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第十四章内能利用教案
第十四章 内能的利用
第1节热机
【教学目标】
1、知识与技能
●了解四冲程内燃机的基本构造和工作原理。
●知道四冲程内燃机的工作过程和能量转化情况。
●知道柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。
●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内燃机的基本结构和工作过程。
●通过分析汽油机和柴油机的构造及工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法。
3．情感态度与价值观
●通过演示实验养成学生观察和分析问题的能力。
●通过阅读“科学世界” ，了解现代汽车的一些常识，扩展学生的知识面，养成学生的环保意识。
●了解这些内燃机在生产和生活中的应用，提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。 
【教学重点】热机的工作原理和汽油机的工作过程
【教学难点】汽油机和柴油机的异同点和能量转化
【教学准备】
教师准备：PPT课件、flash动画（汽油机和柴油机工作过程）、试管、水、橡皮塞、酒精灯、铁架台、火柴、四冲程汽油机模型（J2255型）和柴油机模型等。
学生每组准备：四冲程汽油机模型（J2255型）、四冲程柴油机模型
【教学过程】
一、创设情境，激趣导入
【创设情境】同学们，汽车已经是我们现代生活中不可缺少的交通工具，18世纪第一辆汽车问世时，速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经是声速的几倍，达到了1678千米每小时。

世界上第一辆汽车 世界上最快的汽车
你想知道汽车是如何获得这么大的机械能的吗？我们这节课要学习的知识——热机，将会揭开它神秘的面纱。
板书课题：§14.1热机
（设计意图：设置问题悬念，让学生感受热机的威力，诱发学生强烈的探索欲望，由生活走向物理。）
二、探究过程：
（一）热机
1、热机的原理
【演示实验】如图：在试管内装少许水，用一层红色塑料薄膜裹着棉花塞在试管中上部，利用点燃的酒精灯对封闭试管中的水加热一段时间，当水沸腾时，水蒸汽会慢慢推动塞子向试管口运动，让学生观察现象。
（提示：为节约时间，可用热水或提前加热；试管口对着空处，塞子不要塞得太紧，以防危险。）
出示问题让学生思考：（1）看到什么现象？ （2）棉花塞被顶向管口，推动塞子的能量来自哪里？
（3）水蒸气具有的内能从何得到？
总结：在这个实验中，酒精燃烧的化学能→水和水蒸气的内能→塞子的机械能，这个实验虽然简单，我们也可以从中发现，利用内能可以做功，人们由此发明了利用内能做功的机械——热机。
（设计意图：通过图片的展示，简单的小实验，引发学生的思考，调动学习的兴趣，活跃课堂气氛。体现从生活走向物理。）
2、热机种类及发展史
【列举实例】热机的发明和广泛使用，使人类迈入了工业化社会，热机的种类很多，它们都是把内能转化为机械能的，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等，你知道哪些地方用到了热机吗?
鼓励学生大胆回答，并出示图片，简单介绍热机发展过程。

蒸汽机 喷气发动机 汽轮机
（设计意图：讲述热机的发展历程，了解这些内燃机在生产和生活中的应用，提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。）
3、内燃机
【过渡问题】在上面的演示实验中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。为获得更大的动力，怎么办？哪种热机能够做到？
【认识内燃机】什么是内燃机？内燃机分为几类？总结并展示汽油机、柴油机图片。

汽油机 柴油机

（二）汽油机
1、汽油机构造
【过渡】内燃机是现代社会中最常见的一种热机，目前人们生活中重要的交通工具——汽车，其动力机械多数就是汽油机，我们重点学习汽油机的工作原理。
【认识构造】展示汽油机模型，指导学生认识构造，并简要介绍其作用。

2、汽油机工作原理
【演示冲程】转动汽油机的手柄，让学生观察活塞在汽缸内的运动情况，向学生介绍冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。
【自学工作原理】要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动，提问：
1、四冲程汽油机的一个工作循环包括哪四个冲程?
2、这几个冲程的工作过程是怎样的？有没有能量的转化？

吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程

让学生自学教材，利用汽油机模型进行操作，再结合汽油机工作的flash动画，仔细观察四个冲程的工作过程，并完成下表（答案见附件1）
冲程
名称
进气门开闭情
况
排气门开闭情况
活塞
运动
方向
冲程
的作
用
能量
的转
化
吸气
冲程

