机械能和内能

1 / 10 机械能和内能 本资料为 WoRD 文档，请点击下载地址下载全文下载地址 苏科版初中物理 (9 上 )第十二章机械能和内能 三、机械能和内能的相互转化 一、教学思路 本节教材主要介绍了：做功可以改变内能，机械能与内能的相互转化，热机的一般工作原理，热值。就课堂教学而言，主要由五个活动组成，分两课时进行 . 第一课首先通过弯折铁丝活动从做功能改变物体的内能入手，与上一节热传递改变物体内能的内容相呼应，有助于学生认识这两种改变物体内能方式之间的异同。接着通过演示点火爆炸说明内能也可以转化为机械能，为下面 进行热机的教学进行了铺垫。然后重点介绍四冲程汽油机的构造和工作过程、能量转化，而对柴油机和蒸气机则让学生阅读 “ 信息库 ” ，这样做既能突出重点又能扩大学生的知识面。通过阅读 “ 生活 物理 社会 ” 热机的发展历程，展示热机的发展对人类社会文明的进程所起的积极作用，使学生了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。 第二课时通过比较质量相同的酒精、纸片充分燃烧时放热不同，帮助学生建立热值的概念，并指导学生从能量转化的角度认识燃料的热值。通过阅读 “ 化石燃料的燃烧和环境保2 / 10 护 ” 一文，让学生认识到 燃烧排放物对环境的影响，从而培养自觉的环保意识。 教学中采用学生实验和演示实验相结合、静态图片与动画实验相结合的方式，可以让学生对物理现象的变化过程有清楚地认识，以便掌握事物变化的规律。 二、教学准备 教师：四冲程汽油机模型和课件 空气压缩引火仪演示、点火爆炸演示 学生：铁丝 三、教学流程（第一课时） 教学过程教师活动学生活动备注 （一）引入 创设情境提出问题 师：先请同学们观察生活中常见的两个情景：铁管靠在高速运转的砂轮上，观察到什么现象？汽车在加油站加油后在公路上行驶（录象） 师： 同学们有没有想过，被高速飞轮磨下来的铁屑为什么会火花四溅？汽车加了汽油或柴油燃料后是怎样使发动机工作的？今天的学习将为你揭开这些谜团 学生观看、思考 使学生产生凝问，激发学习的兴趣。 二）、新课教学 3 / 10 1、学生活动 - 研究做功能否改变物体的内能 2、演示点火爆炸 将内能转化为机械能 3、内能转化为机械能的应用 热机 4、生活物理社会 热机的发展历程 师：同学们手上都有一根铁丝，将铁丝快速反复弯折铁丝七八次，触摸弯折处，你会观察到什么现象？ 师：铁丝的 温度升高，说明铁丝的内能发生了怎样的变化？ 师：同学们再来观察一个演示实验 空气压缩引火仪 在玻璃筒中放入一小撮干燥的棉絮，用力迅速向下压活塞，注意仔细观察，你看到什么现象？ 师：棉絮燃烧必须要达到它的着火点，从这个实验中我们可以分析出它的温度和内能发生了怎样的变化？ 师：在刚才两个实验中，铁丝和棉絮增加的内能从何而来？能量是如何转化的？同学们可以讨论一下。 师：你们还有什么方法使铁丝的温度升高？ 师：同学们能否对大家所提出的各种方法进行归类并进一步 分析铁丝的的内能从何而来。 师：你们能再举出一些通过做功的方式改变物体内能的实例吗？ 4 / 10 师：通过上一节学习知道热传递可以改变物体的内能，通过刚才的学习知道了做功是改变物体内能的另一种方式。如果仅凭铁丝温度升高、内能增大这一现象，能否断定是通过热传递方式还是做功方式来实现的？ 师：事实证明：做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 师：（提出新的问题）做功可以将机械能转化为内能，那么能否反过来，通过做功将内能转化为机械能呢？汽车发动机的动力是不是来源于此呢？ 师：演示实验 电子式火花发生器： 实 验方法：在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒内滴入 2-3 滴酒精，在将盒盖盖紧，揿动电子式火花发生器的按钮，观察发生的现象。 师：实验表明：酒精燃烧后的高温高压燃气对外做功，燃气的内能减少，转化为机械能。 燃料的化学能 燃气的内能 塞子的机械能 师：讨论、比较空气压缩引火与发射瓶塞这两个实验，你有什么发现？ 师：对物体做功，机械能可转化为内能，内能增加；物体对外做功，内能可转化为机械能，内能减少。