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物理九年级全册第1节 热机公开课教案
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这是一份物理九年级全册第1节 热机公开课教案，共7页。教案主要包含了教学目标，教学重、难点，教学策略，教学准备，教学方法，教学过程，板书设计等内容，欢迎下载使用。
【教学目标】
1.理解并掌握热值的概念、单位、计算公式；
2.会进行热值的简单计算；
3.理解并掌握热机效率的概念、热散失的途径、提高热机效率的方法。
4.了解燃料燃烧对环境的影响。
【教学重、难点】
一、教学重点
燃料热值的概念和理解，热机的效率。
二、教学难点
对热机的效率的理解。
【教学策略】
1.本节通过学生自主学习，利用能流图分析问题，结合图解帮助学生想象，提高学生的观察能力、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，要注意让学生细致地分析问题，养成缜密的思维形式。注意教学要联系实际，学生要能够把所学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，并结合所生活的社区，思考关于节能和环境保护的问题。
2.学生已具备一定的动手实验能力和运用所学知识解决简单实际问题的能力，已基本能够运用观察、分析、归纳、比较等科学方法来探求新知识。本节课中学生对热机在日常生活中的应用已有感性认识，有一定的知识储备，但是还不能较好的理解和诠释热机的效率。教学过程设计了许多相关课件和视频，可以由此引起学生探究的兴趣进入新课。
3.教材讲解了热机的效率并指出了蒸气机的效率很低，内燃机的效率较高。又详细分析了内燃机的能流图，并说明了其中损失的能量是哪些，而有用的机械能只占其中的一部分。教材联系实际情况，开阔思路，分析了提高热机效率的方法，人们利用损失的能量用于其他的用途，达到了既节省能源又废物利用改善了环境的目的。
【教学准备】
PPT课件、木柴、烟煤、酒精、液化石油气（打火机中装有）等燃料样本等。
【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。
【教学过程】
【板书设计】
第二节 热机的效率
一、燃料的热值
1.热值的概念
2.热值的物理意义
3.应用热值进行计算
二、热机的效率
1.热机效率定义
2.公式
3.热机效率的计算
三、提高热机的效率
1.影响热机效率的因素
2.提高热机效率的途径
教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
一、创设情景、引入新课（5分钟）
1.教师提出问题：我们生活中经常用到的燃料还有哪些呢？。
2.观看视频分析现象（用课件播放视频）
分析实验过程中的能量转化：燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
3.学生回答
（1）不同场合为什么要使用不同燃料？
（2）我们如何区分不同燃料燃烧放热能力？
4.引入新课
学生回答教师提出的问题
观察、思考、分组进行交流讨论
学生回答教师提出的问题，教师进行引导总结
从学生熟知的现象入手，符合学生的认知特点，使学生有亲切感，乐于探究。
二、新课教学（约30分钟）
一、燃料的热值
1.引入课题
燃料燃烧产生热量的多少和什么因素有关？
用生活中的实例，分析影响燃料燃烧放出的热量多少的因素。并引入新课。
通过课件，展示探究燃料燃烧放热本领。
引入新课：不同燃料的放热本领不同，我们用“热值”表示燃料燃烧时放热的特性。
2.热值
（1）定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。用“q”表示。
（2）物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
（3）公式：
（4）单位：J/kg（固体和液体燃料）；J/m3（气体燃料）。
（5）对热值的理解：对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”。
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量或体积、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量才等于利用公式计算得出的热量。因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小。但燃料的热值不会改变。
3.随堂练习
（1）一次实验中，燃烧酒精42g，如果酒精完全燃烧，则能释放多少热量？若这些热量被10kg的水完全吸收，水的温度能上升多少摄氏度？［酒精的热值q=3.0×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)］
解：Q放 = m酒精q = 42×103kg×3.0×107J/kg=1.26×106J
由Q放 = Q吸 = cm水Δt，得：
即酒精完全燃烧释放的热量是1.26×106J，水的温度能上升30℃。
（2）某校每天将1000kg、20℃的水烧开供师生饮用。
1）每天烧开这些水至少需要多少热量？
2）若烧开水的炉子用干木材作燃料，则每天至少需要多少干木材？ c水=4.2×103 J/(kg·℃)，q干木材=1.2×107J/kg,水的沸点100℃
解析：（1）每天烧开水至少需要的热量：
(2)由公式
得，每天所需要的干木材：
【答案】（1）3.36×108J（2）28kg。
观察、思考、交流，并回答教师提出的问题
思考、归纳、总结
学生思考并动手计算，并回答计算结果
通过教师的问题设置，进一步激发了学生的学习兴趣。
教师引导学生归纳总结。
创设进行热值相关计算的环境，提高学生计算能力和热值相关计算的思路与要领
二、热机效率
1.提出问题并观看视频
（1）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？
（2）观看视频，并回答上述问题。