压缩
冲程

做功
冲程

排气
冲程

巡视学生自学情况，提示注意观察的问题。
【归纳总结】学生展示自己的表格完成情况，教师引导学生进行评价、补充。
适时点拨：可根据汽油机活塞运动方向和进气门、排气门的开闭情况来判断汽油机的四个冲程。
【反馈练习】提出以下问题，让学生结合汽油机的工作过程回答：
① 在四个冲程中，哪些冲程发生了能量转化？如何转化的
② 哪个冲程使汽车获得动力？其它几个冲程中活塞的运动是靠什么来完成的？四个冲程顺序能否颠倒？
③哪个冲程排出了汽车的废气？
④一个工作循环有 个冲程，曲轴（或飞轮）转 圈，活塞往复 次，做 次功。
师生交流矫正，加深对汽油机工作原理的理解。
强调：一个工作循环，“四冲二转一做功”
（设计意图：运用模型演示和学生模型操作，让学生自主学习，主动得出结论，调动了学生学习的积极性，既有利于学生对知识的理解，又培养了学生观察和分析问题的能力。）
【典例精炼】四冲程汽油机进排气门都关闭、
活塞向下运动的是____冲程，若其转速为1800r/min，每秒钟经过 个冲程, 做功__次。
（三）柴油机
1、柴油机构造
【过渡】柴油机也是内燃机，那么，它又是怎么工作的呢？
【认识构造】把汽油机模型和柴油机模型的构造进行对比，你有什么发现？
2、柴油机工作原理
【工作原理】让学生阅读课本，动手操作柴油机模型，接着播放柴油机工作过程的flash动画，让学生仔细观察后思考下列问题：
（1）你能描述柴油机的工作过程吗？先让学生描述，再引导学生纠正补充。
（2）柴油机和汽油机除了在构造上的区别外，还有什么异同？请完成下表（答案见附件2）：
3、内燃机的应用
【提出问题】提出以下问题让学生思考：
(1)从柴油机的工作过程，你能说出柴油机的功率为什么更大吗？
(2)汽油机轻巧但效率较低，柴油机笨重但效率较高，各有优点，它们在生活中各应用在哪些地方？
（设计意图：利用实物演示与动画模拟，对比汽油机学习柴油机，增加知识的趣味性，加深对知识的理解记忆，有效地解决了重点。）
（四）科学世界：现代汽车
引导学生阅读科学世界“现代汽车”。

汽车动力系统
（设计意图：扩大学生视野，让学生了解物理知识的应用，体现了从物理到社会，同时也提高学生节约能源和保护环境的意识。）
三、盘点收获：
引导学生总结收获：
1、热机的原理是什么？
2、四冲程汽油机的工作过程是怎样的？
3、柴油机和汽油机有何异同点？
师生共同解决存在的问题。
四、课堂检测：完成检测题。见附件3
五、布置作业：出示作业题，见附件4
【板书设计】
§14.1热机

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一．热机
1．定义：利用内能做功的机械
2．热机的工作原理:把内能转化为机械能
二．汽油机
1．构造：
2．工作原理：
吸气冲程:
压缩冲程: 机械能→内能
做功冲程: 内能→机械能
排气冲程:
三．柴油机
柴油机与汽油机的异同点

【教学反思】
一、案例的“亮点”
1、对课本中的“用酒精灯给密闭在试管中的水加热”的实验进行了改进，利用红色薄塑料纸裹着棉花的塞子代替胶塞，将塞子飞出的现象改为棉花塞子在试管中慢慢向管口移动的现象，并通过引导学生对这个实验的分析，让学生深刻地理解了热机的原理，体现从生活走向物理的理念。
2、主要采用学生自主探究的方法，运用实验、实物模型展示、多媒体视频和flash动画等现代化教学手段，较形象演示四冲程内燃机的工作过程，增加感性认识，帮助学生理解知识，再配合一定数量的针对性练习，能让绝大多数学生对所学内容当堂消化和吸收。
二、教学中易出现的问题
1、汽油机和柴油机模型的操作和多媒体的使用，虽较形象地演示了活塞的运动情况和进、排气门的开闭情况，但如火花塞产生电火花、喷油嘴喷油、能量的转化等内容还不能很形象地演示，致使学生理解不透彻。
2．在观看现象时有部分同学抓不住要点的问题，有极少数学生对汽油机和柴油机的工作过程及曲轴旋转的圈数存在疑惑，应在以后的教学中注重培养这方面的能力。

