12.4 机械能与内能的相互转化教学目标【知识与技能】1.知道做功是改变物体内能的另一种方式.2.知道什么是燃料的热值及其单位的意义,会查燃料热值表.【过程与方法】通过探究, 知道燃料的热值, 会计算某种燃料完全燃烧放出的热量.【情感态度与价值观】了解热机的使用对社会的奉献和带来的环境污染, 感受到自然科学的开展和先进技术的应用在推进社会开展的同时, 也造成了环境污染.教学重难点【教学重点】1.掌握热值的概念和单位.2.根据热值的定义计算燃料燃烧时放出的热量.【教学难点】认识能源与人类生存和社会开展的关系, 树立可持续开展的观念.教学过程一、新课引入提问：通过前面的学习, 我们知道了改变物体内能的一种方式是什么？二、新课教学1．做功——改变物体内能的另一种方式演示：〔1〕把图钉按在铅笔的一端, 手握铅笔使图钉在粗糙的硬纸板上来回摩擦, 用手触摸一下摩擦的地方, 有何感觉？图钉的内能变化了吗？〔2〕空气压缩引火仪, 你看到了什么现象？提问：在刚刚的活动中, 物体增加的内能从何而来的？能量是如何转化的？〔在克服摩擦做功时, 物体的机械能减少, 内能增加, 即机械能转化为内能. 〕提问：〔1〕采用哪些方法可以使铁丝温度升高内能增大？这些方法中, 哪些是采用热传递的方式改变物体的内能的？哪些是通过做功改变物体的内能的？学生举例, 如：放在太阳下晒；在石头上摩擦；放在热水中烫；放在火上烧；用锤子敲；用力反复弯折等.〔2〕仅凭铁丝温度升高内能增大这一现象, 能否断定是通过热传递方式还是做功方式来实现的？〔做功与热传递的等效性〕〔3〕你能再举一些通过做功来改变物体内能的实例吗？〔钻木取火；飞船自由下落时温度升高等〕区别：热传递方式是内能的转移过程, 能的形式没有变；而做功方式是机械能向内能的转化过程, 能的形式已经发生改变.2．热机〔1〕热机中的能量转化情况演示：演示点火爆炸实验.分析能量转化情况：内能转化为机械能.结论：酒精燃烧后的燃气对外做功, 燃气的内能减少, 转化成机械能.〔2〕汽油机的结构和工作原理热机：是将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的装置.指导学生阅读课文并设问：〔1〕汽油机的主要结构是哪几局部？名称各是什么？各有什么作用？〔2〕什么叫做冲程？汽油机完成一个工做循环要经历几个冲程？分别是什么？〔3〕吸气冲程中燃料混合物为什么能吸进汽缸？〔4〕压缩冲程中能量怎样转化？什么时候点燃燃料？〔5〕在做功冲程中是什么做功？能量发生了怎样的转化？〔6〕汽油机完成一个工做循环曲轴旋转圈, 活塞往返次, 四冲程内燃机只有________冲程对外做功, 其他三个冲程靠_______完成.3.燃料的热值〔1〕实验探究：比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量①了解实验器材：②实验过程：见课本③分析实验数据：提问：相同质量的酒精和碎纸片完全燃烧后, 烧杯中的水温的变化情况相同吗？这个结果说明了什么？④实验结论：相同质量的酒精和碎纸片完全燃烧时, 酒精比碎纸片放出的热量多.更多的实验说明, 质量相等的不同燃料完全燃烧所放出的热量一般是不同的.〔2〕燃料的热值①定义：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比, 叫做这种燃料的热值.定义式：Q=.qm②物理意义：干木柴的热值是×107J/kg, 其物理意义为1kg干木柴完全燃烧放出的热量是×107J.③热值的单位：焦每千克(J/kg).④说明：气体燃料的热值对某些气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积之比, 叫做这种气体燃料的热值, 其定义式为Qq=, 热值在数值上等于在标准状态下1 m3的燃料完全燃烧放出的热量, 单位为焦每立V方米；符号：J/m3.〔3〕了解燃料的热值表[小结]热值是物质本身的一种性质,它与物体的质量、形状、体积、位置、温度、吸收或放出热量的多少等因素都无关, 是反映燃料优劣的重要指标. 不同物质的热值一般不同, 所以热值是燃料本身的一种特性.4.有关燃料燃烧放热的计算燃料放出热量的公式：Q放＝mq或Q放＝Vq.思考: 汽油的热值是×107 J/ kg它所表达的意思是_______ ______.