教案 动能 势能 机械能.doc

第十二章 机械能和内能一、动能 势能 机械能教学目标1、 知识与技能通过实例分析、认识运动的物体能做功，具有动能。理解动能、势能、机械能的概念。2、过程与方法通过探究知道动能的大小与物体的质量和速度有关，并能解释简单的现象。通过探究知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素，并能解释简单的现象。通过观察和实验，认识并理解动能和势能的转化过程，能解释一些有关动能、重力势能、弹性势能之间相互转化的简单的物理现象。3、 情感、态度和价值观能运用控制变量法进行实验设计，逐步养成在实验中认真观察、勤于思考的良好习惯。教学资源分析汽车等交通工具的发明让学生从小就充满了好奇心，本章导图中显示的动能和势能的转化过程为本节教学提供了很好的素材。8年级学生就接触过的动能、重力势能、弹性势能的一些实例以及学生在生活经历中的体验为本节教学打下了基础，生动的图片、直观的实验和先进的STS技术为拓展知识和提高能力提供了可能，而前面学过的控制变量法为探究本节中的新的问题铺平了道路。教学策略分析1、 将能量主线贯穿始终，从动能、势能入手，在原有基础上进一步定性研究影响动能、势能大小的因素和动能、势能大小的相互转化。2、 注重物理与生活、社会的联系，结合实例说明物体的动能和势能以及它们之间的转化，能用实例说明能源与人类生存和社会发展的关系。3、 注重研究方法的学习，用控制变量法进行实验设计，解决“探究动能的大小与哪些因素有关”、“模拟打桩”等问题。教学重点、难点重点：动能、势能、机械能的概念以及动能、重力势能、弹性势能之间的相互转化难点；探究动能大小与物体质量有关实验中，控制不同质量小车在水平起点速度相同方法的理解。课前准备表面较光滑的斜面、小车、砝码、小木块、橡皮筋、贺年卡、小剪刀、质量不同的重锤若干、水槽、细沙、“桩”（可用三根长铁钉钉入木板制成）铁架台、带细线的小球组成的单摆、风车、玩具汽车、玩具手枪、发条玩具小狗熊、滚摆、翻跟头魔丸课时建议3课时教学过程设计第一课时创设情境演示实验：机械玩具汽车的启动提出问题为什么把手中玩具汽车压着向后退一点，松开手后玩具小汽车会向前跑？投影图片：图片1：本章导图（飞驰的越野汽车）提出问题汽车发动机为什么加了燃油后才能行驶？为什么要向汽车发动机的水箱中加水？引入课题要知道其中的奥妙，我们就要学习有关机械能和内能的知识板书课题第十二章 机械能和内能一、动能 势能 机械能投影图片：图片2：公路上的限速牌图片3：小朋友滑滑梯提出问题1、 为什么在高速公路上要限制汽车的最大行驶速度？2、 小朋友滑滑梯时为什么会越来越快？3、 运动物体具有什么样的本领？图片4：运动着的锤子能将钉子钉入木板中图片5：运动着的子弹射穿鸡蛋分析问题运动物体具有的共同的本领是都能够对另一物体做功，一个物体能够对另一物体做功，这个物体就具有能量。设问：什么叫动能？学生：物体由于运动而具有的能叫动能演示实验1、风车加大吹的风力，观察风车的转动情况有什么变化2、 玩具手枪改变玩具手枪子弹的质量，观察射出的子弹推动泡沫块的距离有什么变化设问：影响物体动能大小的因素是什么呢？探究活动探究动能大小与哪些因素有关观察与思考1、 让小车从不同高度由静止开始滑下（如图12- 所示）想一想：小车运动到水平面时的速度大小相同吗？看一看：木块被撞后移动的距离相同吗？实验结果：速度大的小车使木块移动的距离较 ，小车对木块所做的功较 ，速度大的小车具有的动能较 。实验结论1：质量一定时，物体的速度越大，物体的动能越大；2、 改变小车的质量，让它们从同一高度由静止开始滑下（如图12- 所示）（1） 先去掉木块观察两小车的运动情况是否相同（2） 放回木块，分别从同一高度由静止开始释放小车实验结果：质量大的小车使木块移动的距离较 ，小车对木块所做的功较 ，质量大的小车具有的动能较 。