附件1:汽油机的工作过程
冲程
名称
进气门开闭情况
排气门
开闭情
况
活塞运
动方向
冲程的作用
能量的转化
吸气
冲程
打开
关闭
向下
空气和汽油的混合物被吸入汽缸。
无能量转化
压缩
冲程
关闭
关闭
向上
燃料混合物被压缩，使其温度升高。在压缩冲程末，火花塞产生电火花。
机械能转化为内能
做功
冲程
关闭
关闭
向下
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，对外做功。
内能转化为机械能
排气
冲程
关闭
打开
向上
排出废气
无能量转化
附件2：比较汽油机和柴油机的异同：

汽油机
柴油机

不
同
点
构造
汽缸顶部是火花塞
汽缸顶部是喷油嘴
吸气
冲程
吸入汽油和空气的混合气体，
只吸入空气。
压缩
冲程
压缩程度较小
压缩程度较大
点火
方式
点燃式（火花塞点火）
压燃式（柴油遇到热空气而燃烧）
效率
较低
较高
应用
机体较轻，主要用于汽车、飞机、摩托车等。
机体较重，主要用于载重汽车、火车、轮船等。
相
同
点
①汽油机的火花塞和柴油机的喷油嘴的工作时刻都是在压缩冲程末。
②都是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转两周，对外做功一次。
③排气冲程排出废气的过程相同。
附件3：课堂检测
1．单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种内燃机一个工作循环的四个冲程的顺序排列正确的是（ ）

甲 乙 丙 丁
A．丙、丁、乙、甲  B. 丁、甲、丙、乙
 C. 乙、甲、丁、丙  D. 甲、乙、丙、丁
2．下列流程如图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（　　）

A．①做功冲程，②内能转化为机械能，③压缩冲程，④机械能转化为内能
B．①压缩冲程，②内能转化为机械能，③做功冲程，④机械能转化为内能
C．①做功冲程，②机械能转化为内能，③压缩冲程，④内能转化为机械能
D．①压缩冲程，②机械能转化为内能，③做功冲程，④内能转化为机械能
3．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ）
A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
4．热机是把_______能转化为_______能的机器，四冲程汽油机的一个工作循环是由 、 、 、 组成的，其中只有 是燃气对活塞做功，其它三个要靠 来完成。
5．如图所示，试管内水蒸气将塞子推出的过程，水蒸气的______ 能转化为塞子的________能。四冲程汽油机工作过程中的  冲程与上述能量转化过程相同。
6．如图所示，是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：
（1）这种内燃机是  （选填“汽油机”或“柴油机”）；
（2）它在吸气冲程吸入的物质是  （选填“空气”或“汽油”或“柴油”或“空气和汽油的混合物”）
（3）图中内燃机处在   冲程；该冲程中其能量转化是把   能转化为   能
（4）若此内燃机飞轮速度为3000r/min，则每秒钟内燃气推动活塞做功______ 次，有 个冲程。

第5题图 第6题图

参考答案：1．B 2．D 3．C 4．内能 机械能 吸气冲程 压缩冲程做功冲程 排气冲程 做功冲程 飞轮的惯性 5．内能 机械能 做功冲程
6．（1）柴油机；（2）空气（3）压缩 内能 机械能（4）25 100
附件4：作业题
查阅资料，了解二冲程发动机和六冲程发动机的特点及原理。
参考答案：略

第二节 热机的效率
【教学目标】
知识与技能
1、知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能;
2、知道什么是燃料的热值和单位，会查燃料热值表.
过程与方法
1、从生活中体会不同燃料燃烧释放热的本领不同，建立热值的概念。
2、能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。
3、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。
情感态度与价值观
结合有效利用燃料的途径，使学生懂得节约和充分利用能源的重要意义.
【教学重难点】
重点是燃料热值的概念和理解，热机的效率。
难点是对热机的效率的理解。
【教学方法】
启发式教学法，自学讨论法，设疑问教学法，类比教学法。
【教学准备】或【实验准备】

