热和能（汇总）.doc

长 沙 市 中（小）学 教 师 统 一 备 课 用 纸
科目
物理
年级
初三
班级
时间
2012年 月 日
课题
十四章 第一节 热机
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．
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．
●利用动画、图片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”了解现代汽车的一些常识．
●通过学生讨论了解燃料的热值和热机效率．
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”扩展学生的知识面．

教
材
分
析
教学重点与难点
重点：汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值．
难点：热机中的能量转化及损失，了解热机效率．
教学课时：1时

实

施

教

学

过

程

设

计

引入新课
用酒精灯给试管中的水加热，由于燃料在试管外燃烧，热量损失较大，内能的利用率较低。能不能把燃料移到内部去燃烧，来获得更大的动力？
进行新课
内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机
(1)汽油机
最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机我们首先介绍汽油机
①构造（出示模型或挂图。边指示边讲解）。
进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。（介绍名称的同时，介绍各部分的功能）
冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程
②工作原理。
（边动作边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况）
内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程
开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活
塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程
活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程
压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程
做功冲程结束，活塞继续由下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程
此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。
③能的转化。
教师：汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？学生回答后总结：通过
外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。
打开flash课件，让学生理解汽油机的工作原理。
(2)柴油机
柴油机与汽油机有共同的地方，也有不同之处。
①柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历四个冲程
②柴油机与汽油机的不同点：
构造方面：柴油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴；
工作过程上：吸入的气体不同（汽油机吸入的是什么？柴油机吸入的只是空气）；
压缩情况不同（问：汽油机压缩冲程末温度、压强多大？柴油机压缩冲程末，气体体积要小得多。所以压强更大，温度更高，这个温度早已超过了柴油的燃点）；
点火方式不同（汽油机靠火花塞点火。柴油机由于压缩气体温度已超过柴油燃点，从喷油嘴喷入雾状柴油便可立即燃烧。这种方式称为压燃式）；
用途方面：柴油机比汽油机便宜，但汽油机一般比柴油机轻巧，所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些小型农用机械上。而柴油机一般用在舰船、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上。
小 结（略）
布置作业
（l）简述四冲程内燃机的工作过程。
（2）回答下列问题：
①内燃机的四个冲程顺序能颠倒吗？为什么？
②内燃机一个工作循环活塞往复运动几次？曲轴转动几周？

教

学

反

思

长 沙 市 中（小）学 教 师 统 一 备 课 用 纸
科目
物理
年级
初三
班级
时间
2012年 月 日
课题
第二节 热机的效率
教
学
目
标
一、教学目标 
1、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
2、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；
3、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
材
分
析
二、教学重点
建立热机效率的概念。
三、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

实

施

教

学

过

程

设

计

（一）复习引入
1． 叫机械效率。
2．内燃机是将 能转化成 能。内燃机一个工作循环的四个冲程依次为 冲程、 冲程、 冲程和 冲程。
3．在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了？
4． 叫做热机的效率。
（二）燃料的热值
1、:某种燃料完全燃烧放出的能量（热量）与其质量之比，叫做这种燃料的热值（heat value），热值用q表示。
2、单位：J/Kg 或
3、公式：Q = mq或：Q = Vq
其中：燃料完全燃烧释放的热量为Q、燃料的质量为：m、燃料的热值为q；那么V则应该是燃料的体积、此时燃料的热值仍然是q，可是此时因为体积单位为：（米的立方），则燃料热值此时单位为：。
敬请同学们看教材23页的小资料一些燃料的热值。哪种燃料的热值最好，燃烧这些燃料在实际中是否能充分的利用而没有浪费掉？为此我们下面来学习热机的效率
（三）热机的效率
1．交流讨论：热机里的能量转化。
利用24页的想想议议的图14.2-2在内燃机里，燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？
热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作过程中损耗掉了。

由图可见，真正能转变为对外做有用功的能量只是燃料燃烧时所释放能量的一部分。即热机工作时的能量的损失
①燃料未完全燃烧
②废气排出带走能量
③克服磨擦，消耗能量（由于机械传动等要克服摩擦也要消耗能量）
④热机本身发热带走一部分能量。
2．热机的效率定义是：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
即（1）热机的效率为：，其中W有用指用来做有用功的能量，Q总指完全燃烧释放的能量。
看书P24一些热机的热机效率表，讨论这些热机中的能量转化情况。
（2）提高热机效率的主要途径：减少热机工作中的各种能量损失.
具体方法:首先要减少燃烧过程中的热量损失;其次是要尽量简化机械传动部分,并选用优良的润滑材料减小摩擦,以减少机械损失. 如内燃机要掌握好火花塞点火或喷油嘴喷油的最佳时间;蒸汽类热机,常将煤研磨成粉状,用风吹入锅炉内燃烧.这些措施都可以使燃料燃烧得更充分一些.
即提高热机效率的途径：
（1）燃料尽可能燃烧
（2）尽量减少各类热量的损失
（3）在热机的设计和制造上，采取先进技术
（4）使用时，注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的功。
各种热机的效率:蒸汽机:6﹪~15﹪；汽油机：20﹪~30﹪；柴油机：30﹪~40﹪；飞机上的喷气式发动机：50﹪~60﹪
想想看：热机的效率能达到100 ﹪吗？为什么？
不能。
因为热机在工作过程中一定有能量损失。
（四）改变世界的热机
看书P25第一、二自然段，说一说热机的发展过程。
当堂检测
1．为了节约能源，需提高热机的效率，下列措施中不能提高热机效率的是（ ）
A．尽量使燃料充分燃烧 B．尽量增加热机的使用时间
C．尽量减少废气带走的热量 D．尽量减少热机部件间的摩擦
2．下列供热方式，最有利于环境保护的是（ ）
A．用煤做燃料供热 B．用石油做燃料供热
C．用天然气或煤气做燃料供热 D．用太阳能供热
3．关于热机，下列说法错误的是（ ）
A．热机性能好坏的重要标志之一是热机效率
B．在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机效率
C．柴油机的效率比汽油机的高，这是因为柴油的热值比汽油的大
D．在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能
作业布置：p26页动手动脑学物理1-4
1、汽油的热值为，这个数值究竟有多大？有人通过一个具体例子来认识汽油热值的大小；一个60kg的人，从大夏的1搂步行至第11搂（走了10层楼），每层楼的层高为3m，他克服重力做了多少焦耳的功？如果汽油完全燃烧获得热量的焦耳数和这些功相等，需要汽油的质量是多少？这大约相当于生活中什么物体的质量？
（五）课堂小结
分析及解答：由于计算功的公式为：，而60kg的人从1搂走到11搂所做的功是克服重力做的功为：，
有燃料燃烧放出的热量计算公式为：，如果燃料完全燃烧放出的热量要和这些功的数值相等则，即：，则需要的汽油质量为：