实验结论2：物体的速度一定时，物体的质量越大，物体的动能越大。综合结论：运动物体的动能的大小与物体的 和 有关，物体的 越大， 越大，它具有的动能就越大。说一说生活中还有哪些事例能说明上述结论？（学生讨论后回答）板书设计（第一课时）第十二章 机械能和内能一、动能 势能 机械能（一）一个物体能够对另一物体做功，这个物体就具有能量。（二）什么叫动能？ 物体由于运动而具有的能叫动能（三）影响动能大小的因素 运动物体的动能的大小与物体的质量和速度有关，物体的质量越大，速度越大，它具有的动能就越大。第二课时演示实验发条玩具：小狗熊提出问题它的动力从何而来？引入新课：物体的势能势能的分类1、 弹性势能2、 重力势能学生活动1卡片为什么会跳起来实验目的（1） 通过实验知道弹性势能的存在（2） 探究物体的弹性势能跟哪些因素有关实验方法A、 用小剪刀在贺年卡的开口处对称地剪两个等长的缺口，B、 将两根橡皮筋卡在贺年卡的缺口处，反转后把它平压在桌面上，使橡皮筋伸长，C、 迅速松开手指，观察贺年卡弹起的高度，D、 不将贺年卡压平后放手，比较两次贺年卡弹起的高度有什么不同实验结论发生弹性形变的物体能做功，因此它具有 势能，在弹性限度内，物体的形变越大，形变物体的弹性势能就越 。还有哪些例子说明了以上同样的道理？（1） 橡皮弹弓（2） 弯弓射箭（3） 跳板跳水（4） 发条式钟表你现在知道发条玩具小狗熊能行走的道理吗？学生发言：上紧发条后，发条发生弹性形变，因此它具有弹性势能，发条上得越紧，玩具小狗熊就走得越远，说明在弹性限度内，物体的形变越大，形变物体的弹性势能就越大。教师引导发生弹性形变的物体能做功，因此它具有弹性势能，被举高的物体同样也具有做功的本领，它也具有势能，这种势能叫做重力势能。回答提问：被举高的物体做功的例子有哪些？学生发言：打桩机、标枪等学生活动2模拟打桩实验目的探究重力势能的大小跟哪些因素有关实验设计如图12-所示，将“重锤”举高，让它自由下落，将“桩”打入沙中，想一想像这样打桩，要像打得深一些可以采用哪些方法？试一试方法1： ；实验结论1：高度一定时，物体的质量越 ，“重锤”做功越 ，“重锤”具有的重力势能越 ；方法2： 。实验结论2：物体的质量一定时，高度越 ，“重锤”做功越 ，“重锤”具有的重力势能越 综合结论：物体重力势能的大小与 和 有关， 越大， 越大，物体具有的重力势能就越大。板书设（第二课时）（一）势能的分类 1、弹性势能 2、重力势能（二）发生弹性形变的物体具有弹性势能 弹性势能的大小与弹性形变的大小有关，在弹性限度内，弹性形变越大，物体具有的弹性势能越大。（三）被举高的物体具有重力势能 重力势能的大小与物体的质量和高度有关，质量越大，高度越大，物体的重力势能越大。第三课时复习提问影响动能、势能大小的因素是什么？学生回答：影响动能大小的因素是质量和速度；影响重力势能大小的因素是质量和高度；影响弹性势能大小的因素有弹性形变。引入新课在物理学中，我们将动能和势能统称为机械能。一个物体可以同时具有动能和势能。创设情境滚摆的升降（演示实验）提出问题滚摆上升时具有什么能量？ 能减少？ 能增加？滚摆下降时具有什么能量？ 能减少？ 能增加？实验表明了 能和 能可以互相 。新课教学探究活动观察摆球的动能和势能的转化实验目的研究物体的动能和势能的相互转化实验方法1、 将带细线的小球固定在铁架台上，2、 用手抓住小球，使小球偏离原来静止位置后自由释放，使小球来回摆动。（如图12- 所示）实验结果（1）当小球由A点向下摆动时，小球的速度越来越快，动能越来越 ，重力势能越来越 ；当小球到达最低点O，时，小球的动能最 ，重力势能最 ，在此过程中，小球的重力势能逐渐转变成 能；（2）当小球由O，点向B点运动时，小球的速度越来越 ，动能逐渐转变成 能；当小球到达最高点B点时，小球的动能为 ，重力势能最 。