课前收集的燃料的图片、多媒体课件等

【教学过程】
一、燃料
1.燃料的分类
【创设情境，引入新课】无论是烧菜做饭，还是奔驰的汽车与火车，乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。即从原始人类学会用火的那天起，至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的，火的利用给人类社会带来了进步。时至今日，我们的日常生活都离不开燃料的帮助。例举一下生活中我们可以使用哪些燃料烧开一壶水？这些燃料可以如何分类？

交流总结：燃料的种类很多,固体燃料有木柴、煤等,液体燃料有汽油、柴油等,气体燃料有煤气、天然气等。
2、燃料燃烧放出的热量与什么因素有关？
生活中的燃料很多，我们在日常生活中用来取暖和煮饭的燃料也在发生巨大的变化，木柴、煤炭、液化石油气、煤气、天然气等，为什么会出现这样的变化呢？
思考：
1、5kg的木材和10kg的木材燃烧时放出的热量是否相同？ 这说明什么？
2、根据生活经验判断相同条件下，1kg木柴和1kg煤，哪一种燃料能烧开更多的水？
3、烧开同一壶水，用干木柴和天然气所需的燃料多少一样吗？
4、5kg的木材完全燃烧和未完全燃烧时放出的热量是否相同？
小结：1、燃料燃烧放出的热量跟什么因素有关？（1）燃料的质量（2）燃料的种类（3）燃料燃烧的状况（是否完全燃烧）
二、燃料的热值：
【体验探究，获取新知】
提出问题：相同条件下，1kg木柴和1kg煤，1kg煤能烧开更多的水，这说明不同的燃料燃烧放出的热量不相同，我们该怎样比较不同燃料燃烧时这种放热性能优劣？
设计意图：现象学生有生活经验，能产生共鸣。抛出矛盾，使学生有认知欲望。
类比复习：如何比较不同的物质吸热能力的不同呢？课本中引入比热容：即1kg的某种物质温度升高1℃，所吸收的热量就是这种物质的比热容。那么把所有的燃料都取1kg，让他们完全燃烧，比较它们放出的热量的多少。
定义：我们把某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
【交流解惑】
课本P23“小资料”部分，你有哪些发现？
结合生活经验，谈谈你对热值的理解。

交流总结：
（1）热值反映了燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧均无关系。
（2）热值的单位：J／ｋｇ
（3）不同燃料的热值一般不同；不同燃料的热值有时还可能相同。
（4）氢气的热值最大。
（5）气体的热值单位：J/m3
延伸拓展：推导燃料完全燃烧放热的计算公式：
1、酒精的热值是3.0×107J/kg，它的物理意义是什么？
1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J
2、2kg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦？
2kg×3.0x107J/kg=6.0×107J
3、质量为3kg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦？
3kg×3.0×107J/kg=9.0×107J
4、质量为mkg的酒精完全燃烧放出的热量是多少焦？
Q = mq
其中m表示质量，单位是kg，q表示热值，单位是J/kg，Q表示燃料燃烧放出的热量，单位是J。
同样的原理，体积为V的某种燃料完全燃烧放出的热量是多少焦？
Q = Vq

设计意图：根据热值的物理意义，去推倒燃料燃烧放热的公式，符合学生的认知规律，学生在理解热值的基础上，很容易推导燃料燃烧的放热公式。
【练一练】
500g汽油完全燃烧时可以放出多少热量？
解：查表可知，汽油的热值q=4.6×107J/kg m=500g=0.5kg
Q=qm=4.6×107J/kg×0.5kg=2.3×107J
三、热机的效率
【想一想】
提出问题：用煤气灶烧水时，煤气能完全燃烧吗？煤气燃烧放出的热量能全部被水吸收吗？
分析讨论：煤气燃烧放出的热量：
1、煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量
2、煤气灶本身也会吸收一部分能量
3、高温的烟气带走了一部分能量
4、还有一部分直接损失掉了
5、水吸收的热量只占煤气放出热量的一部分
所以，在烧水的过程中，被水吸收的热量与燃料完全燃烧放出能量的比值，称为热效率。

