还剩5页未读，
继续阅读
人教版九年级全册第2节 热机的效率教案
展开
这是一份人教版九年级全册第2节 热机的效率教案，共8页。教案主要包含了创设情景，导入新课，课堂小结，板书设计，教学反思等内容，欢迎下载使用。
1.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。
2.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。
3.情感态度和价值观：
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：燃料的热值和热机的效率。
难点：对热机效率的理解。
教学过程
一、创设情景，导入新课
出示课件，让学生领悟下列对话，咨询学生，你们是否理解这段对话？为什么不同的燃料释放热量的本领不同？如何比较出它们释放出热量的多少？这节课我们就为大家揭开这些疑惑！
讲授新课
知识点一：燃料的热值
活动1：让学生走进生活，交流、讨论说出一个家庭一个月使用不同燃料所需要的质量大约是多少？根据学生阐明的观点，得出结论。
结论：不同燃料释放热量的能力是不一样的。
活动2：根据上面的论述，提出问题，让学生讨论如何比较出燃料释放出热量的能力呢？
总结：（1）取质量相同的不同燃料，让它们完全燃烧，比较释放热量的多少；（2）让不同燃料释放出相同的热量，比较它们燃烧质量的多少。
活动3：根据比较方案，得出燃料热值的概念为：把某种燃料完全燃烧释放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值．
活动4：自学课本22页到23页，交流分析出热值的单位、几种常见的热值的值及其代表的物理意义。
总结：（1）热值的单位是J/kg、J/m3；（2）煤油的热值是4.6×107J/m3，代表的物理意义是1kg的煤油完全燃烧释放的热量是4.6×107J．
活动5：根据热值的概念和热值所代表的物理意义，交流讨论得出燃烧燃烧时释放热量的公式。
总结：Q=mq=Vq其中m是燃料的质量，单位是kg，q是燃料热值，单位是J/kg、J/m3；V是体积，单位是/m3．
知识拓宽：学生讨论火箭升空，为什么往往以液态氢做为燃料？
总结：因为氢的热值大，相同质量的不同燃烧中，氢释放的热量最多，故利用氢做燃料。
典例剖析：关于燃料的热值下列说法正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．容易燃烧的燃料的热值一定大
C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D．0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大
【点拨】热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
知识点二：热机的效率
活动1：从情景入手，让学生根据生活经验分析，用煤气烧水时，煤气燃烧释放的热量能否被水完全吸收？有哪些能量损失？
总结：（1）煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量；（2）装水的容器吸收了一部分能量、煤气灶本身吸收一部分热量、高温的烟气带走了一部分能量、还有一部分能量散失掉了，只有水吸收的热量才是有效利用的。
活动2：根据以上的分析让学生总结出煤气灶的效率的表达式为。
活动3：出示汽油机模型，演示其工作过程，让学生讨论分析热机在工作的过程中有哪些能量损失？如何来表示热机的效率？
学生以组为单位阐明自己组的观点，其他组给予补充。师出示课件展示热机能量流向图，总结问题。
归纳总结：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，叫作热机的效率。表达式为．
活动4：让学生根据热机效率的能量流向图，分析、讨论得出如何提高热机效率？
总结：（1）使用上，正确使用、保养，保证良好的润滑；（2）在设计制造上，不断改进和革新；（3）调整运动零件之间的间隙得当；（4）设法利用废气带走的能量。
三、课堂小结
本节包括燃料的热值、热机的效率两部分内容，这两部分内容是对内能的改变、利用等知识的进一步完善，它与生活实际联系紧密。通过比较相同质量的不同燃料完全燃烧放出热量不同，得出热值这一物理量，它反映了物质的物理属性。内能的利用主要有两方面：利用内能加热物体，例如生火做饭、烧烤等；还可以利用内能来做功。燃料燃烧放出的热量在实际使用时，不可能完全被利用，为了反映燃料的利用率，可以利用有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，来反映燃料的利用情况。热机同样也存在能量的使用效率问题，热机的效率就是用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。在计算热机的效率时，要分清能量的去向，哪些能量是有效利用的，哪些是浪费的，所以热机的效率既是本节教学的重点，也是教学的难点。
四、板书设计
第2节 热机的效率
五、教学反思
本节课的重点是燃料的热值各热机的效率。本课时从提出问题入手，让学生思考不同的燃料释放热量的本领为何不同，然后再分析一个家庭在一个月中用不同的燃料所需要的燃料值不同，引导出热值的概念，为了进一步的加深对热值概念的理解，利用典例剖析进行巩固。在实际教学中我充分利用自主学习的方法，利用能流图分析问题还是首次接触，可以结合图解帮助学生想像，提高学生观察能能力，分析能力．本节的一个较大特点是紧密联系实际，考察了能量在具体过程中的损耗，要注意让学生细致的分析问题，养成缜密的思维形式．注意联系实际的教学，学生要能够利用所学到的提高效率的方法应用于实际生活中，解决简单的问题．教学中要结合技术和社会的关系，了解热电站相比一般的火电站的优点，并结合所生活的社区，思考关于节能和环境保护的问题。