实验表明：物体的动能和势能之间可以互相转化。实例分析（播放录象或图片）1、 游乐场的过山车2、 撑杆跳高中的运动员3、 皮球落地后的反弹演示实验翻跟头魔丸实验器材： 支架1个，有机玻璃槽1个，两头圆形的塑料圆柱体（魔丸）1个，铅球1个实验设计：（由学生自主设计或教师引导）1， 将魔丸平放在有机玻璃槽的一端，抬起这头，观察魔丸怎样运动至另一端。反复多次。现象：魔丸翻滚着运动到另一端。2， 将有机玻璃槽的中间架在支架上，用手控制两端的高低，观察魔丸的运动。现象：魔丸翻滚着在玻璃槽内来回运动。探究问题：1， 魔丸为什么会像翻跟头似的运动而不是直接滑动下去？答：因为魔丸内部的钢珠使魔丸的重心前后移动，魔丸围绕着重心转动，所以魔丸像翻跟头似的运动。2， 猜想一下魔丸内部的结构会是怎样的？答：魔丸内部有一颗钢珠，直径差不多是魔丸长度的一半。3， 试分析魔丸运动时重心的变化以及能量的转换情况。答：当魔丸翻滚时重心不断地向魔丸前端移动。钢珠的重力势能不断地转化为魔丸翻滚的动能。4， 如果有机玻璃槽的内壁很光滑，魔丸的运动会是怎样？如果是很粗糙，又会是怎样？答：有机玻璃管内壁越粗糙，作用在魔丸上的摩擦力就越大，这样有助于魔丸翻滚。注意事项：不要将有机玻璃槽倾斜的过大（接近竖直），以免圆柱体内的铅球砸坏玻璃槽的两端生活 物理 社会大海中蕴含的机械能1、 潮汐能2、 海浪能3、 海流能学到了什么一个物体可以同时具有动能和势能，动能和势能统称为机械能动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化板书设计（第三课时）（一） 动能和势能统称为机械能。（二） 动能可以转化为势能，势能也可以转化为动能（三）动能、重力势能、弹性势能之间可以相互转化 （四）机械能的有效利用资源库钢球爬坡实验目的： 探究机械能之间的转化实验器材： V形轨道1个，不锈钢球2个猜想假设： 物体受到重力的作用会沿着重心下降的方向运动，但大多是竖直下落或者沿着斜面向下滑动或滚动。我们能否利用物体自身重心的改变使物体沿着斜面向上运动？试自行设计一套实验装置来验证你的猜想。实验设计：轨道上端可以改变开口的距离。先将两条轨道平行放置，钢球只能停在轨道下端。1， 将轨道上端的开口逐渐增大，观察钢球的运动情况。现象：当轨道张到一定距离时钢球开始向上滚动。2， 换用另一个钢球重复上述步骤。现象：钢球同样会向上滚动，但轨道所张的距离不一样。探究问题：1， 钢球向上滚动的能量从何而来？答：钢球“向上”滚动的能量来自自身的重力势能。2， 钢球是否真的往上爬？什么时候是真的往上爬？答：钢球实际上是沿着自身重心下降的方向运动，只是轨道的斜率给观察者以向上运动的错觉。但当钢球具有一定速度时，这个动能可以提供钢球继续向上运动的能量，此时钢球才是真正的向上运动，也就是动能转化为重力势能的过程。3， 钢球向上滚动的现象是否违反了能量守恒定律？实际上它的重心是升高了还是降低了？答：钢球向上滚动的现象并没有违反能量守恒定律，这只是重力势能与动能相互转化的过程。钢球的重心在势能向动能转化的过程中降低，在动能转化为势能时又升高。4， 大小两个钢球哪个更容易往上爬？钢球的大小对实验结果有什么影响？答：钢球的直径越小越容易往上爬。因为当轨道张开相同的角度时直径小的钢球重心下降的高度大，也就是重力势能改变量大。5， 通过实验你觉得怎样可以使钢球爬得最高最快？答：开口的大小要有张有合，使钢球的重力势能与动能不断的相互转化，否则钢球会因轨道开口过大而掉出轨道。