发生了怎样转化
8．一个工作循环 ，曲轴旋转 圈，活塞往复 次
结论：在汽油机的一个工作循环中，活塞共来回两次，曲轴转动两周。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。
指导学生阅读“信息库”中关于“柴油机”的内容。
指导学生阅读热机的发展历程。
三、燃料的热值
活动：比较质量相同燃料充分燃烧时放出的热量。演示图
用天平分别测量出质量均为10g的酒精和碎纸片，将其分别放入两个燃烧皿中，分别点燃它们，给装有相同质量水（约200g）的两个相同烧杯加热，直至酒精和纸片烧完，记下两温度计示数的变化情况
燃料 温度 加热前的水温/℃ 燃料燃烧后的水温/℃ 水温的变化/℃
10g酒精


10g碎纸片


1．实验表明：相同质量的酒精和碎纸片燃烧后，酒精比碎纸片放出的热量 。
更多的是实验表明，质量相同的不同燃料，完全燃烧所放出的热量一般是 （相同/不相同）的。
2．1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。
3．符号“q”
4．单位：J/kg
5．公式：q=Q/m
q=1.2×103 J/kg
①读做：1.2×103 焦每千克
②含义：1kg干木柴在完全燃烧时所放出的热量是1.2×103J，指导学生，查燃料的热值表，并讲出含义，读出q空气q柴油
气体的热值有时可以用J/m3为单位。
讨论：3kg柴油完全燃烧时，可放出多少热量？
6．燃料完全燃烧时放出热量的计算公式Q=qm
例：500g汽油完全燃烧时，可放出多少热量？相当于多少千克干木柴完全燃烧时所放出的热量？
7．节约燃料的主要措施
使燃料尽可能地充分燃烧
尽可能地减少各种热量损失
8．指导学生，化石燃料的燃烧和环境保护
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