2.教师解答
燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用煤烧水。
引入热机效率
3.热机效率
（1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。
（2）公式：
（3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
提出问题：影响热机效率的因素是什么？如何提高热机效率？
教师解答
（4）提高燃料利用率的途径：①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）。
②减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）。
（5）热机效率不可能达到100%：因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以及燃烧条件的限制，这部分能量远远小于燃料完全燃烧所放出的总能量，所以与总能量的比值必然小于1，即热机效率总小于100%。
（6）如何提高热机效率：（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；（4）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。
4.随堂练习
（1）某汽车的输出功率是60kW，正常行驶的速度为54km/h，汽车内燃机的效率是25%，该汽车要是行驶108km，要消耗多少kg的汽油？（汽油的热值4.6×107J/kg）
（2）目前石油、煤炭消耗量的迅速增长，易导致能源危机。因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一。小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水，经过一天照射后，温度升高了50℃。则水吸收的热量及至少可以节约煤的质量分别是（ ）。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤的热值是3.0×107J/kg]
A．1.05×107J，0.35kg B．2.1×107J，0.35kg
C．1.5×107J，0.7kg D．2.1×107J，0.7kg
解：水吸收的热量为：
Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg·℃）×100kg×50℃=2.1×107J；
Q放=Q吸，mq=Q吸，
煤的质量
故选D。
学生观察、交流、思考并回答
学生思考、归纳、
总结
学生思考并动手计算，并回答计算结果
通过教师的问题设置，进一步激发了学生的学习兴趣，并对燃料燃烧中的问题进行解答。
教师创设如何提高热机效率，让学生通过思考和讨论对影响热机效率的因素加深理解
创设进行热值相关计算的环境，提高学生计算能力和热值相关计算的思路与要领
三、课堂小结（约5分钟）
教师：引导学生总结收获。
（1）什么是热值？热值的物理意义是什么？
（2）什么是热机效率？
（3）影响热机效率的因素有哪些？
（4）如何提高热机效率？
学生梳理本节课知识内容。
培养学生总结归纳的能力
四、课堂检测
教师巡视、讲评
完成检测题
巩固提高，深化所学知识
【教学目标】
1.理解并掌握热值的概念、单位、计算公式；
2.会进行热值的简单计算；
3.理解并掌握热机效率的概念、热散失的途径、提高热机效率的方法。
4.了解燃料燃烧对环境的影响。
【教学重、难点】
一、教学重点
燃料热值的概念和理解，热机的效率。
二、教学难点
对热机的效率的理解。
【教学策略】
1.本节通过学生自主学习，利用能流图分析问题，结合图解帮助学生想象，提高学生的观察能力、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，要注意让学生细致地分析问题，养成缜密的思维形式。注意教学要联系实际，学生要能够把所学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，并结合所生活的社区，思考关于节能和环境保护的问题。
2.学生已具备一定的动手实验能力和运用所学知识解决简单实际问题的能力，已基本能够运用观察、分析、归纳、比较等科学方法来探求新知识。本节课中学生对热机在日常生活中的应用已有感性认识，有一定的知识储备，但是还不能较好的理解和诠释热机的效率。教学过程设计了许多相关课件和视频，可以由此引起学生探究的兴趣进入新课。
3.教材讲解了热机的效率并指出了蒸气机的效率很低，内燃机的效率较高。又详细分析了内燃机的能流图，并说明了其中损失的能量是哪些，而有用的机械能只占其中的一部分。教材联系实际情况，开阔思路，分析了提高热机效率的方法，人们利用损失的能量用于其他的用途，达到了既节省能源又废物利用改善了环境的目的。
【教学准备】
PPT课件、木柴、烟煤、酒精、液化石油气（打火机中装有）等燃料样本等。
【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。
【教学过程】
【板书设计】
第二节 热机的效率
一、燃料的热值
1.热值的概念
2.热值的物理意义
3.应用热值进行计算
二、热机的效率
1.热机效率定义
2.公式
3.热机效率的计算
三、提高热机的效率
1.影响热机效率的因素
2.提高热机效率的途径
教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
设计意图
一、创设情景、引入新课（5分钟）
1.教师提出问题：我们生活中经常用到的燃料还有哪些呢？。
2.观看视频分析现象（用课件播放视频）
分析实验过程中的能量转化：燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。
3.学生回答
（1）不同场合为什么要使用不同燃料？
（2）我们如何区分不同燃料燃烧放热能力？
4.引入新课
学生回答教师提出的问题
观察、思考、分组进行交流讨论