本节相关网址：/sipo/zscqb/keji/t20040723_31666.htm推荐习题1、一表面涂有黑色颜料的皮球从某一高度自由下落，落地后又弹起的过程，以下说法正确的是（ ）A 皮球弹起到最高处时，动能为零B 皮球着地时，弹性势能转化为动能C 皮球会在地面留下黑色圆斑，若下落高度较小，则圆斑较大D 下落跳起的整个过程机械能不变2、如图12-5所示的三幅图，共同反映哪些物理知识？（至少写出两点）（a）苹果下落 （b）抛石落地 （c）水流低处图12-53、过山车是一项富有刺激性的娱乐工具。那种风驰电掣、有惊无险的快感令不少人着迷。在开始旅行时，过山车的小列车是靠一个机械装置的推力推上最高点的，但在第一次下行后，就再也没有任何装置为它提供动力了，它却能带着人们爬过一个又一个的“小山丘”，而且它设计成随后的小山丘比开始时的小山丘要低。请你就该短文提出两个与物理有关的问题，并简要解释。习题答案1、A 2、 (1)地球上的一切物体都受到重力的作用(或重力的方向竖直向下)(2)重力势能和动能之间相互转化 3、 .(1)为什么列车在第一次下行后,没有装置提供动力却还能继续爬行?因为第一次获得了动能,再转化为重力势能,又转化为动能,动能与重力势能不断转化。（2）为什么随后的小山丘较低？因为在列车爬行中，有空气阻力和摩擦力造成的能量损失，机械能在减小。二、内能 热量教学目标1、 知识与技能了解内能的概念，能简单地描述温度和内能的关系能结合实例分析，知道热传递是改变内能的一种方式了解热量的概念，知道热量的单位2、过程与方法能应用热量计算公式进行简单的计算体验用类比法，加深对物理概念理解的过程3、情感、态度和价值观了解用热传递来改变内能的方法在生产、生活中的应用，会应用相关知识解释一些现象教学资源分析本节学习的内容是8年级热学知识的深入，在本节学习中，需要联系到分子动理论的相关知识；在进行热量的计算时，联系到比热容的概念。在学习机械运动中，学生已具有了物体动能和势能的概念，因此，在本节学习分子动能和势能的概念，引入内能的概念时，要充分利用新旧知识的联系，进行类比实现知识的迁移。另外，本节涉及到的物理知识在生活中有许多应用，在学习热传递（改变物体内能的一种方式）知识的过程中，要利用学生的生活经验，将学生的感性认识上升为理性认识。教学策略分析1、 以能量为主线索，用内能来沟通全节内容，以内能的形式、改变方式到其变化量的计算为途径完成教学任务。2、 根据学过的与本节相关的知识，采用类比的方法建构新知识。3、 借助于学生自身的生活经验，并适当地增加一些小实验，以帮助学生正确理解概念。教学重点、难点重点：内能、热量的概念难点；内能、温度与内能之间的关系 课前准备图片：1、 气体、液体、固体具有内能的图片2、 热传递改变内能的图片（传导、对流、辐射各一例）3、 汽车发动机散热装置图小实验器材：用弹簧相连的小球（两只）、广口瓶、橡皮塞、细玻璃管、红墨水课时建议1课时教学过程设计提出问题回力玩具汽车的运动，其动能是从弹性势能转化而来的，而真正的汽车开动时，它的动能从何而来？学生回答靠汽油燃料的燃烧来提供能量。引入新课那么，这种燃料燃烧所产生的能叫什么能呢？板书课题二、内能 热量复习提问分子动理论的基本内容？信息快递物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。引导讨论运动的物体具有动能，那么处于热运动的分子是否具有动能呢？受到地球吸引的物体如果被举高，具有重力势能，分子与分子之间也有相互作用力，分子之间是否也具有势能呢？演示实验两只用弹簧相连的小球（如图12- 所示）实验方法：改变分子模型间的距离，弹簧发生弹性形变，具有弹性势能。类比：分子之间的相互作用类似于上述的弹力的作用，由此可推知分子之间也存在势能。结论：物理学中，物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。