同步练习：
1.一杯酒精用掉一半，剩下的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是( )
A.质量、密度、比热容和热值不变
B.质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
C.质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变
D.质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
答案：D
2.我国发射了全球首颗量子卫星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有( )
A.较小的密度B.较大的比热容
C.较低的沸点D.较高的热值
答案：D
3.下图为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为( )
A.η=E1+E2+E3+E4E×100%
B.η=E2E×100%
C.η=E1+E3+E4E×100%
D.η=E1E×100%
答案：B
4.为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是( )
A.让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.尽量增加热机的工作时间
答案：D
5.利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小，为完成实验，要求( )
A.酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同
B.酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同
C.酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同
D.酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同
答案：A
6.用煤气灶把2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107 J/kg，则水吸收的热量为 J，煤气完全燃烧放出的热量为 J，煤气灶烧水的效率为 %。
答案：4.2×105 8.4×105 50
7.“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大。以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J，可以使 kg的水从20 ℃加热至60 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)，q煤气=4.2×107 J/kg]
答案：热值 4.2×108 2.5×103
8.太阳能是一种清洁能源。某太阳能热水器每天能使500 kg的水温度升高30 ℃，那么这些水吸收的热量为 J，这些热量相当于完全燃烧 m3的天然气放出的热量。[天然气的热值取4.2×107 J/m3，水的比热容c=4.2×103 J/(kg· ℃)]
答案：6.3×107 1.5
9.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，取不同质量的这三种物质分别进行完全燃烧，得到了下表的数据:
(1)从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是 的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 。
(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料， 和 的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为 ，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是 J;如果这些热量完全用于加热水，可使 kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水容器，另外一部分传给了 (答一个即可)。[q天然气=4.2×107J/m3，c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
答案：(1)不同 多 (2)放出热量 质量 热值(3)4.2×105 10 空气
10.某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号普通轿车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图，请你参与讨论有关问题。
(1)根据图中的能量流向，说出该轿车行驶时有哪几方面的能量损耗。
(2)若将机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”。由图中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为 。(保留一位小数)
(3)对减少汽车行驶中的能量损耗，据你所知，给出一条建议。(不作解释)
答案：(1)摩擦损耗、散热损耗、废气损耗、燃料损耗。(2)12.7% (3)给机器加润滑油,减少有害摩擦;改进油箱的密闭性,减少蒸发损耗;提高汽油质量;对排放的尾气进行收集、再利用等。
燃料的质量/g
100
200
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
燃料的质量/g
