热机效率和环境保护教学案

九年级《热机效率和环境保护》教案、教学设计

一、教学目标

（一）知识与技能

1. 了解热机效率的概念，理解热机效率与能量转化、能量损失之间的关系。

2. 学会计算热机效率，并能运用所学知识分析实际热机效率问题。

3. 掌握提高热机效率的方法和途径，了解现代热机技术的发展趋势。

4. 了解环境保护的重要性，认识到热机使用对环境的影响，掌握减少环境污染的措施。

（二）过程与方法

1. 通过实验、观察、分析等教学活动，培养学生动手操作、观察问题、分析解决问题的能力。

2. 引导学生运用比较、归纳、推理等思维方法，发现热机效率与环境保护的内在联系。

3. 组织课堂讨论，培养学生合作学习、表达观点、倾听他人意见的良好习惯。

4. 结合生活实际，让学生体会热机在生活中的应用，提高学生理论联系实际的能力。

（三）情感态度与价值观

1. 培养学生对科学的热爱，激发学生学习物理的兴趣和积极性。

2. 增强学生的环保意识，使他们认识到自己在环境保护中的责任和使命。

3. 通过学习热机效率和环境保护，培养学生节约能源、珍惜资源的价值观。

4. 培养学生勇于探索、不断创新的精神，鼓励他们将所学知识运用到实际生活和工作中。

教学设计：

1. 导入：通过提问方式引导学生回顾热机的基本原理，为新课学习做好铺垫。

2. 新课内容：讲解热机效率的概念、计算方法，分析影响热机效率的因素，介绍提高热机效率的方法和途径。

3. 实践活动：组织学生进行热机效率实验，让学生亲身感受热机效率与能量损失的关系。

4. 课堂讨论：引导学生探讨热机使用对环境的影响，提出减少环境污染的措施。

5. 案例分析：结合实际案例，让学生分析热机效率与环境保护的重要性。

6. 总结与反思：对本节课所学知识进行总结，强调热机效率与环境保护的关系，激发学生继续学习的兴趣。

7. 课后作业：布置有关热机效率和环境保护的思考题，巩固所学知识。

二、学情分析

九年级的学生已经在物理学科上具备了一定的基础，对热机的基本原理和能量转化有了初步的认识。在此基础上，他们对热机效率的理解和环境保护的意识亟待加强。学生对实验和实践操作充满兴趣，善于观察、思考，但可能对理论知识的掌握程度不一，对热机效率的计算和应用可能存在一定难度。此外，学生在团队合作、表达观点方面有待提高。针对这些情况，教学过程中应注重启发式教学，引导学生主动探究，关注个体差异，充分调动学生的积极性，提高他们的热机效率知识水平和环保意识。同时，注重培养学生在实际情境中分析问题、解决问题的能力，使他们在学习过程中获得成就感，增强自信心。