问题讨论1、 内能与机械能是一回事吗？2、 00C时，物体的内能为零吗？3、 固体、液体和气体都有内能吗？（组织学生围绕一些实例来讨论）投影图片（1） 车胎内的气体（2） 炽热的铁水（3） 寒冷的冰山图片说明任何一个物体都具有内能学生实验扩散的快慢与温度的关系实验方法试一试分别在盛有冷水和热水的两只玻璃杯中各滴入一滴墨水看一看哪杯水中的墨水扩散得快？实验表明温度越高，扩散过程越 。小实验观察瓶内玻璃管中的液柱的变化实验方法取一只玻璃广口瓶，内装有红色的水，用插有细玻璃管的橡皮塞盖紧瓶口（如12- 图所示）使细玻璃管下端没入水中。（1） 用双手捂住封有空气的玻璃广口瓶的上半部分，你能看到什么现象？（2） 用开水浇一下封有空气的玻璃广口瓶的上半部分，你看到的现象与刚才有何不同？实验结果被封闭的空气加热后能将瓶中的水挤压出来，说明这部分空气具有 能，温度越高，水喷得越（高/低），这说明物体的内能与温度 （有/无）关系。可见，一般情况下，同一物体的温度越高，它的内能就越 （大/小）。概括结论温度高扩散快分子运动得快分子动能大物体的内能大教师引导既然内能可以随着温度的变化而变化，那么，内能改变的方式有哪些呢？投影图片（1） 金属勺放在热汤中，勺把变烫；（2） 食品放在冰箱中，温度变低；（3） 太阳能热水器中的水被加热。信息快递当物体或物体的不同部分之间存在温度差时，就会发生热传递。热传递时，能量从高温处转移到低温处，直到温度相同。想一想在上述过程中内能是如何转移的？内能的转移是通过 的方式来进行的 。议一议生活中还有哪些通过热传递来改变物体内能的实例？（学生回答略）教师引导我们已经知道了内能转移的方向是从从高温处转移到低温处，那么下面我们研究另一个问题即内能转移的多少。物理学中，把物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量。热量用Q表示，热量的单位与能量单位相同，也是焦（J）复习提问比热容及其物理意义（学生回答略）学生猜想实际生活中发生热传递过程中，物体吸收或放出的热量与哪些因素有关？学生回答（1） 物体的质量（2） 物质的比热容的大小（3） 物体温度的变化量如果用m表示质量，c表示比热容，t0表示初温，t表示末温，那么，当物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸= c m（tt0） 当物体温度降低时，所放出的热量为： Q放= c m（t0t）例题在200C室温下，烧开一壶5kg的水，大约需要吸收多少热量？解：水从200C到烧开，温度升高：tt0=1000C200C=800C 水吸收的热量为： Q吸= c m（tt0） =4.2x103 J/ (kg. 0C) x5 kg x800C =1.68 x106J即水要吸收1.68 x106J的热量，在此过程中，水的内能增加了1.68 x106J。问题讨论烧开这一壶水实际需要的热量要大于1.68 x106J，想一想，是什么原因？学生回答由于水壶、空气吸热等原因，使烧开这一壶水实际需要的热量要大于1.68 x106J。生活 物理 社会汽车的散热装置如图12- 所示想一想汽车发动机是怎样实现降温的？布置作业板书设计二、内能 热量（一）什么是热运动？物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动（二）物体的内能物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。（三）温度与内能的关系温度升高，物体的内能增大（四）热传递是改变物体内能的一种方式热传递的条件：有温度差热传递的方向：从高温处向低温处热传递的实质：能量（内能）的转移（四）什么叫热量？