初中科学浙教版九年级上册第3章 能量的转化与守恒第5节 物体的内能第3课时教案设计
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课题 | 2.5 物体的内能(第3课时) | |||||
教材 解读 | 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。 知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能; 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 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。 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。 能简单计算某种燃料完全燃烧放出的热量。 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。 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。 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. | ||||
重点 | 热机的工作原理和汽油机的工作过程 重点是燃料热值的概念和理解,热机的效率。 | |||||
难点 | 汽油机和柴油机的异同点和能量转化 难点是对热机的效率的理解。 | |||||
学情 | 本课时主要由热机、汽油机和柴油机三部分内容组成。本课时内容是前面内能知识的拓展和应用,做功可以改变物体的内能,物体对外做功,内能会减小。热机就是利用内能来做功的机械,热机工作时要消耗内能,转化为机械能,通过实验说明内能可用于做功。热机有多种,内燃机就是生活中常见的热机,汽油机与柴油机是两种内燃机,它们的工作过程相似,只要了解了四冲程汽油机的工作原理,就能了解柴油机的工作原理。虽然汽油机在生活中应用广泛,但学生很难直观地观察到汽油机是如何工作的,对于汽油机的工作过程了解较少,只是对它的应用有所了解,所以本课时的教学重点就是了解四冲程汽油机的基本原理,教学难点与教学重点相同。本课时讲的是燃料的热值,这部分内容是对内能知识的进一步完善,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。而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。在实际利用内能时,燃料的能量并不能被完全利用,首先燃料不可能被完全燃烧,其次燃料燃烧后放出的热量不可能被全部用于加热物体或对外做功,最后在利用内能后还有部分能量随着尾气散失掉了。在研究内能的利用可以作为本课时的补充内容进行讲述。 | |||||
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 | |||||
环节 | 师生活动 | 占用时间 | ||||
教学 过程 设计
| 一、引入: 1、蒸汽机带来一场革命!第一次工业革命! 热蒸汽为我们提供了强大的推力,把人们从繁重的体力劳作中解放出来。 2、师 :世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球,但它只不过是一个玩具而已。 瓦特在前人的启迪下,对蒸汽机作出一系列重大改进,在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代,标志着工业革命的开始。其实,瓦特观察水壶中的水烧开,推动壶盖,从而发明了蒸汽机,是一个善意的杜撰。 蒸汽机的遗憾——体积太庞大 想一想:用什么来代替高温高压的水蒸气呢?那样,锅炉就可以不要啦! 3、用什么来代替高温高压的水蒸气呢?那样,锅炉就可以不要啦! 内燃机的分类 内燃机分为汽油机和柴油机两大类 使用汽油作为燃料的叫汽油机。 使用柴油作为燃料的叫柴油机。 二、讲述: 1、热机 1.热机-利用内能做功的机械 讨论这个实验中能量转化的情况。 燃料燃烧时化学能转化为内能,传给水和水蒸气;水蒸气把塞子冲出去,内能转化为塞子的动能。 2.热机的种类 利用内能做功的机器有很多,例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 2、汽油机 1.构造 2.工作过程
想想议议 1.在四个冲程中,哪些冲程发生了能量的转化? 2.哪个冲程使汽车获得动力? 3.哪个冲程排出了汽车的尾气? 4.老式摩托在启动时,需踏动启动杆,这是为什么? 5.现代汽车里的“马达”起什么作用? 3、柴油机 柴油机结构和汽油机相似,它们的主要区别是:柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气,在压缩冲程结束时,压缩空气的温度已经超过柴油的燃点,此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。 汽油机和柴油机的优缺点 汽油机转速高,结构简单,质量轻,造价低廉,运转平稳,使用维修方便。汽油机在汽车上,特别是小型汽车上大量使用,至今不衰。 柴油机比较笨重,主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。 柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%,因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲,柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。 4、热机效率与环境保护 1.热机的效率 想一想:在内燃机中燃料是否能够完全燃烧?燃料燃烧释放的能量都到哪里去了? 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。 热机工作时,用来作有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量只比,叫做热机的效率。 热机效率=作有用功的能量E1 /燃烧总能量E 汽油机的效率为20%~30% 思考:请思考 汽油机的运转过程中,燃料放出的能量是否全部用来对外作功了? 2.热机与环境 (1)热机的利用带来的环境污染 a.排出的废气温度较高。 (2)怎样控制热机对环境造成的污染 a.改进燃烧设备(EFI系统); b.充分利用污染少的能源(无铅汽油) C.在排气管上安装消声器,以减少噪声污染 三、课堂小结: 引导学生自主小结,并逐步完善和形成概念图。
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当堂 检测 | 1、请说出汽油机与柴油机的结构和工作过程中的主要不同之处。 柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气,在压缩冲程结束时,压缩空气的温度已经超过柴油的燃点,此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。 2、内燃机压缩冲程中( )能转化为( );在做功冲程中( )能转化为( )能。 | |||||
培优 扶差 |
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作业 | 1.作业本 2.5 物体的内能(第3课时)
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板书 设计 | 2.5 物体的内能(第3课时) | |||||
教学 反思 |
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