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1、機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化
【教學(xué)目標】
1.通過活動,認識到做功是改變物體內(nèi)能的一種方式,是其他形式能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程。
2.通過觀察、分析內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的現(xiàn)象,知道熱機的工作原理。
3.借助模型或掛圖等媒體,了解四沖程汽油機的基本結(jié)構(gòu)及其工作過程。
4.通過閱讀“熱機的發(fā)展歷程”,了解內(nèi)能的利用在人類社會發(fā)展史上的重要意義。
5.通過探究,知道不同燃料的熱值不同,會查熱值表,會進行燃料燃燒放熱的簡單計算,能從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值。
6.通過閱讀“化石燃料的燃燒和環(huán)境保護”一文,認識燃燒排放物對環(huán)境的影響,培養(yǎng)環(huán)保意識,初步認識能源與人類生存和社會發(fā)展的關(guān)系。
【教
2、學(xué)重難點】
1.通過探究,知道不同燃料的熱值不同,會查熱值表,會進行燃料燃燒放熱的簡單計算,能從能量轉(zhuǎn)化的角度認識燃料的熱值。
2.通過閱讀“化石燃料的燃燒和環(huán)境保護”一文,認識燃燒排放物對環(huán)境的影響,培養(yǎng)環(huán)保意識,初步認識能源與人類生存和社會發(fā)展的關(guān)系。
【教學(xué)過程】
由圖兩張圖片。提出問題
①為什么汽車告訴行駛時,輪胎的溫度會升得很高?
②燃料是怎樣使汽車發(fā)動機工作的?(使學(xué)生產(chǎn)生疑問,不急于回答)
一、做功——改變物體內(nèi)能的另一種形式
活動:研究做功能否改變物體的內(nèi)能。
問:同學(xué)們采取哪些辦法可以使鐵絲溫度升高,內(nèi)能增大?
啟發(fā)學(xué)生開動腦筋,積極思維,并進行實驗,再
3、讓學(xué)生思考對所提出的各種方法進行歸類。
一種是通過熱傳遞的方式
另一種是通過做功的方式來實現(xiàn)的——這就是我們這節(jié)課討論的內(nèi)容
演示(1)拿一根橡皮筋先碰一下額頭,再快速地來回拉幾下橡皮筋,然后再將它碰一下額頭,感覺兩次有什么變化。
演示(2)把圖釘按在鉛筆的一頭,手握鉛筆使圖釘在粗糙的硬紙上來回摩擦,然后用手感覺圖釘溫度的變化。
演示:圖
結(jié)論:由活動可知,做功是改變物體內(nèi)能的 另一種方式。
問:鐵絲的內(nèi)能是從何而來的?能量是如何轉(zhuǎn)化的?
熱傳遞方式是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移過程,能的形式?jīng)]有變。
做功方式是機械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程,能的形式已經(jīng)發(fā)生改變。
你能再舉些通過做功來改變物體內(nèi)能
4、的實例嗎?
活動:演示點或爆炸——將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
演示,圖
觀察到什么現(xiàn)象?
問:此過程中,酒精燃燒后的燃氣對外做功。
燃氣的 能減少,轉(zhuǎn)化為 能。
根據(jù)這個原理,可以制造出一種將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器,即熱機。
二、熱機
熱機是將燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置。指導(dǎo)學(xué)生閱讀并思考:下列問題(投影片打出)
1.什么叫沖程?
2.汽油機的主要結(jié)構(gòu)是哪幾部分?名稱各是什么?
3.汽油機完成一個工作循環(huán):活塞經(jīng)歷四個沖程,分別為 、 、 、 。
4.吸氣沖程中燃料混合物為什么能吸進汽缸?
5.壓縮沖程中能量
5、是怎樣轉(zhuǎn)化?
6.什么時候點燃燃料?
7.在做功沖程中是什么做功?能量發(fā)生了怎樣轉(zhuǎn)化
8.一個工作循環(huán) ,曲軸旋轉(zhuǎn) 圈,活塞往復(fù) 次
結(jié)論:在汽油機的一個工作循環(huán)中,活塞共來回兩次,曲軸轉(zhuǎn)動兩周。在壓縮沖程中,機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,在做功沖程中,內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
指導(dǎo)學(xué)生閱讀“信息庫”中關(guān)于“柴油機”的內(nèi)容。
指導(dǎo)學(xué)生閱讀熱機的發(fā)展歷程。
三、燃料的熱值
活動:比較質(zhì)量相同燃料充分燃燒時放出的熱量。演示圖
用天平分別測量出質(zhì)量均為10g的酒精和碎紙片,將其分別放入兩個燃燒皿中,分別點燃它們,給裝有相同質(zhì)量水(約200g)的兩個相同燒杯加熱,直至酒精和紙片
6、燒完,記下兩溫度計示數(shù)的變化情況
燃料 溫度
加熱前的水溫/℃
燃料燃燒后的水溫/℃
水溫的變化/℃
10g酒精
10g碎紙片
1.實驗表明:相同質(zhì)量的酒精和碎紙片燃燒后,酒精比碎紙片放出的熱量 。
更多的是實驗表明,質(zhì)量相同的不同燃料,完全燃燒所放出的熱量一般是 (相同/不相同)的。
2.1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量叫做這種燃料的熱值。
3.符號“q”
4.單位:J/kg
5.公式:q=Q/m
q=1.2103 J/kg
①讀做:1.2103 焦每千克
②含義:1kg干木柴在完全燃燒時所放出的熱量是1.2103J,指導(dǎo)學(xué)生,查燃料的熱值表,并講出含義,讀出q空氣q柴油
氣體的熱值有時可以用J/m3為單位。
討論:3kg柴油完全燃燒時,可放出多少熱量?
6.燃料完全燃燒時放出熱量的計算公式Q=qm
例:500g汽油完全燃燒時,可放出多少熱量?相當(dāng)于多少千克干木柴完全燃燒時所放出的熱量?
7.節(jié)約燃料的主要措施
① 使燃料盡可能地充分燃燒
② 盡可能地減少各種熱量損失
8.指導(dǎo)學(xué)生,化石燃料的燃燒和環(huán)境保護
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