第3讲 热机和热机的效率

一、热机

1. 热机的相关概念

热机——利用内能做功的机械。例如：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。

内燃机——燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。热机分为汽油机和柴油机两类。

喷气发动机汽轮机机械。）高，体积大，用于大型柴油机（功率大，效率机械。）低，体积小，用于小型汽油机（功率小，效率内燃机蒸汽机热机

2. 内燃机的工作原理

汽油机

四冲程汽油机的结构——汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞，要会画图。

冲程——活塞在气缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

汽油机的工作过程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

吸气冲程——靠惯性运动，吸进汽油与空气的混合物；

压缩冲程——外界对气体做功，机械能转化为内能，气体温度升高；

做功冲程——化学能转化为内能，气体温度升高，气体对外做功，内能转化为机械能；

排气冲程——靠惯性运动，排出废气。

柴油机

四冲程柴油机的结构——汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴，要会画图。

柴油机的工作过程与汽油机几乎一样，但有三个区别：

1）吸气冲程：汽油机吸进的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进的仅仅是空气；

2）压缩冲程：汽油机压缩的是汽油和空气的混合物，汽油机压缩的仅仅是空气；

3）做功冲程：汽油机用火花塞点火，柴油机用喷油嘴喷油。

【练习1】

1、标出下列四图的名称，并说明其作用和能量转化过程。

2、一台单缸四冲程柴油机的转速为2400r/min，它每秒完成几个冲程，做几次功

二、热机的效率

1. 燃料的热值

热值——单位质量的燃料完全燃烧所放出的热量，用符号q表示。热值的单位是J/kg，气体燃料热值的单位是J/m3。

质量为m的燃料，完全燃烧所放出的热量为mqQ放或VqQ放，视热值的单位而定。

2. 热机的效率

在热机中，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。放有QW

1 《热机效率和环境保护》

对于热值的计算，建议从日常生活中的燃料使用引入，让学生认识到不同燃料的热值是不同的。对于热机的效率，建议从观察汽车等交通工具的结构、工作情况引入，引导学生结合简单机械中学习的机械效率，认识到燃料燃烧释放的内能不可能全部转化为有用的机械能，对于热机效率有初步的认识。

【知识与能力目标】

1、建立热值概念。知道热值是燃料的重要特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。

2、了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。

【过程与方法目标】

通过社会调查、分组交流合作，了解热机效率及热机带来的负面影响。

【情感态度价值观目标】

了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能够简述热机使用产生的排放物对环境的不良影响，培养自觉的环保意识，激发学生的社会责任感。

【教学重点】

燃料的热值、热机效率以及学生环保意识的培养。

【教学难点】

热机效率的理解和环境保护。

木柴、烟煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气（打火机中装有）等燃料样本，多媒体课件，布置学生课前进行有关环境污染方面的社会调查。

◆ 教材分析

◆ 教学重难点

◆ ◆ 教学目标

◆ 课前准备

◆

◆ 教学过程

2 一、创设情境，引入课题

“神舟系列飞船”的发射标志着我国已经成为航天大国。飞船发射时,需要消耗巨大的能量,为此,发射飞船的火箭常用液态氢作燃料,你知道为什么要用液态氢作燃料吗?

【设计意图】用神舟系列飞船实例引出新课内容“热值”，吸引学生的注意力，使其快速进入上课状态。

二、进入新课

探究点1 燃料的热值

[阅读课本]P50“燃料的热值”。

[思考]燃料在燃烧过程中,能量是怎样进行转化的?

[提示]燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程。

[思考]燃料的热值是什么?其单位是什么?

[归纳提升]某种燃料完全燃烧放出的热量与所用该燃料的质量之比,叫做这种燃料的热值。热值用字母q表示,单位是“J/kg”或“J/m3”。

热机效率和环境保护教学案

学习目标

1. 从生活中体会不同燃料燃烧释放热能的本领不同，建立燃料热值概念。

2. 会查燃料的热值表》能根据燃料的热值计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量。

3. 能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向。对热机效率有初步认识，能大致说 出提高热机效率的途径。

4. 能举例说明燃料燃烧产生的排放物对环境的影响，能从科学角度读懂媒体对与热机 有关的环境方面的报道，培养自觉的环保意识。

5. 能大致说出燃料内能的利用与人类社会的关系。

学习重难点

1、 利用热值公式Q =mq进行有关燃料放热的简单计算。

2、 热机效率的理解和环境保护。

学习过程

一、出示学习目标

1. 从生活中体会不同燃料燃烧释放热能的本领不同，建立燃料热值概念。

2. 会查燃料的热值表》能根据燃料的热值计算一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量。

3. 能说出热机工作时燃料释放的能量的主要流向。对热机效率有初步认识，能大致说 出提高热机效率的途径。

4. 能举例说明燃料燃烧产生的排放物对环境的影响，能从科学角度读懂媒体对与热机 有关的环境方面的报道，培养自觉的环保意识。

5. 能大致说出燃料内能的利用与人类社会的关系。

(3)燃料燃烧对环境有哪些影响？(小组长检查，组内互相评价)

二、学习新课：

(-)燃料的热值

1、自主学习：阅读教材50和53页。通过同学们的讨论，填一填。

(1) _____________________ 燃料燃烧的过程是 能转化为 能的过程，人们使用的能量绝大部分还是通

过 ________ 获得的。常见的燃料有 __________ 、 ______ 、 _______ 、 _______ 等，在燃烧时 都会 能量。

(2) 热值定义是怎么引人的？

热值定义： ___________________________________________叫做这种燃料的热值，用_

表示，单位是 ______ ,气体燃料热值单位是 _______ o