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
9.0×106
12.0×106
Q木炭/J
10.2×106
13.6×106
1.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。
2.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。
3.情感态度和价值观：
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：燃料的热值和热机的效率。
难点：对热机效率的理解。
教学过程
一、创设情景，导入新课
出示课件，让学生领悟下列对话，咨询学生，你们是否理解这段对话？为什么不同的燃料释放热量的本领不同？如何比较出它们释放出热量的多少？这节课我们就为大家揭开这些疑惑！
讲授新课
知识点一：燃料的热值
活动1：让学生走进生活，交流、讨论说出一个家庭一个月使用不同燃料所需要的质量大约是多少？根据学生阐明的观点，得出结论。
结论：不同燃料释放热量的能力是不一样的。
活动2：根据上面的论述，提出问题，让学生讨论如何比较出燃料释放出热量的能力呢？
总结：（1）取质量相同的不同燃料，让它们完全燃烧，比较释放热量的多少；（2）让不同燃料释放出相同的热量，比较它们燃烧质量的多少。
活动3：根据比较方案，得出燃料热值的概念为：把某种燃料完全燃烧释放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值．
活动4：自学课本22页到23页，交流分析出热值的单位、几种常见的热值的值及其代表的物理意义。
总结：（1）热值的单位是J/kg、J/m3；（2）煤油的热值是4.6×107J/m3，代表的物理意义是1kg的煤油完全燃烧释放的热量是4.6×107J．
活动5：根据热值的概念和热值所代表的物理意义，交流讨论得出燃烧燃烧时释放热量的公式。
总结：Q=mq=Vq其中m是燃料的质量，单位是kg，q是燃料热值，单位是J/kg、J/m3；V是体积，单位是/m3．
知识拓宽：学生讨论火箭升空，为什么往往以液态氢做为燃料？
总结：因为氢的热值大，相同质量的不同燃烧中，氢释放的热量最多，故利用氢做燃料。
典例剖析：关于燃料的热值下列说法正确的是（ ）
A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B．容易燃烧的燃料的热值一定大
C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多
D．0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大
【点拨】热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
知识点二：热机的效率
活动1：从情景入手，让学生根据生活经验分析，用煤气烧水时，煤气燃烧释放的热量能否被水完全吸收？有哪些能量损失？
总结：（1）煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量；（2）装水的容器吸收了一部分能量、煤气灶本身吸收一部分热量、高温的烟气带走了一部分能量、还有一部分能量散失掉了，只有水吸收的热量才是有效利用的。
活动2：根据以上的分析让学生总结出煤气灶的效率的表达式为。
活动3：出示汽油机模型，演示其工作过程，让学生讨论分析热机在工作的过程中有哪些能量损失？如何来表示热机的效率？
学生以组为单位阐明自己组的观点，其他组给予补充。师出示课件展示热机能量流向图，总结问题。
归纳总结：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，叫作热机的效率。表达式为．
活动4：让学生根据热机效率的能量流向图，分析、讨论得出如何提高热机效率？
总结：（1）使用上，正确使用、保养，保证良好的润滑；（2）在设计制造上，不断改进和革新；（3）调整运动零件之间的间隙得当；（4）设法利用废气带走的能量。
三、课堂小结
本节包括燃料的热值、热机的效率两部分内容，这两部分内容是对内能的改变、利用等知识的进一步完善，它与生活实际联系紧密。通过比较相同质量的不同燃料完全燃烧放出热量不同，得出热值这一物理量，它反映了物质的物理属性。内能的利用主要有两方面：利用内能加热物体，例如生火做饭、烧烤等；还可以利用内能来做功。燃料燃烧放出的热量在实际使用时，不可能完全被利用，为了反映燃料的利用率，可以利用有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，来反映燃料的利用情况。热机同样也存在能量的使用效率问题，热机的效率就是用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比。在计算热机的效率时，要分清能量的去向，哪些能量是有效利用的，哪些是浪费的，所以热机的效率既是本节教学的重点，也是教学的难点。
四、板书设计
第2节 热机的效率
五、教学反思
本节课的重点是燃料的热值各热机的效率。本课时从提出问题入手，让学生思考不同的燃料释放热量的本领为何不同，然后再分析一个家庭在一个月中用不同的燃料所需要的燃料值不同，引导出热值的概念，为了进一步的加深对热值概念的理解，利用典例剖析进行巩固。在实际教学中我充分利用自主学习的方法，利用能流图分析问题还是首次接触，可以结合图解帮助学生想像，提高学生观察能能力，分析能力．本节的一个较大特点是紧密联系实际，考察了能量在具体过程中的损耗，要注意让学生细致的分析问题，养成缜密的思维形式．注意联系实际的教学，学生要能够利用所学到的提高效率的方法应用于实际生活中，解决简单的问题．教学中要结合技术和社会的关系，了解热电站相比一般的火电站的优点，并结合所生活的社区，思考关于节能和环境保护的问题。
同步练习：
