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第14章 内能的利用
【目标确定的依据】
1.相关课程标准陈述
3.1.1了解能量及其存在的不同形式。描述各种各样的能量和生产、生活的联系。
3.1.2通过实验，认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。
3.3.3了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
3.5.1知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。
3.5.2从能量的转化和转移的角度认识效率。
3.5.3知道能量的转化和转移有一定的方向性。
2. 学情分析
学生在前面已经学过内能，对内能的定义和改变的方式有了初步的认识。学习功和机械能时，对机械效率进行过系统的学习，所以可以类比机械效率来学习热机的效率，联系生活实际，所以，对于本章的学习并不困难。
3. 教材分析
本章主要通过四冲程内燃机工作原理的学习，使学生了解内燃机的主要结构；大致了解内燃机工作时，能量的转化与转移情况；了解内燃机在现代生活，特别是交通方面的应用。本章在热学中占有举足轻重的地位。通过本章学习，使学生认识到在利用燃料内能方面，也不可避免地会有一部分内能转化和转移到其他方面，因此要建立热机效率的概念，并与机械效率作联系和类比。之后自然引出能量守恒定律。“关心科技发展的动态，关注技术应用带来的社会进步和问题，树立正确的科学观”是义务教育阶段物理课程的价值表现之一。通过本章的学习，要使学生了解内燃机的发展对人类进步起到的作用，同时要使学生认识到它给环境带来的污染问题。在本章的学习中，学生来自于生活的经验和体验是很多的，充分发挥学生来自于经验或兴趣方面的知识，让他们积极地参与教学活动，会对提高教学效果起到很大的作用。同时，在部分学生的带动下，大多数学生也会受到触动而更多地关注技术关注社会的发展。作为教师，也应该做出表率。
热机：教材首先通过一个演示实验，展示了蒸汽机的工作原理，介绍了热机的特点和种类，引出内燃机，内燃机分为汽油机和柴油机，配合插图，先介绍汽油机的四个工作冲程及特点，然后介绍柴油机，重点是二者在结构和工作特点上的不同。开学世界栏目介绍了“现代汽车”。
热机的效率：各种热机都要靠燃烧燃料来获得能量，得到动力，教材首先介绍了燃料的热值，热值是燃料的特性，反应燃料放热本领的大小。燃料燃烧室放出的能量，不能全部被热机利用
来获得机械能，自然引出热机的效率，教材有一幅内燃机的能流图，岷县指出了燃料燃烧时能量的去向。教材还介绍了提高热机效率的方法。STS栏目介绍了“从火车到火箭”。
能量的转化和守恒：教材通过四组小实验，让学生观察实验现象，讨论能量的转化方式，引出各种能量在一定条件下都可以相互转化。教材“想想议议”小球的机械能减少了，引出能量守恒定律，并指出“永动机”不可能实现。
【教学目标】
1.通过复习实验，知道能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。
2.熟记热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
3.通过对温度、内能和热量的关系的分析，能从能量转化的角度认识燃料的热值。
4.通过和机械效率的类比，正确认识热机的效率。
5.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。知道能量的转化和转移有一定的方向性。
【教学重难点】
能说清能量的转化和转移，并会计算机械效率。
【课时安排】
1课时
【评价任务】
1. 关于目标1和5，能量转换和守恒。
评价标准与要求：小组内通过讨论，能列举日常生活中能量守恒的实例。每生都能有用能量转
化与守恒的观点分析问题的意识，人人有合作与交流意识，同时应对学生保护环境的意识、对科学技术和社会关系的意识、可持续发展的意识等进行口头和计分评价。
2. 关于目标2、3、4，要求学生说出热机的工作原理和过程，抽查几个学生计算热机的效率。重点评价学生的合作与交流的能力。
3. 自学评价：检测和当堂训练题。评价学生的自学能力：自学过程中，快速、认真、勾画出重难点。
4. 小组合作，记录学生参加了哪些活动、投入的程度如何。合作探究过程中，可从小组长的组织、每生在活动中的投入情况、发言的有效性、有什么表现和进步等情况进行评价。
5. 当堂训练题：认真度、对题率进行评价。
6. 在对情感态度与价值观的评价，不能像知识与技能一样直接进行评价，只能通过一些可以观察的指标来间接地推断和度量，因此必须对学生行为表现和情绪表现进行观察和记录。
【教学活动设计】
教学环节
教与学活动
评价任务
一、导入环节
（2分钟）
（一）导入新课，板书课题
1.导入语：内能是热学部分中最重要的部分，本节课我们重点复习内能的相关知识。
2.教师板书课题
（二）出示学习目标:
课件展示学习目标，指导学生观看。
过渡语：有了明确的目标，我们就有了前进的方向。下面，让我们带着目标，学海泛舟。请同学们根据学习要求，自主学习。
要求大声朗读，边读边思考，人人明确本节的学习任务
二、先学环节（15分钟）
（一）知识回顾，构建知识体系
请同学们带着下列问题看课本内能部分，回顾知识点并记忆，要独立完成。
过渡语：请同学们结合自学情况完成下列练习，做题要细心、规范;完成后，组长组织对桌交换，互相批阅，有疑惑提出来。
1．热机是将 能转化为 能的机械。
2.燃料在 燃烧的热机叫内燃机。
内燃机的种类有 机和 机。他们分别用_______和_______作为燃料。
3.内燃机的工作过程，_____________________________________叫做一个冲程。一个循环又分为四个冲程。分别是______、__________、__________、____________冲程。
4.我们把 ___________跟______________的比值叫机械效率。用公式表示为η=___________.
