2024年人教版九年级物理第14章教学设计14.2 热机的效率.docx

第2节热机的效率

教材分析

一、课标分析

1.理解热值的意义。

2.从能量转化的角度理解热机的效率。

3.知道热机的利用给人类带来的危害。

4.了解提升热机效率的意义。

二、内容和地位分析

本节内容由燃料的热值和热机的效率两个部分组成,是上一节内燃机知识的延续,《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称《标准2022》)要求从能量转化的角度认识燃料的热值,侧重于通过热值认识化学能和内能的转化。通过本节课的学习,可以使学生认识到内燃机工作时,燃料燃烧放出的热量并不能全部被利用,这样,就需要引入“效率”这一概念。通过本节内容的学习,还能帮助学生对内能的利用有一个更全面的认识,并为下节能量的转化与守恒做好准备。同时,学生也会进一步体会人类文明的进步对生产、生活的重大影响,除了发展进步以外,也带来了环境污染、资源浪费等问题,引发学生的深入思考。本节内容需要正确区分热值与热量,从概念、单位、意义等方面区分。

学情分析

已有知识及方法:学生具有对不同燃料放热本领不同的生活经验,以及比值法定义物理量,机械效率等知识储备。

未知知识及方法:热值的概念和理解,热机效率的意义。

教学目标

1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同,建立热值的概念。

2.能简单计算燃料燃烧放出的热量。

3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向,知道什么是热机的效率。

核心素养

1.培养学生乐于观察和思考日常生活中的物理学道理。

2.从科学的角度理解热机有关知识,培养学生的环境保护意识。

重点难点

重点:热值的概念和意义。

难点:热机的效率的计算。

教学过程

教学环节

教学内容

学生活动

教学意图

环节一:导入新课

小视频——火箭发射升空。

提问:火箭升空使用的是什么燃料呢?为什么要用这种燃料?

学生观看视频并思考、交流,回答问题。

通过壮观的火箭发射升空视频,激发学生的学习兴趣,引起学生对燃料的某种特性的思考。

环节二:燃料的热值

请同学们思考我们生活中都有哪些燃料,并展示各种燃料的图片。

活动1:不同燃料的放热本领相同吗?如何比较谁的放热本领强呢?结合生活经验和之前所学知识谈一谈。

教师总结学生的分享,给出热值的概念:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量(气体为体积)之比,叫做这种燃料的热值。

活动2:请学生阅读教材第23页“小资料”,总结规律。

归纳总结:

(1)热值是燃料本身的性质,与燃料的种类有关。

(2)燃料的热值与质量、体积、温度、完全燃烧与否无关。

学生交流、讨论、分享。

学生阅读教材内容,理解燃料的热值的概念。

从学生熟悉的问题入手,进一步提问,引发思考。

结合生活经验,如使用不同燃料烧开一壶水,帮助学生理解。

类比之前学习的速度和压强等用比值定义法定义的物理量,建立热值的概念。

续表

教学环节

教学内容

学生活动

教学意图

环节二:燃料的热值

例1对于燃料的热值,下列说法中正确的是()

A.燃料不完全燃烧时,燃料的热值变小

B.燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值

C.就某种确定的燃料而言,它的热值是一个确定的值,跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关

D.容易燃烧的燃料热值一定大

活动3:根据热值的概念,总结燃料燃烧放出热量的计算公式,并解决实际问题。

(1)固体、液体燃料完全燃烧时放出的热量:Q放=mq。

(2)气体燃料完全燃烧时放出的热量:Q放=Vq。

计算一下12吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量?若用干木柴完全燃烧来获得这些热量,需要多少吨干木柴?(q氢=1.4×108J/kg,q干木柴=1.2×107J/kg)

例2完全燃烧0.7kg干木柴能放出多少热量?假设这些热量全部被水吸收,能使多少千克的水由20℃升高到70℃?已知干木柴的热值是1.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。

学生答题,教师答疑。

学生解答:12吨氢完全燃烧放出的热量Q放=m氢q氢=12×103kg×1.4×108J/kg=1.68×1012J,需要完全燃烧干木柴m干木柴=Q放q干木柴=1.68×1

学生答题,教师答疑。

将所学热值的知识加以运用,和总结,体会热值是燃料的一种特性。

及时巩固燃料热值的基本概念,检验学习成果。

通过概念总结公式,并结合实际问题进行计算,帮助学生熟悉知识点,直观体会不同燃料的热值。

及时巩固所学知识,检验学习成果。

环节三:热机的效率

活动1:在内燃机中,燃料能否完全燃烧?燃料燃烧释放的能量都到哪里去了?

学生结合生活经验和上一节学习的内燃机的知识进行思考和讨论。

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续表

教学环节

教学内容

学生活动

教学意图

环节三:热机的效率

结论:燃料很难完全燃烧。

热机的效率:

(1)概念:用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的