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 机械能和内能的相互转化

课题 三、机械能和内能的相互转化 课时 2课时 课型 新授课

教学目标 1. 认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其它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. 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。

4. 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。

5. 认识燃烧排放物对环境的影响、认识能源与人类生存和社会发展的关系。

重点难点 认识到做功是改变内能的另一种方式。了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。知道热值的概念和单位，会进行燃料燃烧放热的简单计算。四冲程汽油机的工作过程和其中的能量转化。

教材分析 本节以图片形式围绕重点内容举例提出问题，激发学生学习的兴趣。教材首先从做功能改变物体的内能入手，有助于学生认识到两种改变物体内能方式间的异同，介绍了内能转化为机械能，为热机的教学做了铺垫。

教学方法 创设情景提出问题，通过几个活动说明做功可以改变物体的内能，联系实际引出热机的概念。

教具 铁丝、空气压缩引火仪、电子式火花发生器、汽油机模型、温度计、铁架台、石棉网、烧杯、燃烧皿、酒精、碎纸片、水

教 学 程 序 设 计 学生活动

①观察课本P42图12-21、12-22

②日常生活中有哪些类似的现象?

③从能量转化的角度分析上述现象

探究做功能否改变物体的内能

(活动1)课本P42图12-23

现象：铁丝的弯折处发热

说明：对铁丝做功使铁丝的内能增大，温度升高。

(活动2)空气压缩引火仪

现象：棉花燃烧

说明：活塞压缩空气做功，使空气的内能增大，温度升高，达到棉花的着火点。

④上述实验中，物体增加的内能从何而来?

一、做功是改变物体内能的另一种方式

1.对物体做功可以使物体的内能增大，温度升高。

(机械能转化为内能)

①如果物体对外做功，会发生什么现象?

②生活中物体对外做功的事例?

(活动3)演示点火爆炸(课本P43图12-25)

现象：盒盖被顶开，盒口出现“白气”

③分析“白气”的形成

说明：酒精燃烧后的燃气对外做功，燃起的内能减少，温度降低。

从能量转化的角度分析上述过程

2.物体对外做功，使物体的内能减少，温度降低。

(机械能转化为内能)

①这一实验原理在实际生活中哪些方面有应用?

二、热机：是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的装置

②热机是如何将内能转化为机械能的?

观察课本P44图12-26，了解汽油机的构造。

1.构造：进气门、汽缸、曲轴、连杆、活塞、排气门、火花塞

观察课本P44图12-27，了解汽油机的工作过程。

2.冲程：汽油机工作时，活塞在气缸里做往复运动，活塞从气缸的一段运动到另一端的过程叫做冲程。

3.汽油机的一个工作循环：

(1)吸气冲程 (2)压缩冲程 (3)做功冲程 (4)排气冲程

①改变内能的两种方式?

②如果一根锯条的温度升高，能否知道是什么方式改变了物体的内能?

③这说明了什么?

④阅课本P44“生活 物理 社会”，了解热机的发展历程和火箭发动机。

①一个三口之家，每月所需能量基本不变，如果使用不同的燃料，其月消耗量是否相同?

②燃料充分燃烧放出的热量可能与哪些因素有关?

(活动4)比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量

见课本P47图12-32

加热前的

水温(℃) 燃料燃尽后的水温(℃) 水温的变化(℃)

10g酒精

10g碎纸片

结论：质量相等的不同燃料完全燃烧所放出的热量一般是不相同的

三、热值q：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量

1.单位：J / kg

2.燃料完全燃烧放出的热量：Q放 = mq

③烟煤的热值2.9×107 J / kg表示什么?

④燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关?

复习巩固 学生讨论

机械能和内能之间的相互转化

通过对物体做功的方式将机械能转化为内能

温度降低，空气中的水蒸气遇冷液化形成“白气”。

内能转化为机械能

学生讨论

对照实物模型，认识汽油机的各个组成部分。

做功和热传递

不能

做功和热传递对于改变物体的内能是等效的

不同

燃料的质量

燃料的种类

引导学生观察实验现象，记录实验数据

1kg的烟没完全燃烧所放出的热量是2.9×107 J

热值、质量、燃料是否充分燃烧

三、思考与作业

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