九年級物理《熱機和環境保護》教學設計

備課時間

2014.10.6

教學方式

網絡環境下的探究性課堂

授課時間

2014.10.9

學習方式

合作、探究、討論

教材分析

本節內容是滬科版九年級物理第十三章第四節《熱機效率和環境保護》。本節考點不多，但是從表現義務教育階段物理課程的價值的層面講非常重要。“關心科技發展的動態，關注技術應用帶來的社會進步和問題，樹立正確的科學發展觀”是義務教育階段物理課程的價值表現之一。通過本節的學習，要使學生認識到內燃機給環境帶來的污染問題。

學生分析

在本章第一節《物體的內能》和第二節《物質的比熱容》中，學生已經學習熱量及物質吸熱和放熱的計算，這有助於理解燃料燃燒放出熱量的計算。學生在八年級已經學習過機械效率，這對於理解熱機效率大有幫助，通過對比學生是容易理解機械效率的定義的。由於本校是在農村，學生家鄉有山有水，有花有鳥，對環境污染感受不深，因此，在上本節課之前，我從網上搜索有關環境污染視頻給學生觀看，學生學習環境保護的內容和樹立環保意識就容易了。

教學

目標

知識技能

（1） 知道燃料在燃燒的過程中，燃料的化學能轉化爲內能。

（2） 從生活中體會不同燃料燃燒釋放熱量的不同本領，建立熱值的概念。

（3） 能說出熱值的單位及所表示的物理意義。

（4） 會查燃料的熱值表。能根據熱值計算一定質量的燃料完全燃燒所釋放的熱量。

（5） 對熱機效率有初步認識，能大致說出提高熱機效率的途徑。

過程方法

通過討論交流，培養了學生樂於探索自然現象和日常生活中的物理學道理，有將科學技術應用於日常生活、社會實踐的意識。

情感、態度與價值觀

（1）能從科學的角度讀懂媒體對與熱機有關的環境方面的報道，培養自覺的環保意識。

（2）能瞭解內能的利用和環境保護的關係，能激發起環境保護的意識。

重點

1、 體會不同燃料燃燒釋放熱能的本領不同，建立熱值的概念。

2、 對熱機的機械效率有初步的認識，能大致說出提高效率的途徑。

難點

熱機效率

教具

多媒體課件、

教學策略

首先介紹熱機給我們生活帶來的便利和熱機的發展歷史，接着介紹兩種最常見的熱機—汽油機和柴油機。然後從兩種熱機的效率不同入手開始探討熱機效率與環境保護，最後，一切熱機能量的來源是燃料，不同燃料釋放能量的本領是不同的，這就是熱值。

在講述熱機效率時比較機械效率的定義。

讓學生對本節的兩個公式進行簡單的練習。

過程

教學內容

教師活動

學生活動

設計意圖

情

景

導

入

導入新課

無論是燒菜做飯，還是奔馳的汽車與火車，乃至直入蒼穹的火箭等都離不開燃料，從人類學會用火的那天起，至今，人們使用的能量絕大部分還是通過燃料燃燒獲得的。那麼燃料燃燒釋放的能量究竟有多少用來做了有用功？燃料的燃燒對環境會造成哪些影響呢？今天我就和大家一道共同來學習“第四節熱機和環境保護”。

學生猜想

激發學生學習興趣

教

學

情

景

燃料

提問1、煤炭、汽油、液化氣是燃料，我們生活中還有哪些燃料？

根據學生回答總結出：固體燃料有：煤炭、木柴

液體燃料有：汽油、柴油、酒精

氣體燃料有：天然氣、液化氣、沼氣

2、 燃料燃燒時獲得的內能是由什麼轉化來的？

根據學生回答總結出：燃料燃燒時獲得的內能是由化學能轉化的

學生討論,例舉生活中用到的各種燃料。

讓學生感受物理與生活的緊密聯繫

熱值

提問：在20℃的室溫下，爲學生提供100㎏的開水，若選用幹木柴或液化氣作燃料，所需燃料的質量相同嗎？

根據學生回答說明：不同燃料燃燒釋放熱量的能力是不同的，爲了比較燃料燃燒釋放熱量的能力，物理學中引入了熱值這個物理量。

（1）定義：某種燃料完全燃燒放出的熱量與所用該燃料的質量之比，叫做這種燃料的熱值。

（2）單位：J∕㎏ J/m3

（3）公式：Q=mq Q= vq（要求學生能進行簡單計算）

指導學生看課本中的熱值表並講述其物理意義

學生猜想並討論、練習

探究性課堂 ，鍛鍊學生的計算能力

燃料的有效利用

怎樣才能使燃料更加充分地燃燒呢？

根據學生回答總結出：（1）增加供氧量（2）爐壁選用隔熱材料

（3）增大受熱面面積

學生討論

合作、

探究、

討論

熱機的效率

提問：1、 熱機工作時，是否能將燃料燃燒所蘊藏的化學能全部用來對外做有用功？指導學生分析書上能流圖。說明很大一部分能量在工作過程中損耗掉了，真正做有用功的只是一部分。對比機械效率給出熱機效率。

熱機效率：在熱機裏用來做有用功的那部分能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。

公式：η=W有/Q放（要求學生能進行簡單計算

簡述蒸汽機、汽油機、柴油機的效率

提問：2、減少能量損失，提高熱機效率的措施？

根據學生回答總結出：使燃料充分燃燒、減少散熱、保證熱機良好的潤滑。

學生分析、討論、練習

引導學生分析，對比，鍛鍊學生思維

環境保護

多媒體展示環境污染的圖片，組織學生討論以下問題

（1）：大氣污染的主要來源是什麼？

（2）：大氣污染的危害是什麼？

（3）：解決大氣污染的有效措施有哪些？

（4）：結合本地區，環境保護中存在哪些問題？

結合學生討論總結出：主要來源是燃料燃燒排放的煙塵和汽車尾氣。危害是危害人體健康，形成酸雨。有效措施是使用清潔能源，減少煙塵和尾氣排放。

學生觀看並討論

合作探究讓學生感覺生活即物理，物理即生活

小

結

指導學生總結本節課的收穫：（1）：熱值是反應什麼的物理量 （2）：熱值的定義 （3）：熱值的符號

（4）：熱值的單位 （5）： 熱值的計算公式 （6）熱機效率的計算公式

課堂練習

1、 現代火箭用液態氫作燃料，是因爲它具有（）

A、較大的比熱B、較低的沸點 C、 較大的熱值D、較高的凝固點

2、酒精的熱值是3.0×107J/kg．它表示的物理意義是

3、完全燃燒1千克幹木柴，能放出多少熱量？若這些熱量全部被水吸收，可把多少千克的20℃水燒開？

4、某中學爲學生供應開水，用鍋爐將200㎏的水從25℃加熱到100℃，燃燒了6㎏的無煙煤（無煙煤的熱值是3.4×107J/kg）試求：

（1）水吸收的熱量

（2）無煙煤完全燃燒放出的熱量

（3）此鍋爐的效率

作業

課本53頁至54頁第 1—5題