热机也有类似的情况：
在内燃机中，燃料燃烧产生的能量到哪里去了呢？

热机是将内能转化为机械能的装置，在这个情景中，真正转变为对外做有用功的能量只占燃料燃烧时所释放能量的一部分。
所以：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。

理解热机的效率:
1) 热机效率是指热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所择放的能量的比值,它反映了能量的利用率,热机性能的一个重要标志.
(2) 由于热机在工作过程中,总有能量损失,所以热机的效率总小于1。
设计意图：学生在机械效率的基础上建立热效率的概念，进而建立热机的效率，可以使学生认知更有条理性，更深刻，加深对热机效率的理解。
【练一练】
某中学为学生供应开水，用锅炉将200kg的水从25 ℃加热到100 ℃ ，燃烧了6kg的无烟煤。试求
(1) 锅炉内200kg的水吸收了多少热量？
(2) 6kg无烟煤完全燃烧放出的热量是多少？
(3) 此锅炉的效率是多少？（无烟煤的热值是3.4×107J/kg
【议一议】
为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率，汽油机的效率：20～30%，柴油机的效率：30～45%，都比蒸汽机的效率高，
那么怎样提高热机的效率？
引导学生从节能和环保角度分析有效利用燃料的方法，探讨提高热机效率的途径。

总结：
1、使燃料充分燃烧
2、尽量减少各种热量损失；
3、在热机的设计和制造上采用先进的技术；
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能量
设计意图：增强学生的环保意识，增强学生为提高热机效率，加强环保的责任心和使命感。也体现了从物理到生活的理念。
燃料的利用使人类得到大量内能,但同时造成环境污染,尤其是热机的使用.因此,保护环境,控制和消除大气污染是必须重视的问题,请同学们课下收集如何控制和消除大气污染。

三、小结：知识梳理
回顾本节课的探究过程。
设计意图：小结不仅要总结知识，更重要的是将本节课研究问题的方法及思维程序提炼出来，学生学会这些方法并体会到它们在解决问题中的作用，从而实现教学的真正目的。
四、课堂检测：见附件
五、布置作业：了解蒸汽轮机。
设计意图：真正的课堂在生活中，让物理知识很好在生活中得以运用。
【板书设计】
第十四章 第二节 热机的效率

(一)　燃料的热值
1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量的比值叫做这种燃料的热值。用q表示。
2、单位：J/kg（固体、液体） J/ m3（气体）
3、公式：Q＝mq（或Q＝Vq）
4、计算

（二）热机效率
1、定义：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。
用η表示。
2、公式：η＝W有/Q放×100％
3、提高热机效率的主要途径：
减少热机各种能量损失

