機械能和內能的相互轉化學案

題三、機械能和內能的相互轉化時2時型新授

教學目標

1．認識到做功是改變物體內能的一種方式，是其它形式能向內能的轉化過程。

2．通過觀察、分析內能轉化為機械能的現象，知道熱機的工作原理。

3．瞭解汽油機的結構及其工作過程。瞭解內能的利用在社會發展史上的意義。

4．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，能從能量轉化的角度認識燃料的熱值。

5．認識燃燒排放物對環境的影響、認識能與人類生存和社會發展的關係。

重點難點認識到做功是改變內能的另一種方式。瞭解四衝程汽油機的基本結構及其工作過程。知道熱值的概念和單位，會進行燃料燃燒放熱的簡單計算。四衝程汽油機的工作過程和其中的能量轉化。

教材分析本節以圖片形式圍繞重點內容舉例提出問題，激發學生學習的興趣。教材首先從做功能改變物體的內能入手，有助於學生認識到兩種改變物體內能方式間的異同，介紹了內能轉化為機械能，為熱機的教學做了鋪墊。

教學方法創設情景提出問題，通過幾個活動說明做功可以改變物體的內能，聯絡實際引出熱機的概念。

教具鐵絲、空氣壓縮引火儀、電子式火花發生器、汽油機模型、溫度計、鐵架臺、石棉網、燒杯、燃燒皿、酒精、碎紙片、水

教 學 程 序 設 計學生活動

①觀察本P42圖12-21、12-22

②日常生活中有哪些類似的現象？

③從能量轉化的角度分析上述現象

探究做功能否改變物體的內能

（活動1）本P42圖12-23

現象：鐵絲的彎折處發熱

說明：對鐵絲做功使鐵絲的內能增大，溫度升高。

（活動2）空氣壓縮引火儀

現象：棉花燃燒

說明：活塞壓縮空氣做功，使空氣的內能增大，溫度升高，達到棉花的著火點。

④上述實驗中，物體增加的內能從何而？

一、做功是改變物體內能的另一種方式

1．對物體做功可以使物體的內能增大，溫度升高。

（機械能轉化為內能）

①如果物體對外做功，會發生什麼現象？

②生活中物體對外做功的事例？

（活動3）演示點火爆炸（本P43圖12-25）

現象：盒蓋被頂開，盒口出現“白氣”

③分析“白氣”的形成

說明：酒精燃燒後的燃氣對外做功，燃起的內能減少，溫度降低。

從能量轉化的角度分析上述過程

2．物體對外做功，使物體的內能減少，溫度降低。

（機械能轉化為內能）

①這一實驗原理在實際生活中哪些方面有應用？

二、熱機：是將燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣的內能轉化為機械能的裝置

②熱機是如何將內能轉化為機械能的？

觀察本P44圖12-26，瞭解汽油機的構造。

1．構造：進氣門、汽缸、曲軸、連桿、活塞、排氣門、火花塞

觀察本P44圖12-27，瞭解汽油機的工作過程。

2．衝程：汽油機工作時，活塞在氣缸裡做往復運動，活塞從氣缸的一段運動到另一端的過程叫做衝程。

3．汽油機的'一個工作迴圈：

(1)吸氣衝程 (2)壓縮衝程 (3)做功衝程 (4)排氣衝程

①改變內能的兩種方式？

②如果一根鋸條的溫度升高，能否知道是什麼方式改變了物體的內能？

③這說明了什麼？

④閱本P44“生活 物理 社會”，瞭解熱機的發展歷程和火箭發動機。

①一個三口之家，每月所需能量基本不變，如果使用不同的燃料，其月消耗量是否相同？

②燃料充分燃燒放出的熱量可能與哪些因素有關？

（活動4）比較質量相同的不同燃料充分燃燒時放出的熱量

見本P47圖12-32

加熱前的

水溫（℃）燃料燃盡後的水溫（℃）水溫的變化（℃）

10g酒精

10g碎紙片

結論：質量相等的不同燃料完全燃燒所放出的熱量一般是不相同的

三、熱值q：1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量

1．單位：J / kg

2．燃料完全燃燒放出的熱量：Q放 = mq

③煙煤的熱值2.9×107 J / kg表示什麼？

④燃料燃燒放出的熱量與哪些因素有關？

複習鞏固學生討論

機械能和內能之間的相互轉化

通過對物體做功的方式將機械能轉化為內溫度降低，空氣中的水蒸氣遇冷液化形成“白氣”。內能轉化為機械能

學生討論

對照實物模型，認識汽油機的各個組成部分。

做功和熱傳遞

不能

做功和熱傳遞對於改變物體的內能是等效的

不同

燃料的質量

燃料的種類

引導學生觀察實驗現象，記錄實驗資料

1kg的煙沒完全燃燒所放出的熱量是2.9×107 J

熱值、質量、燃料是否充分燃燒

三、思考與作業

四、教學後記