苏科版初中物理九年级上册 12.4 机械能与内能的相互转化 教案

《机械能与内能的相互转化》教学设计
一、教学目标
（1）知识与技能：
1、认识做功是改变物体内能的另一种方式，是其他形式的能向内能转化的过程。
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、了解汽油机的结构及其工作过程，了解内能的利用在社会发展史上的意义。
（2）过程与方法:
体验科学探究的过程，了解科学探究的基本特征，提高探究问题的能力，在探究新知的过程中培养学生的科学思维能力及相互合作学习能力。
（3）情感态度与价值观：
认识燃烧排放物对环境的不利影响，初步理解能源与人类生存和社会发展的关系。形成保护环境的意识，竖立开发新能源的积极观念。
二、重点难点
（1）重点：
1、认识做功是改变物体内能的另一种方式。
2、了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。
（2）难点：
四冲程汽油机的工作过程和其中的能量转化过程。
三、教学准备
铁丝少许、空气压缩引火仪、电子式火花发生器、塑料盒、酒精、汽油机模型等。
四、教学设计
一、新课引入
1、复习
提问：前几节课学习了用哪种方式可以改变物体内能？
2、合作探究
（1）小组活动：提供一根铁丝，让学生思考有哪些方法能使铁丝温度升高，内能增大，并加以归类。
提问：有些方法可以归入热传递方式，还有的一些使物体的内能增大的方法可以归入哪一种方式呢？
教师点拨：弯折、摩擦铁丝，是对铁丝做了功，使铁丝的内能增大。
二、新课传授
（一）、做功可以改变物体内能
1、【演示实验】在空气压缩引火仪的厚部玻璃桶的底部放一小撮干燥的棉絮，用力将活塞迅速下压。
思考：（1）你看到了什么现象？
（2）管内空气内能如何变化，能量又是如何转化的呢？
【设计意图】引导学生分析并回答:棉花燃烧是因为活塞压缩空气做了功，使空气内能增大，温度升高，到达了棉花着火点。
总结：在上述活动中，是通过对物体做功的方式将机械能转化为内能，物体内能增大。
提问：在生活中，还有哪些利用做功改变物体内能的例子？
（如锯条锯木头，锯条温度会升高；划火柴时，火柴头部温度升高，到达红磷着火点，火柴就燃烧起来了等等）
2、提问：如果物体对外做功，会发生什么现象？内能如何变化？
【演示实验】课本图12-32实验，提醒学生注意观察现象。
思考：1、考到了什么现象？
2、盖子为什么会飞出去？获得了什么能量？
3、此过程中能量是如何转化的？
【设计意图】引导学生从能量转化角度分析上述过程：物体对外做功，物体内能减小，内能转化为机械能。
归纳：
1、有几种方式可以改变物体内能？它们的本质分别是什么？
2、能否根据物体内能的变化判断该变化是由做功还是热传递导致的？
（二）热机
1、【思考】物体对外做功，内能转化为机械能，这一实验原理在生活中有哪些应用？
2、介绍热机及其原理：
热机就是将内能转化为机械能的一类机械。如蒸汽机、内燃机、喷气式发动机等。它们的共同特征是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能。
出示汽油机模型，引导学生了解汽油机的构造。让学生认真看书p51内容自学并思考。
利用汽油机模型演示汽油机的工作过程，引导学生认识四个冲程。
引导学生讲解各个冲程的工作过程及其原理，并回答问题：
汽油机的一个工作循环包含哪几个冲程？
各冲程中，进气门和排气门的开闭情况如何？
一个工作循环中活塞往复运动几次？飞轮转几圈？
汽油机的一个工作循环对外做功多少次？对外输出动力的哪个冲程？
吸气、压缩、排气冲程是依靠什么完成的？
压缩冲程与做功冲程中能量如何转化，与前面哪个实验情况类似？
【设计意图】巩固知识，加深印象
（三）、课堂小结
（1）做功可以改变物体的内能，其实质是：内能和其他形式能之间的相互转化。
（2）做功和热传递都能改变物体的内能，他们在改变物体内能上是等效的。
（3）汽油机的工作过程包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
五、板书设计
第四节
机械能与内能的相互转化
做功是改变物体内能的另一种方式，实质：内能和其他形式能的转化。
热机：
原理：内能转化为机械能
主要构造：（略）
工作过程：1个工作循环---4个冲程—转2圈---对外做功1次
六、教学反思
本节课的教学内容是机械能和内能的相互转化，综合性比较强。通过几个实验很好地展示了机械能和内能相互转化的物理过程。学生通过观察、讨论、交流后能提出自己的想法，归纳出结论，教学效果较好。