而39.13克的质量相当于生活中的一个鸡蛋的质量还不太足。
2、如果燃烧干木柴跟燃烧煤油放出的热量相等，干木柴的质量应该等于煤油质量的几倍？请列出相关计算式来说明理由。
分析及解答：由于燃料完全燃烧放出的热量计算公式为：
所以由题意有：，a而，，
所以干木柴的质量应该是没有质量的
倍。
3、全球汽车保有量在迅速增长，截至2011年，全球处于使用状态的汽车数量已突破10亿辆。每辆汽车每年耗油1.8t，汽车内燃机的效率平均值取30%。如果能把内燃机效率提高，全球每年可节约多少燃油？
分析及解答：每辆车每年有效耗油量（用于做有用功的油）
，
若热效率提高1%则每辆车每年的耗油量为：，
这样每辆车每年节约的油量为：，
全球总共节约油为：。
4、提高热机的效率具有哪些积极意义？请你列出一个回答问题的提纲，不必展开陈述。
答:（1）提高热机效率可以降低能源消耗，降低的成本，提高经济效益，同时还可以大大地节约能源。
（2）保护环境、防止造成污染、减少资源的浪费

教
学
反
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科目
物理
年级
初三
班级
时间
2012年 月 日
课题
第三节 能量守恒定律
教
学
目
标
1加深比热的概念的理解，学会根据比热容进行热量计算。
2理解热量的计算公式。
3知道各种形式的能是可以相互转化的。
4知道能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
教
材
分
析
教学重点与难点
理解热量的计算公式
掌握能量守恒定律

实

施

教

学

过

程

设

计

一．复习
1．什么叫做比热？比热的单位是什么？怎样读？

2．水的比热是多少？它表示什么物理意义？

3．比较下列物质谁的比热大：一滴水和一桶水？一枚铁针和一支铁棒？0℃的水和100℃的水？

二．新课引入。
以水的比热为例，说明它的物理意义，使1千克的水温度升高1℃，需要吸收4.2×103 焦的热量，完成下列表格
质量
升高温度
吸收热量
1kg
1℃
4.2×103J
2kg
1℃

2kg
2℃

从填上表格引入热量的计算，并启发学生得出热量计算用比热×质量×升高的温度。
三．新课讲授。
1 吸热公式及理解。
（1）Q吸＝cm（t-t0） 用Δt升=(t-t 0)表示升高的温度可写成Q吸＝cmΔt升
式中的Q吸是吸收的热量，单位是J；c是物质的比热；m是物质的质量，单位是kg；t0初温，t是末温，单位是℃。
（2）公式的应用。
例：（幻灯显示）。

2 放热公式的理解。
（1）Q放＝cm（t0－t） 用Δt降=( t0－t)表示降低的温度可写成Q放＝cmΔt降
（2）公式的应用。
例：（幻灯显示）。

（注：）1、学生容易把t0和t混淆，所以要告诉学生记忆的方法：有标脚“0”的就可想到“一切从零开始”就表示开始的温度即初温。没有标脚的就是末温。）
2、区别“升高”、“升高了”、“升高到”和“降低”、“降低了”、“降低到”
3　各种能的相互转化：机械能转化成电能，光能转化成化学能转化成电能等。
4 能量守恒定律P24
5 小结
课堂练习：
1、自然界有多种形式的能量，如 、 和 等，各种形式的能量之间是可以相互 的；太阳的照射促使地面空气流动形成风，太阳能转化为空气的 能；太阳能热水器是把 能转化为 能的装置。
2、如下左图所示，在试管中装入适量的水，用胶塞塞住试管口，然后对水加热使水沸腾.水沸腾产生的水蒸气会把胶塞冲出。在这个实验中，燃料燃烧放出 ，传递给 ，使得 的 增加，膨胀 ，把塞子冲出去，这个过程中 能转化为塞子的 能。
3、能量既不会凭空 ，也不会凭空 ，它只会从一种 转化为另一种 ，或者从一个 转移到另一个 ，而在转化和转移的过程中，能量的总量 .这就是能量守恒定律.
4、一个小球从斜面上滑下，若斜面光滑，则此过程中是小球的 能转化为 能；若斜面粗糙，则此过程中是小球的 能转化成了 能和 能，且三者的关系是 .（不计空气阻力）
5、如下右图所示的漫画，其中也有着一定的物理规律：人在荡秋千时，是 能和 能之间相互转化，这两种能又统称为 能.（不计空气阻力）

6、将下图中所空缺的各项填充完整.

教
学
反
思