机械能与内能之间可以相互转化 师： 酒精燃烧后的高温高压燃气对外做功，燃气的内能减少，5 / 10 转化为机械能。这种转化有什么应用价值？ 师：根据这个原理，可以制造出一种将内能转化为机械能的机器来提供动力装置。这类热力发动机叫热机。 信息快递热机是将燃料燃烧产生高温、高压燃气的内能转化为机械能的机器。 汽油机就是一种内燃式热机（内燃机） 师：同学们先来观察汽油机的实物图和构造示意图（投影图片） 师：在了解如何工作之前，先来了解一下汽油机主要部件的名称 信息快递部件名称： 汽油机工作时，活塞在汽缸里往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。 师：它是如何工作的呢？ 演示实验（汽油机模型） 师：结合动画实验分析汽油机的四个冲程 汽油机的一个工作循环由以下四个冲程组成： （ 1） .吸气冲程 进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动 由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合物被吸入气缸 （ 2） .压缩冲程 6 / 10 进气门、排气门关闭，活塞向上运动 混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，机械能转化为内能。 （ 3） .做功冲程 进气门、排气门关闭，活塞向下运动 在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气推动活塞做功，通过连杆带动曲轴转动。内能转化为机械能。 （ 4） .排气冲程 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动 排出废气 师：想一想（ PPT）汽油机完成一个工作循环： 1、活塞经历四个冲程，分别为、；四个冲程循环往复，周而复始。 冲程是燃气对外做功的过程； 2、曲轴旋转周，活塞往复次； 3.压缩冲程和做功冲程的能量转化 压缩冲程： 做功冲程： 师：在工农业生产中，常用的内燃机有汽油机和柴油机。请同学们阅读课本 P51 信 息库中关于 “ 柴油机 ” 的内容。初步比较一下汽油机和柴油机在结构、工作过程的异同点，各自7 / 10 的优缺点及对应的用途。 师：人类社会文明的进步离不开科技的发展。阅读课本P45“ 热机的发展历程 ” PPT 图片 1.人类第一辆蒸汽驱动的三轮汽车 2.蒸汽机 3.莱特兄弟第一次飞行的飞机 4.喷气发动机 5.火箭发动机 实验 回答：铁丝温度升高，内能增大。 学生观察实验 回答：看到燃烧的火光 回答：棉絮温度升高，内能增大。 回答：物体增加的内能通过做功转 化而来，是机械能转化为内能。 回答的方法可能有：放在火上烧、放在热水、反复弯折、用砂皮摩擦、用铁锤锻打、放在太阳下晒等 回答并分类，教师评价。 热传递：火上烤、放入热水、晒太阳 内能的转移过程，能的形式没有变。 做功：弯折、摩擦、锤打 机械能向内能的转化过程，能的形式已经发生改变 8 / 10 生：回答的实例可能有：檫燃火柴、钻木取火、拉锯条锯木头时发烫、搓手取暖、陨石进入大气层成为流星、从滑梯上滑下，臀部有灼热的感觉、给自行车车胎打气，气筒壁发热等。 生：不能。 生：讨论观察的现象，分析能量的转化。 生：讨论 生：思考 阅读 观察 识别各组成部件 观察并思考： 1、进气门、排气门的打开与关闭情况 2、活塞的运动方向 3、能量转化 在教师指导下阅读课文后进行小组讨论并完成课文中“ 想一想 ” ，并选派代表借助模型和多媒体动画对全班同学9 / 10 介绍汽油机的构造和工作过程，其它同学可作补充说明。 完成填空 阅读 “ 信息库 ” 中关于 “ 柴油机 ” 的内容，了解汽油机和柴油机结构及工作过程的异同点。 阅读课本 （次数不能太多，否则会断。小心烫手。） 板书 培养学生的阅读、自学能力和语言表达、交流能力。 使学生初步了解热机发展对人类社会作出的巨大贡献， 三、课堂小结师：通过今天的学习，同学们有哪些收获？还有什么困惑？回答，教师评价 四、课后实践与思考 1、用打气筒给自行车轮胎打气。打完后，摸一摸打气筒的外壁，会发现什么现