介绍节约燃料的方法: 改善燃烧条件,使燃料尽可能完全燃烧,尽可能减小各种能量损失.[练习]例1：请计算出5 kg的酒精完全燃烧后, 放出的热量？例2：某水电站1 h内约有10800 t的水从50 m的高处落下,水的重力所做的功相当于完全燃烧多少焦炭所释放出的能量(焦炭的热值×107 J/ kg)板书设计12.4 机械能与内能的相互转化一、改变物体内能的另一种方式：做功二、热机三、燃料的热值1.定义：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比.2.单位：J/kg、J/m3四、有关燃料燃烧放热的计算公式：Q放＝mq或Q放＝Vq第3节动能和势能教学目标：1、知道物体由于运动而具有的能叫动能, 知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关2、知道弹性势能和重力势能及重力势能的决定因素.3、培养学生的抽象思维能力, 能灵活运用控制变量的方法进行初步探究4、使学生通过知识的探索过程形成研究探索的意识和敢于创新的精神重点难点：动能、势能教具：钢球、斜槽轨道、小木板、砝码、弹簧.教学过程：1、引入：小鸟撞飞机事件据了解, 小鸟一直是航空公司的“心头大患〞, 历史上曾有屡次因飞鸟撞击而造成飞机损坏, 甚至机毁人亡的恶性事件．在高空中, 一只飞鸟与正快速飞行的飞机相撞会粉身碎骨, 而由高级合金制造的飞机机体也会严重受损.师：那为什么会造成这样的事故呢？原来这都和动能有关, 今天我们学习最常见的能的形式——动能和势能.2、动能师：什么是动能？科学中把物体由于运动而具有的能叫动能. 一切运动的物体都具有动能.师：你能举出我们身边具有动能的物体吗？生：奔跑的运发动, 飞翔的飞机、转动的风扇、奔流的河水, 射出去的子弹, 被吹动的空气具有动能.师：用手扔出去的子弹有动能吗？它的动能与射出的子弹相比要小, 可见, 动能有大小之分. 你认为物体动能的大小与哪些因素有关？学生活动：探究动能与哪些因素有关提出问题：让学生物体的动能大小和什么因素有关？建立假设：根据生活经验猜测和质量、速度有关设计实验方案：〔控制变量〕学生讨论演示实验〔可由学生进行演示, 从旁指导以调动课堂气氛〕〔1〕将小球放置斜面较低的高度释放后撞击木块；第二次将小球放置斜面较高的高度释放后撞击木块. 比较木块移动的距离.师：这个实验说明了什么？生：说明物体的动能大小跟它的速度有关, 同一物体速度越大, 动能越大. 〔2〕将小球放置斜面一定高度释放后撞击木块；第二次换一质量大些的小球在斜面同一高度释放撞击同一木块. 比较木块移动的距离.师：这个实验又说明了什么？生：说明了物体的动能大小跟它的质量有关, 速度相同时, 质量越大, 动能越大.师：通过从刚刚的实验, 我们可以得出怎样的结论？生：运动的物体所具有的动能和质量、速度有关. 质量越大, 动能越大；速度越大, 动能也越大.师：动能有利有弊, 比方说······生：利风力、水力发电, 各种动力机械：弊台风、洪水、地震、泥石流等对人类的危害, 汽车高速行使等3、势能〔1〕重力势能：师：势能有两种类型, 物体由于被举高而具有的能叫重力势能.教师举起一个空矿泉水瓶, 提问瓶子有什么能. 放手后掉在沙子里会出现什么现象？生：沙堆会出现一个小坑,师：那么再举高点呢, 或者瓶子里装水呢？又会有什么现象？学生活动探究：重力势能的决定因素是什么？a把空瓶子举起在细砂上方, 分别从不同高度释放, 观察并比较形成的沙坑的深度. 你能发现什么？学生答复：重力势能的大小跟物体被举的高度有关, 举得越高, 它具有的重力势能越大.b从同一高度释放, 装进不同水量后的瓶子, 观察并比较形成的沙坑下陷的深度. 你能发现什么？学生答复：重力势能的大小跟物体的质量有关, 物体的质量越大, 它具有的重力势能越大.结论：重力势能的大小跟物体的质量和被举的高度有关, 物体的质量越大, 举得越高, 它具有的重力势能越大. 物体的质量越大, 位置越高, 具有的重力势能就越大.〔2〕弹性势能：演示实验：压缩弹簧回弹起来很高师：由于发生形变而具有的势能叫弹性势能.学生举例说明具有弹性势能的各种物体. 如拉长的弹簧, 压扁的皮球, 弯曲的钢锯条, 上紧的钟表发条, 弹弓、弩、机械手表等.讨论：以射箭为例, 说明弹性势能的决定因素结论：弹性势能的大小跟物体的形变的大小有关. 物体的形变越大, 弹性势能就越大.。