热传递过程中转移能量的多少叫做热量，热量的单位是J当物体温度升高时，所吸收的热量为： Q吸= c m（tt0）当物体温度降低时，所放出的热量为： Q放= c m（t0t）例题在200C室温下，烧开一壶5kg的水，大约需要吸收多少热量？解：水从200C到烧开，温度升高：tt0=1000C200C=800C 水吸收的热量为： Q吸= c m（tt0） =4.2x103 J/ (kg. 0C) x5 kg x800C =1.68 x106J即水要吸收1.68 x106J的热量，在此过程中，水的内能增加了1.68 x106J。资源库布朗运动1827年英国植物学家布朗（图2）用显微镜观察水中悬浮的花粉,发现这些花粉颗粒不停的做无规则的运动这种运动后来就叫做布朗运动不只是花粉，对于液体中各种不同的悬浮颗粒，都可以观察到布朗运动取一滴悬浮液（如稀释的墨汁）放在显微镜下观察，就可以看到悬浮微粒（小碳粒）在做无规则的布朗运动，而且微粒越小，运动越明显从观察的结果知道，布朗运动是不会停止的任何时间都可以看到显微镜下水中悬浮的微粒在做布朗运动做布朗运动的小颗粒虽然不是分子，但是它的无规则运动是由于包围着它的液体分子不断撞击它造成的由于小颗粒体积很小，在某一瞬间和它相撞的分子数也比较少，很容易造成它受力不平衡从而改变运动状态，在下一瞬间，同样的原因致使它的运动状态再次发生改变，这样，就导致了小颗粒的无规则的运动因此布朗运动反映的是液体分子无规则的运动本节相关网址：/chinese/huanjing/277523.htm推荐习题1、(2004年江苏省宿迁市中考题)质量相等的某种液体和水在降低相同温度时,放出的热量之比为1:2,则该液体的比热容与水的比热容的关系是( )A. c水= 2c液B. c水= c液C. c液= 2c水D. 无法确定2、近年来各城市建设突飞猛进，但也给环境带来了负面影响，“热岛效应”越来越明显。某中学“环境研究小组”经过调查研究，结合所学的物理知识，提出了一个“人工湖缓解热岛效应方案”。若该湖设计蓄水总体积为1104m3，水面面积为4.2103m2。在夏季每天高温阶段，湖面从周围环境的吸热能力为2107J/m2。（1）请你就以上短文提一个与物理知识有关的问题，并简单解释。问题：_解释：_（2）在高温时段，湖水温度平均升高多少？图12-63冬天小名每天早晨都要喝牛奶，由于天冷，牛奶的温度较低，他每天都要采取“热水浴”的方式把牛奶瓶放入热水中温热。如图12-6示，这是某天小名用热水温热牛奶的图像，已知牛奶的质量为0.1Kg，热水的质量是42g（不计奶瓶的质量和热量的散失）。（1）由图像可知，温度较低的牛奶要经过 min后才与热水的温度相同。（2）根据图像提供的数据信息，可知牛奶的比热容是多大？习题答案1、A 2、（1）为什么用湖水来缓解热岛效应？利用了水的比热较大的特点（只要符合情理都可）（2）2.1 3、（1）15 （2）4.41103J/(Kg)三、机械能与内能的相互转化教学目标1、 知识与技能通过实例和实验，知道做功是改变物体内能的另一种方式。通过实验知道内能可以转化为机械能。了解热机的工作原理和内燃机的工作过程。2、 过程与方法通过探究知道不同燃料的热值不同，会查热值表，会进行燃料燃烧放热的简单计算，能从能量转化的角度认识燃料的热值。3、 情感、态度和价值观通过“热机的发展历程”，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。通过阅读“化石燃料的燃烧和环境保护”一文，认识燃料排放物对环境的影响，培养环保意识，逐步认识能源与人类生存和社会发展的关系。教学资源分析本节教学中，生动、形象的图片可以起到教好的直观教学作用，而演示实验可以通过过程性的研究事物变化的原理，揭示物理现象的规律。 