1.一杯酒精用掉一半，剩下的酒精的质量、密度、比热容和热值的情况是( )
A.质量、密度、比热容和热值不变
B.质量和密度变为原来的一半，比热容和热值不变
C.质量和热值变为原来的一半，密度和比热容不变
D.质量变为原来的一半，密度、比热容和热值不变
答案：D
2.我国发射了全球首颗量子卫星，为了纪念墨子，这个全球首颗量子卫星被命名为“墨子号”。发射卫星的火箭常使用液态氢作为燃料，主要是因为液态氢具有( )
A.较小的密度B.较大的比热容
C.较低的沸点D.较高的热值
答案：D
3.下图为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为( )
A.η=E1+E2+E3+E4E×100%
B.η=E2E×100%
C.η=E1+E3+E4E×100%
D.η=E1E×100%
答案：B
4.为了节约能源，需要提高热机的效率，下列措施不能提高热机效率的是( )
A.让燃料与空气混合充分，使燃料燃烧得比较完全
B.在设计与制造热机时要不断改进与创新，以减少能量的损失
C.尽量减少热机内部各部件间的摩擦
D.尽量增加热机的工作时间
答案：D
5.利用如图所示的装置，运用控制变量法，通过观察现象即可比较酒精和碎纸热值的大小，为完成实验，要求( )
A.酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量相同
B.酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量不同
C.酒精和碎纸的质量相同，两只烧杯内水的质量不同
D.酒精和碎纸的质量不同，两只烧杯内水的质量相同
答案：A
6.用煤气灶把2kg，初温为30℃的水烧到80℃，消耗了20g煤气，已知水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107 J/kg，则水吸收的热量为 J，煤气完全燃烧放出的热量为 J，煤气灶烧水的效率为 %。
答案：4.2×105 8.4×105 50
7.“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，同等条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量达到煤气的数十倍，说明“可燃冰”的 很大。以10倍的关系粗略计算，1 kg“可燃冰”完全燃烧放出的热量为 J，可以使 kg的水从20 ℃加热至60 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)，q煤气=4.2×107 J/kg]
答案：热值 4.2×108 2.5×103
8.太阳能是一种清洁能源。某太阳能热水器每天能使500 kg的水温度升高30 ℃，那么这些水吸收的热量为 J，这些热量相当于完全燃烧 m3的天然气放出的热量。[天然气的热值取4.2×107 J/m3，水的比热容c=4.2×103 J/(kg· ℃)]
答案：6.3×107 1.5
9.木柴、焦炭、木炭等都是常用的燃料，取不同质量的这三种物质分别进行完全燃烧，得到了下表的数据:
(1)从表中的数据可以得到，相同质量的不同燃料，它们完全燃烧所释放的热量是 的；对于同一种燃料，质量越大，完全燃烧所释放的热量越 。
(2)从表中的数据还可以看出，对于同一种燃料， 和 的比值是不变的，这个不变的比值，反映了燃料本身的一种性质，物理学中把它称之为 ，它是用来描述燃料完全燃烧时，释放热量能力大小的物理量。
(3)完全燃烧0.01m3的天然气放出的热量是 J;如果这些热量完全用于加热水，可使 kg的水温度升高10℃；实际加热这些水所燃烧的天然气比上述要多许多，原因是用燃气灶烧水时，除了水吸收的热量外，一部分传给了盛水容器，另外一部分传给了 (答一个即可)。[q天然气=4.2×107J/m3，c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
答案：(1)不同 多 (2)放出热量 质量 热值(3)4.2×105 10 空气
10.某物理小组的同学在社会实践活动中，通过实际调查和网上查询，绘制了一辆某种型号普通轿车在额定功率下行驶时单位时间内的能量流向图，请你参与讨论有关问题。
(1)根据图中的能量流向，说出该轿车行驶时有哪几方面的能量损耗。
(2)若将机器转化为有用功的能量与输入发动机的能量的比值定义为“能量转化效率”。由图中提供的数据可得，该轿车的能量转化效率为 。(保留一位小数)
(3)对减少汽车行驶中的能量损耗，据你所知，给出一条建议。(不作解释)
答案：(1)摩擦损耗、散热损耗、废气损耗、燃料损耗。(2)12.7% (3)给机器加润滑油,减少有害摩擦;改进油箱的密闭性,减少蒸发损耗;提高汽油质量;对排放的尾气进行收集、再利用等。
燃料的质量/g
100
200
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
1.3×106
2.6×106
Q焦炭/J
3.0×106
6.0×106
Q木炭/J
3.4×106
6.8×106
燃料的质量/g
300
400
燃料完全燃烧放出的热量
Q木柴/J
3.9×106
5.2×106
Q焦炭/J
9.0×106
12.0×106
Q木炭/J
10.2×106
13.6×106
相关教案
物理第2节 热机的效率教案设计： 这是一份物理第2节 热机的效率教案设计，共3页。教案主要包含了燃料，燃料的热值等内容，欢迎下载使用。
2021学年第2节 热机的效率教案设计： 这是一份2021学年第2节 热机的效率教案设计，共4页。教案主要包含了知识与能力，过程与方法，情感态度价值观，教学重点，教学难点等内容，欢迎下载使用。
初中物理人教版九年级全册第2节 热机的效率教案设计： 这是一份初中物理人教版九年级全册第2节 热机的效率教案设计，共3页。