5.在物理学中，把 叫做这种燃料的热值。热值的单位是 ，符号是_____。
6.在通常情况下，我们对燃料的利用率比较低，造成能量损失的主要原因有_________
（二）复习检测
1.汽油机的一个工环是排气,吸气,压缩,_______这四个冲程组成的,其中能将机械能转化为内能的冲程是_________冲程。
2.汽油机吸入气缸的物质是 ( )
A汽油 B空气 C汽油与空气混合物 D柴油
3. 克服摩擦力做功，或压缩气体做功而使物体的内能增加，这时是将_________能转化为_________能。气体膨胀对外做功使物体的内能减少，这时是将_________能转化为_________能。
4.汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是（ ）
A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程
5.在图所示的内燃机工作的一个循环中，其四个冲程的顺序应当是（ ）
6.一台单缸四冲程汽油机转速是1800转/分钟，该汽油机没秒内完成_______个工作循环，对外做功________次，完成能量转化_________次。
7.下面对内燃机的有关叙述, 错误的是 ( )
A.内燃机是内能转化为机械能的装置
B.内燃机用水冷却是因为水的比热容大
C.内燃机所产生的噪音，可以被机上的消音器完全吸收
D.内燃机靠产生的高温高压气体做功
8.两台汽油机,甲的效率为30%,乙的效率为25%,这两个数据表示( ).
A.甲机做的功比乙机多 B.甲机的功率比乙机的大
C.在相同时间内甲机燃烧的汽油比乙机的多
D.在消耗相同汽油时,甲机做的有用功比乙机的多
9.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.尽量增加热机的工作时间
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
（三）质疑问难
1.小组内讨论解决个人疑难问题。
2.班内提出小组内未解决的问题，其余同学释疑，教师适当点拨。
点拨：内能是中考必考的知识点，学生要引起足够的重视。
认真学习自学指导，抓住热机的工作原理、过程、热值的概念、计算公式及变形、热机的效率和如何提高效率这几个关键。自学课本时把它们认真记忆。
合上课本，独立完成自学检测。
能提出问题的同学加1分，能释疑的加2分.
三、后教环节（10分钟）
四、训练环节
（13分钟）
(一)生生合作，互相纠错
组内交流：将自主学习和自学检测中疑难问题进行交流.时间：3分钟，组长掌握组内的情况，记录没能解决的问题.发言要求：起立讨论、声音洪亮、言简意赅、明确清晰。
(二)合作探究，展示交流
先独立思考，并记录自己的疑惑，然后小组交流，最后个人整理。
1.我们已经学习了内能部分知识，根据你对内能的认识和理解，组内互相交流电功率的相关知识。
2.回顾比较不同物质吸热能力的实验器材和实验步骤，并说明从实验数据中还可以发现什么问题？
点拔：在比较不同物质吸热能力的实验中，可以发不同物质的吸热能力不同。
过渡语：请同学们合上课本，完成学案上当堂检测题。
1.图是内燃机的某冲程工作示意图，以下改变内能方式与此相同的是（ ）
A.烤火取暖 B．搓手取暖 C.向手“呵气”取暖 D.用热水袋取暖
2.榴莲因其果肉香甜又富有营养，被称为水果之王．榴莲被切开后，其香味将很快充满整个房间，这一现象主要说明（ ）
A.分子间存在引力 B.分子间存在斥力
C.分子间有间隙 D.分子在永不停息地运动
3.如图所示的实例中，通过热传递改变物体内能的是（ ）
A.热锅暖手 B.搓手取暖
C.下滑时臀部发热 D.钻木取火
4.夏天，人们喜欢到海边度假．白天，海风拂面，带来丝丝凉意，夜间却不会很凉。而沙漠的夏天昼夜温差可达50℃。对这种现象的解释，正确的是（ ）
A.太阳照射沙漠地区的时间较长B.海边有风而沙漠地区可能没有
C.海水的比热容比沙石的比热容D.太阳直射沙漠地区，斜射海边
5.下列现象中，通过做功改变物体内能的是（ ）
A.在饮料中放入一些冰块，饮料变凉
B.火车经过，铁轨的温度升高
C.柏油路被阳光晒热 D.用电热壶烧水，水温升高
6.下列现象中，属于扩散的是（ ）
A.擦黑板时，粉笔灰在空中飞舞 B.粉笔蹭到衣服，在衣服上留下粉笔痕迹
C.玉兰花开，闻到阵阵花香 D.秋天到来，树叶飘落
7.如图为某一天中央电视台天气预报的截图．图中显示的四个地方，内陆地区的温差比沿海地区的温差大，
造成这种差别的主要原因是（ ）
A.水的比热容比泥土、砂石的比热容大
B.水的内能比泥土、砂石的内能大
C.水的密度比泥土、砂石的密度小
D.水的温度比泥土、砂石的温度低
8.关于物体的内能，下列说法正确的是（ ）
A.温度相等的1 kg和100 g的水内能相同
B.物体内能增加，一定要从外界吸收热量
C.温度为0℃的物体没有内能
D.在相同物态下，同一物体温度降低，它的内能会减少