本节教学内容中，既有对物理学发展历史的回顾，例如热机的发展历程”对人类社会发展所做的贡献，也有对科学新技术的展望，例如火箭发动机的应用，而在学习燃料的热值和汽油机工作原理时，环境保护意识的渗透涉及到人类可持续发展的新问题。教学策略分析1、 以汽车、机车等交通工具的发展为线索，通过图片创设问题的情境，把做功能否改变物体内能和内燃机的工作过程是怎样的这两个本节先后需要解决的问题展现在学生面前，意在使学生产生疑问，激发学生的学习兴趣。2、 教学中采用静态图片与动态实验相结合的方式，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。3、 热机是人类发明的将内能转变为机械能的一种重要机器，与生产、生活密切联系，这部分内容可采用阅读、讨论、演示、讲解的方法组织教学。教学重点、难点重点：1、做功改变物体内能及其应用（内燃机的原理） 2、燃料的热值及燃料燃烧放热的简单计算难点：做功和热传递改变物体内能的等效性的理解 课前准备1、 图片类（包括汽车发动机、汽油机四冲程、蒸汽机、火箭发动机等）2、 录象类（包括蒸汽机、内燃机、火箭发动机以及环保措施等）3、 实验类（铁丝、空气压缩引火仪、电子式火花发生器、汽油机模型、烧杯、温度计、酒精、纸片、铁架台和水等）课时建议2课时教学过程设计第一课时创设情境 提出问题投影图片1、 为什么汽车高速行驶时，轮胎温度会升得很高？2、 燃料是怎样使汽车发动机工作的？引入新课机械能与内能的相互转化学生活动研究做功能否改变物体的内能实验方法反复弯折铁丝，触摸弯折处的温度有无变化（小心烫手）演示实验空气压缩引火仪实验方法在玻璃筒中放入浸有乙醚的一小撮棉絮，用力迅速向下压活塞，观察看到的现象。（看到燃烧的火光）问题讨论1、 在上述活动中，物体增加的内能从何而来？能量是如何转化的？2、 你还有什么方法使铁丝的温度升高？在这些方法中，哪些是用热传递的方式改变物体内能，哪些是用做功的方式改变物体内能？3、 你能再举出一些通过做功的方式改变物体内能的实例吗？学生回答1、 物体增加的内能通过做功转化而来，是机械能转化为内能。2、 将铁丝加热，使铁丝的温度升高。加热铁丝是用热传递的方式改变物体内能，弯折铁丝是用做功的方式改变物体内能的。3、 用做功的方式改变物体内能的实例还有：钻木取火、拉锯条锯木头、搓手取暖等实验和事例表明： 是改变物体内能的另一种方式。事实证明；做功和热传递在改变物体内能上是等效的。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？演示实验电子式火花发生器：将内能转化为机械能实验方法如图12- 所示，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。实验表明：酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的 能减少，转化为 能。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。课堂小结（略）板书设计三、机械能与内能的相互转化（一）做功是改变物体内能的另一种方式（二）做功分为对内做功和对外做功： 对内做功，机械能转化为内能； 对外做功：内能转化为机械能。（三）机械能与内能之间可以互相转化。第二课时复习提问做功能否将内能转化为机械能？这种转化有什么应用价值？学生演讲（一分钟）“我所知道的汽车发动机”设问：什么是热机？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），它是如何工作的呢？投影图片汽油机的构造示意图信息快递什么叫汽油机的冲程？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。