【教学反思】
通过教学，使学生从生活中体会不同燃料完全燃烧释放热能的特征，建构起燃料的热值概念。依据燃料热值表中资料数据和燃料燃烧放热与燃料质量和热值的关系进行简单计算。了解热机工作时释放热量的主要流向，初步认识热机效率，大致了解提高热机效率的途径。了解热机在现代社会中的广泛应用，及造成的环保问题。
本节课热值的比值定义的建立类比了比热容的概念建立，热效率及热机的效率是在类比机械效率的基础上建立的，这种利用类比的方法建立概念，有利于学生对新概念的理解，同时也加深了对原有概念的理解和掌握。
不足：在教学过程中也暴露了很多问题，比如，学生现在大都是独生子女，生活自理能力有待提高。对于燃料的认识很少，生活经验太少。
【附件】课堂练习
1、实验表明:质量相等的不同燃料,完全燃烧所放出的热量一般是 (相同/不相同)。
2、现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有( )
A．较大的比热 B．较低的沸点 C．较大的热值 D．较高的凝固点
3、煤油的热值大于酒精的热值，下列说法中正确的是（ ）
A．煤油比酒精含有的热量多
B. 燃烧相同质量的煤油和酒精，煤油放出的热量要多些
C. 完全燃烧相同质量的煤油和酒精，利用煤油刚好能烧开一壶水，那么利用酒精则不能烧开这壶水（热效率相同的条件下）
D.通风条件好，供氧越充足，两种燃料的热值就越大
4、下列说法中正确的是（ ）
A．燃料的热值越大，燃烧时放出的热量就越多
B. 燃料的热值越小，完全燃烧单位质量的该燃料放出的热量越少
C. 燃料的热值越小，放出相等的热量时，燃料用量越少
D. 燃料燃烧的越充分，其热值就越大
5、要提高热机的效率，下列做法不可行的是（　　）
A.尽量减少废气带走的热量。
B.尽量保持机械部件之间有良好的润滑。
C.尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能。
D.尽量减少散热损失。
6、一个含0.6 kg无烟煤的蜂窝煤，能烧开5瓶水，而0.6 kg的液化气可以供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。这样看来不同的燃料的　　　不同，若q无烟煤=3.4×107J/kg，5瓶水的质量是9kg，从20℃到烧开，那么这个煤炉的效率是　　　　。（一个标准大气压下）
7、在一次某新型号的汽车测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8km，受到的阻力是3.0×103N，消耗汽油1.2kg（假设汽油完全燃烧）。汽油的热值为q=4×107J/kg，求：
（1）在测试中，汽车牵引力所做的功W；
（2）该型号汽车的热机效率η。
附答案：
1、 不相同 2、C 3、C 4、B 5、C 6、热值 14.82% 7、（1）1.44×107 J
第三节 能量的转化和守恒
【教学目标】
知识与技能
1、知道各种形式的能量是可以相互转化的。
2、知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。
3、能举出日常生活中能量守恒的实例。
4、能用能量守恒的观点分析物理现象。
过程与方法
1、通过学生自己做小实验，发现各种现象的内在联系，体会各种形式能量之间的相互转化。
2、通过讨论体会能量不会凭空消灭，只会从一种形式转化为其他形式，或从一个物体转移到另一个物体。
情感态度与价值观
1、通过学生自己做小实验，激发学生的学习兴趣，对物理规律形成感性的认识。
2、通过讨论锻炼学生分析问题的能力。
【教学重点】
能量在转化和转移过程中，能量的总量保持不变。
【教学难点】
用能量守恒的观点分析物理现象。
【教学方法】
引导启发式、讨论合作式，实验、多媒体辅助教学。
【教学用具】
教师：气球火箭模型、能量转化的媒体资料。
学生（每组）：黑色塑料袋、水、温度计、电池、导线、小电动机、钢笔、纸屑、质量稍大的乒乓球、橡皮泥。
【教学过程】：
一、引入新课
课件展示】引导学生观看课件展示的图片。
发光的灯泡 食物

飞行的飞机 燃烧的煤气

【提出问题】
图片中的物体具有什么形式的能量？这些能量是凭空产生的吗？还是由其他形式能转化来的？能的转化过程中数量之间有什么关系？这是今天要学习的内容。
板书：能量的转化与守恒
二、新课讲授
（一）能量存在的多种形式：
我们身边的物体还存在哪些形式的能量？请举例说明。

板书：一、能量存在的形式：机械能、太阳能、风能、化学能、核能、等等
【归纳总结】：我们身边的许多物体都存在能量，物体的能量并不是一直不变的，在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转移或转化的。
(二)、能量的转移和转化
【过渡语】：请同学们阅读课本P27的“想想议议”，利用课桌上的实验器材以同桌为小组完成这四个实验，根据实验现象，讨论发生了哪些能量的转化。
1、来回迅速摩擦双手。
2、黑塑料袋内盛水,插入温度计后系好,放在阳光下。
3、将连在小电扇上的太阳能电池对着阳光。
4、用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片。
【点拨引导】在判断能量是如何转化时，可先找出是哪一种形式的能量减少了，哪一种形式的能量增加了，增加的那一种形式的能量就是由减少的那一种形式的能量转化而来的。

【练一练】：PPT展示图片
1.请分析下列现象中发生了哪些能量的转化

2.课本第27页中图14.3-1，各种能量在一定的条件下都可以相互转化。图中举出的实例，你能作些补充吗？
总结并板书: 二、在一定条件下，各种形式的能量都可以相互转化。能量还可以从一个物体转移到另一个物体。
(三)、 能量守恒定律
【设置问题情境一】：当你骑着自行车走在上学的路上，停止蹬脚踏后，隔一会自行车会停下来，自行车的动能消失了吗？它减小的能量跑到哪里去了？
【设置问题情境二】阅读课本P28“想想议议”，思考：秋千和乒乓球的能量丢失了吗？