9.冬天，路上的行人一边搓手，一边对手哈气，从而使手感到暖和．“搓手”和“哈气”在改变内能的方式上分别属于（ ）
A.做功、热传递 B.热传递、做功
C.做功、做功 D.热传递、热传递
10.关于热现象，下列说法正确的是（ ）
A.温度高的物体比温度低的物体内能多
B.热能只能从内能多的物体转移到内能少的物体
C.物体内所有分子都在不停地做无规则运动
D.分子间相互作用的引力和斥力不能同时存在
11.某同学为了探究温度升高时吸收热量的多少与哪些因素有关，做了如下实验：在四个相同的烧杯中分别盛有水和煤油，用同样的加热器加热，下表是他的实验
烧杯号
加热时间(min)
液体
质量(g)
初温(℃)
末温(℃)
1
8
水
200
20
28
2
4
水
100
20
28
3
4
煤油
200
20
28
4
2
煤油
200
20
24
请根据表中的实验记录回答：
（1）比较 记录，得出的结论是不同质量的同种物质升高相同的温度，吸收的热量不同；
（2）比较3、4记录，得出的结论是 质量的同种物质升高 温度，吸收的热量 ；
（3）比较1、3记录，得出的结论是物体温度升高时吸热的多少与___________有关。
（4）该同学在本次实验中用到的研究方法是_____________________。
12．用燃气灶烧水，燃烧0.5kg的煤气，使50kg的水从20℃升高到70℃．已知水的比热容为4.2×103J／(kg·℃)，煤气的热值为4．2×107J/kg。
求：(1)0.5kg煤气完全燃烧放出的热 (2)水吸收的热量 (3)燃气灶烧水的效率
组长掌握组内的情况，记录没能解决的问题。发言要求：起立讨论、声音洪亮、言简意赅、明确清晰。组内认真讨论的奖励2分，有游离于活动之外的减2分。答案准确、组内成员都理解掌握的组内加2分。
小组评比，全队的为优胜小组。
点拨：不同物质的吸热能力不同，要理解机械效率，并会计算。
课堂总结：本节课主要复习了内能的有关利用，包括热机的工作原理和工作过程，热机的效率、能量的转化和能量守恒等知识。同学们要注意结合生活实际，学以致用。
附：板书设计
第十四章 内能
一、热机
二、热机的效率
三、能量的转化和守恒
【教学反思】
附件1：教学目标叙写解读
1.学习目标的设计要基于课程标准、教材分析和学情三方面的分析。
2.学习目标的设计要把课程标准分三步细化分解，找到本节课的核心目标。即：学期目标—单元目标—课时目标。
学期目标
单元目标
课时目标
认识机械能、内能、电磁能、能量的转化和转移、能量守恒等内容，了解新能源的开发与应用，关注能源利用与可持续发展等问题关注科学技术对社会发展、自然环境及人类生活的影响，有保护环境及可持续发展的意识。
1.了解能量及其存在的不同形式。描述各种各样的能量和生产、生活的联系。
2.通过实验，认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。
3.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
4.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。
5.从能量的转化和转移的角度认识效率。知道能量的转化和转移有一定的方向性。
1.通过复习实验，知道能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。
2.通过复习热机的工作过程，熟记热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
3.通过对温度、内能和热量的关系的分析，能从能量转化的角度认识燃料的热值。
4.通过和机械效率的类比，正确认识热机的效率。
5.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。知道能量的转化和转移有一定的方向性。
3.核心目标的分解
第一步：分析陈述方式、句型结构和关键词。
1.通过复习实验，知道能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。陈述方式：认知性目标
句型结构：行为条件（学习环境）+行为动词（行为表现）+核心概念（关键词）
行为条件是“通过复习实验”，行为动词是知道，核心概念为能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。属于了解水平。
2.通过复习热机的工作过程，熟记热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
陈述方式：认知性目标
句型结构：行为条件（学习环境）+行为动词（行为表现）+核心概念（关键词）
行为条件是“通过复习热机的工作过程”；行为动词为“熟记、知道”；核心概念（关键词）为：“热机的工作原理，内能的利用在人类社会发展史上的重要意义”属于认识性知识。
3.通过对温度、内能和热量的关系的分析，能从能量转化的角度认识燃料的热值。