演示实验（汽油机模型）汽油机的四个冲程（结合实验分析）汽油机的一个工作循环由以下四个冲程组成：1、 吸气冲程如图12- 甲所示2、 压缩冲程（机械能转化为内能）如图12- 乙所示3、 做功冲程（内能转化为机械能）如图12- 丙所示4、 排气冲程如图12- 丁所示想一想汽油机完成一个工作循环：1、活塞经历四个冲程，分别为 、 、 、 ； 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是如何转化的？谈一谈内燃机的应用（1） 汽油机的应用汽车、飞机、插秧机、喷雾器等（2） 柴油机（见信息库）的应用载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船等生活 物理 社会热机的发展历程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、 火箭发动机提出问题为什么有的汽车的燃料用汽油，有的汽车的燃料用柴油？而火箭发动机的燃料不用汽油或柴油？学生活动比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量做一做如图12- 所示，用天平分别测出10g的酒精和碎纸片，分别点燃后给相同质量的水加热，直到酒精和碎纸片全部烧完，记录温度计示数的变化情况。想一想相同质量的不同燃料完全燃烧后，烧杯中水温的变化情况一样吗？这说明了什么？实验表明：相同质量的酒精和碎纸片燃烧后，酒精比碎纸片放出的热量 。更多实验表明：质量相同的不同燃料，完全燃烧时放出的热量一般 （相同/不相同）。引入热值概念1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值（用q表示，单位为J/kg）质量为m的燃料完全燃烧时放出的热量为： Q= m q几种燃料的热值（J/kg）例题小明家开始使用天然气了，学习了有关热学的知识后，他仔细记录了他家每天烧水煮饭等需要的热量，并折算成烧水的时间，相当每天将30kg20的水烧开，（1）小明家每天烧水做饭需要多少热量？（2）如果天然气的燃烧值为8.7107J/kg,从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少kg天然气?(3)请说出使用天然气的好处(至少写出两点)。解：= =需要天然气的质量，天然气的好处有热值高，污染小，安全，应用广泛等。读一读化石燃料的燃烧和环境保护人为制造的几种污染气体的来源气体污染物来源全球每年产生的数量/106t一氧化碳(CO)燃料的燃烧约300二氧化碳(CO2)燃料的燃烧约23000二氧化硫(SO2)媒和石油的燃烧含硫矿石的焙烧约146信息资料：伦敦的烟雾事件环保措施：国际公约（东京协议书等）板书设计（一）什么是热机？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。（二）内燃机的工作原理 汽油机的四个冲程1、吸气冲程2、压缩冲程（机械能转化为内能）3、做功冲程（内能转化为机械能）4、排气冲程（三）燃料的热值1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值（用q表示，单位为J/kg）质量为m的燃料完全燃烧时放出的热量为： Q= m q例题解：= =需要天然气的质量，天然气的好处有热值高，污染小，安全，应用广泛等。资源库火箭发动机技术火箭发动机技术火箭发动机在火箭上的地位，有如心脏和心血管系统在人体中的地位。因此，火箭发动机技术是航天高技术的重要组成部分。所谓火箭发动机，是指由飞行器自带推进剂(燃料和氧化剂)，不依赖外界空气的喷气发动机。火箭发动机与其它