学生回答教师提出的问题，教师进行引导总结
从学生熟知的现象入手，符合学生的认知特点，使学生有亲切感，乐于探究。
二、新课教学（约30分钟）
一、燃料的热值
1.引入课题
燃料燃烧产生热量的多少和什么因素有关？
用生活中的实例，分析影响燃料燃烧放出的热量多少的因素。并引入新课。
通过课件，展示探究燃料燃烧放热本领。
引入新课：不同燃料的放热本领不同，我们用“热值”表示燃料燃烧时放热的特性。
2.热值
（1）定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。用“q”表示。
（2）物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
（3）公式：
（4）单位：J/kg（固体和液体燃料）；J/m3（气体燃料）。
（5）对热值的理解：对于热值的理解，我们要抓住三个关键词：“某种燃料”、“完全燃烧”、“热量与其质量之比”。
热值是燃料的一种特性，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量或体积、是否燃烧、是否完全燃烧无关。
热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量才等于利用公式计算得出的热量。因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小。但燃料的热值不会改变。
3.随堂练习
（1）一次实验中，燃烧酒精42g，如果酒精完全燃烧，则能释放多少热量？若这些热量被10kg的水完全吸收，水的温度能上升多少摄氏度？［酒精的热值q=3.0×107J/kg，水的比热容c=4.2×103J/(kg·℃)］
解：Q放 = m酒精q = 42×103kg×3.0×107J/kg=1.26×106J
由Q放 = Q吸 = cm水Δt，得：
即酒精完全燃烧释放的热量是1.26×106J，水的温度能上升30℃。
（2）某校每天将1000kg、20℃的水烧开供师生饮用。
1）每天烧开这些水至少需要多少热量？
2）若烧开水的炉子用干木材作燃料，则每天至少需要多少干木材？ c水=4.2×103 J/(kg·℃)，q干木材=1.2×107J/kg,水的沸点100℃
解析：（1）每天烧开水至少需要的热量：
(2)由公式
得，每天所需要的干木材：
【答案】（1）3.36×108J（2）28kg。
观察、思考、交流，并回答教师提出的问题
思考、归纳、总结
学生思考并动手计算，并回答计算结果
通过教师的问题设置，进一步激发了学生的学习兴趣。
教师引导学生归纳总结。
创设进行热值相关计算的环境，提高学生计算能力和热值相关计算的思路与要领
二、热机效率
1.提出问题并观看视频
（1）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？
（2）观看视频，并回答上述问题。
2.教师解答
燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要小，而且有效利用的热量又比放出的热量要小，例如用煤烧水。
引入热机效率
3.热机效率
（1）定义：用来做有用功的热量与燃料完全燃烧放出的热量的比值。
（2）公式：
（3）物理意义：热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，因此热机的效率是热机性能的一个重要指标。
提出问题：影响热机效率的因素是什么？如何提高热机效率？
教师解答
（4）提高燃料利用率的途径：①改善燃烧的条件，使燃料尽可能充分燃烧（将煤磨成煤粉，用空气吹进炉膛，使之更充分燃烧）。
②减少各种热量损失（I. 加大受热面积，以减少烟尘废气带走的热量；II. 使用较好的保温材料，减少热损失）。
（5）热机效率不可能达到100%：因为热机中可用于做有用功的能量只是燃料完全燃烧所放出的能量的一部分，因为各种热量损失以及燃烧条件的限制，这部分能量远远小于燃料完全燃烧所放出的总能量，所以与总能量的比值必然小于1，即热机效率总小于100%。
（6）如何提高热机效率：（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；（4）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。
4.随堂练习
（1）某汽车的输出功率是60kW，正常行驶的速度为54km/h，汽车内燃机的效率是25%，该汽车要是行驶108km，要消耗多少kg的汽油？（汽油的热值4.6×107J/kg）
（2）目前石油、煤炭消耗量的迅速增长，易导致能源危机。因此，开发和利用新能源，成为全世界最为关注的问题之一。小明家的太阳能热水器内装有100kg、25℃的水，经过一天照射后，温度升高了50℃。则水吸收的热量及至少可以节约煤的质量分别是（ ）。[水的比热容是4.2×103J/（kg•℃），煤的热值是3.0×107J/kg]
A．1.05×107J，0.35kg B．2.1×107J，0.35kg
C．1.5×107J，0.7kg D．2.1×107J，0.7kg
解：水吸收的热量为：
Q吸=cm△t=4.2×103 J/（kg·℃）×100kg×50℃=2.1×107J；
Q放=Q吸，mq=Q吸，
煤的质量
故选D。
学生观察、交流、思考并回答
学生思考、归纳、
总结
学生思考并动手计算，并回答计算结果
通过教师的问题设置，进一步激发了学生的学习兴趣，并对燃料燃烧中的问题进行解答。
教师创设如何提高热机效率，让学生通过思考和讨论对影响热机效率的因素加深理解
创设进行热值相关计算的环境，提高学生计算能力和热值相关计算的思路与要领
三、课堂小结（约5分钟）
教师：引导学生总结收获。
（1）什么是热值？热值的物理意义是什么？
（2）什么是热机效率？
（3）影响热机效率的因素有哪些？
（4）如何提高热机效率？
学生梳理本节课知识内容。
培养学生总结归纳的能力
四、课堂检测
教师巡视、讲评
完成检测题
巩固提高，深化所学知识
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