陈述方式：认知性目标
句型结构：行为条件（学习环境）+行为动词（行为表现）+核心概念（关键词）
行为条件是“通过对温度、内能和热量的关系的分析”；行为动词为“能”；核心概念（关键词）为：“燃料的热值”属于事实性知识。
4.通过和机械效率的类比，正确认识热机的效率。知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。知道能量的转化和转移有一定的方向性。陈述方式：体验性目标
句型结构：行为条件（学习环境）+行为动词（行为表现）+核心概念（关键词）
行为条件是“通过和机械效率的类比”；行为动词为“认识、知道”；核心概念（关键词）为：“热机的效率、用能量转化与守恒的观点分析问题”属于过程性知识。
第二步：分析关键词，构建概念图。
内能的利用
概念体系
知识地位
行为动词
能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化
重点
知道
热机的工作原理，内能的利用在人类社会发展史上的重要意义
难点
熟记、知道
燃料的热值
重点
能说出
热机的效率、用能量转化与守恒的观点分析问题
重点
认识、懂得
第三步：根据概念图，分解行为动词。
行为动词“体会”“懂得”隶属的认知水平为“经历”。
行为动词“能”、“会”隶属的认知水平为“独立操作”。
“经历”的同义词有尝试、观察、经历、观察等。“独立操作”的同义词有会测量、会选用、会使用、会根据——
内能的利用
概念体系
行为动词
能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化
知道
热机的工作原理，内能的利用在人类社会发展史上的重要意义
熟记、知道
燃料的热值
能说出
热机的效率、用能量转化与守恒的观点分析问题
认识、懂得
第四步：根据概念图，确定行为条件。
内能的利用
概念体系
行为动词
行为条件
能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化
知道
通过复习实验
热机的工作原理，内能的利用在人类社会发展史上的重要意义
熟记、知道
通过复习热机的工作过程
燃料的热值
能说出
通过对温度、内能和热量的关系的分析
热机的效率、用能量转化与守恒的观点分析问题
认识、懂得
通过和机械效率的类比
第五步：根据概念图，确定行为程度。
内能的利用
概念体系
行为动词
行为条件
行为程度
能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化
知道
通过复习实验
感悟
热机的工作原理，内能的利用在人类社会发展史上的重要意义
熟记、知道
通过复习热机的工作过程
熟练
燃料的热值
能说出
通过对温度、内能和热量的关系的分析
准确说出
热机的效率、用能量转化与守恒的观点分析问题
认识、懂得
通过和机械效率的类比
用语言解释
第六步：综合上述思考，叙写出学习目标。
1.通过复习实验，知道能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以互相转化。
2.通过复习热机的工作过程，熟记热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。
3.通过对温度、内能和热量的关系的分析，能从能量转化的角度认识燃料的热值。
4.通过和机械效率的类比，正确认识热机的效率。
5.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。知道能量的转化和转移有一定的方向性。
附件2：评价任务设计解读
1关于目标1和5，能量转换和守恒。
能列举日常生活中能量守恒的实例。每生都能有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识，人
人有合作与交流意识，同时应对学生保护环境的意识、对科学技术和社会关系的意识、可持续发展的意识等进行口头和计分评价。
2. 关于目标2、3、4，要求学生说出热机的工作原理和过程，重点评价学生的合作与交流的能
力。
3.自学评价：自学过程中，快速、认真、勾画出重难点。
4.小组合作从小组长的组织、每生在活动中的投入情况、发言的有效性、有什么表现和进步等
情况进行评价。
6. 在对情感态度与价值观的评价，不能像知识与技能一样直接进行评价，只能通过一些可以观
察的指标来间接地推断和度量，因此必须对学生行为表现和情绪表现进行观察和记录。
附件3：表现性任务设计
1. 能列举日常生活中能量守恒的实例。每生都能有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识，
人人有合作与交流意识，同时应对学生保护环境的意识、对科学技术和社会关系的意识、可持续发展的意识
2.热机的工作原理和过程
3.对学生行为表现和情绪表现进行评价
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