【想想议议】
1.放在最高点的乒乓球具有什么形式的能？
2.下落的过程中每次跳起的高度有什么变化？
3.机械能是否守恒？是否失去了能量？减小的机械能到哪里了？
模拟实验：
1.演示实验：在课桌上平铺一层薄橡皮泥，使乒乓球竖直下落，观察乒乓球在橡皮泥上跳动几下，就停止了，橡皮泥表面留下了乒乓球的印迹。请分析现象产生的原因？
2.类比理解：乒乓球在空气中运动会变热，你能理解吗？见过流星吗？知道流星产生的原因吗？流星是行星际空间的尘粒和固体块(流星体)闯入地球大气圈同大气摩擦燃烧产生的光迹。

总结：乒乓球在跳动的过程中对外做功（对地面做功、和空气摩擦做功），转化为其他形式的能量。

【过渡】：能量在转移的过程中，能量的总量变化了吗？
例题：把质量为1kg，温度为90℃的热水与质量为2kg，温度为15℃的冷水混合，得到40℃的温水，求热水放出的热量和冷水吸收的热量？已知水的比热容是4.2×103 J /（kg·℃）。 （不计热损失）

【提出问题】：热水放出的热量和冷水吸收的热量在数值上有什么关系？这说明了什么？
【归纳总结】：科学工作者用能量的观点把自然界的各种现象联系起来，从而发现了能量守恒定律。
板书: 三、能量守恒定律的内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
【指出】能量的守恒定律是自然界中最普遍、最重要的基本定律之一。无论什么问题，什么现象，都服从能量的守恒定律。它是人类认识自然、利用自然、保护自然的有力武器。
【想想议议】
有人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。你能不能从能量守恒的角度说明它为什么不能一直工作下去吗？
三、课堂小结
回顾本节课“你学到了什么？”梳理本节知识要点，见附件1
四、课堂检测：完成检测题（见附件2）
五、布置作业：复习全章
【板书设计】：
第三节 能量的转化和守恒
一、能量存在的形式：机械能、太阳能、风能、化学能、核能等
二、能量守恒定律内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
【教学反思】：
一、亮点：
1.在处理P28“想想议议”中乒乓球的能量到哪里去了这个难点时，我设计了让乒乓球跳动时落在橡皮泥上，观察印迹来分析能量的转化，使学生认识到能量并没消灭，并类比流星的形成来说明乒乓球与空气摩擦生热。
2.在进行能量转移的过程中，用一道关于热量冷热水混合的计算题，即复习了热量的计算，又让学生明白在能量转移过程中，能量的总和不变。
3.设计了一道习题，从能量守恒定律的角度去理解改变内能的两种方法。深化了对知识的理解。
二、困惑：
在处理P28“想想议议” ，即用能量守恒定律分析“永动机”失败的原因时，感觉不好处理，感觉力度不到位。

【附件一】：

【附件二】：
达标检测：
1．指出下列现象中能量的转化和转移情况．
（1）气体膨胀做功 ．
（2）植物进行光合作用 ．
（3）燃料燃烧 ．
2．如右上图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，用酒精灯加热试管使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出．在水蒸气冲出软木塞的过程中，_________的内能减少而软木塞的________能增加．
3、冰块沿地面滑动，往往会逐渐融化，在这一过程中是 能转化为 能,
但能量的总量_______。
4．太阳是一个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境．围绕地球运转的通信卫星，其两翼安装的太阳电池板，能把________能直接转化成_______能，供通信卫星使用。
5、下列过程中，属于内能转化为机械能的是（   ）
A、寒冷天气快速搓手，手会感到暖和。
B、水轮机带动发电机发电。
C、烧红的铁块放入水中，冷水变热。
D、壶中的水沸腾时，壶盖不断地在跳动。
6、从能的转化和守恒的观点来看，用热传递的方法来改变物体的内能，实质上是能量的 的过程，用做功方法来改变物体的内能，实质上是能量的 过程。

答案：
1、（1）内能转化为机械能 （2）太阳能转化为化学能 （3）化学能转化为内能2、内能 机械能 3、内能 机械能 不变 4、太阳能 电能
5.D 6.转移 转化