滬科版九年級(jí)全一冊(cè)《熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)》教學(xué)設(shè)計(jì)

滬科版九年級(jí)全一冊(cè)《熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)》教學(xué)設(shè)計(jì)章節(jié)分析熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)是九年級(jí)物理全一的第三章，主要分為以下幾個(gè)部分：熱機(jī)效率及其計(jì)算內(nèi)燃機(jī)的工作原理及影響因素燃料電池的工作原理及其應(yīng)用環(huán)境污染的防治在這章節(jié)中，我們要重點(diǎn)學(xué)習(xí)熱機(jī)效率及其計(jì)算、內(nèi)燃機(jī)的工作原理及影響因素和燃料電池的工作原理。同時(shí)，我們還要了解環(huán)境污染的防治及相關(guān)概念。教學(xué)目標(biāo)理解熱機(jī)效率這一概念，學(xué)會(huì)計(jì)算熱機(jī)效率的方法，能夠分析影響熱機(jī)效率的因素；掌握內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理以及影響內(nèi)燃機(jī)效率的因素，了解燃料電池的工作原理及其應(yīng)用；學(xué)會(huì)環(huán)境污染的防治和環(huán)境問題處理的基本方法和措施，增強(qiáng)對(duì)環(huán)境保護(hù)意識(shí)，愛護(hù)環(huán)境。教學(xué)內(nèi)容熱機(jī)效率及其計(jì)算熱機(jī)是利用熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的一種裝置，發(fā)動(dòng)機(jī)、汽輪機(jī)、蒸汽機(jī)等都屬于熱機(jī)。熱機(jī)的效率指熱能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的比例，也就是單位時(shí)間內(nèi)所做的機(jī)械功與輸入熱量的比值。在學(xué)習(xí)效率的計(jì)算前，先了解一下下列概念：熱機(jī)輸出功：指發(fā)動(dòng)機(jī)等熱機(jī)在單位時(shí)間內(nèi)所產(chǎn)生的有效功率，它既可以用功率表示，也可以用牛等單位表示。輸入熱量：指在熱機(jī)工作過程中從燃料中釋放出的熱量。摩擦功：指熱機(jī)在工作過程中因摩擦而損失的機(jī)械能量。根據(jù)以上概念，熱機(jī)效率的計(jì)算公式為：$$\\eta=\\dfrac{\\text{熱機(jī)輸出功}}{\\text{輸入熱量}}\\times100\\%$$注意：計(jì)算熱機(jī)效率時(shí)，摩擦功需要減去。內(nèi)燃機(jī)的工作原理及影響因素內(nèi)燃機(jī)是一種在燃燒燃料時(shí)產(chǎn)生高溫高壓氣體、利用這些氣體通過缸內(nèi)的活塞進(jìn)行功的機(jī)器。內(nèi)燃機(jī)又可分為汽油機(jī)和柴油機(jī)。它們的基本工作原理如下：汽油機(jī)：在汽油機(jī)中先讓空氣和汽油混合，然后使混合氣在活塞內(nèi)部燃燒。燃燒后的氣體通過排氣閥排出，這些燃?xì)獾姆醋饔昧︱?qū)動(dòng)活塞向外移動(dòng)，從而產(chǎn)生功；柴油機(jī)：在柴油機(jī)中，只有空氣在活塞內(nèi)壓縮后，燃料才噴入并燃燒?；旌蠚馊紵蟮膹U氣同樣通過活塞壓縮排出。影響內(nèi)燃機(jī)效率的因素包括如下幾個(gè)方面：壓縮比：壓縮比越大，壓縮工作所耗費(fèi)的熱量和由排除機(jī)械功開支的熱量就越少，而燃燒所釋放的熱量和做的機(jī)械功卻基本不變，因此效率會(huì)提高。進(jìn)氣量：進(jìn)氣量的多少與輸出功率有很大關(guān)系，過多或過少都會(huì)顯著影響效率。燃燒穩(wěn)定程度：燃燒不穩(wěn)定易產(chǎn)生不完全燃燒、過量空氣造成功率下降等問題。燃料電池的工作原理及應(yīng)用燃料電池是將氫氣等燃料和氧氣進(jìn)行反應(yīng)，從而產(chǎn)生電能的裝置。燃料電池的工作原理如下：氫氣在陽極處電化成氫離子和電子，電子通過外路流回到陰極上；氧氣在陰極處電化成氫離子和電子，電子通過外路流回到陽極上；氫離子通過電解質(zhì)膜進(jìn)入陰極，和氧氣電子反應(yīng)成為水，這個(gè)反應(yīng)產(chǎn)生的電子在外路上會(huì)形成電流。在應(yīng)用方面，燃料電池主要具有下列幾個(gè)特點(diǎn)：環(huán)保：在燃燒燃料的過程中不會(huì)排放有害氣體，只需要?dú)錃夂脱鯕獍l(fā)生反應(yīng)，只有水的排放；高效：燃料電池轉(zhuǎn)換效率高，能源利用率高，與傳統(tǒng)燃燒動(dòng)力相比能夠大幅提高能源的轉(zhuǎn)換效率；適用性強(qiáng)：燃料電池有多種型號(hào)和應(yīng)用場(chǎng)景，主要有固態(tài)燃料電池、液態(tài)燃料電池、高溫燃料電池等多種類型。環(huán)境污染的防治環(huán)境污染是指人類活動(dòng)影響或破壞環(huán)境，導(dǎo)致環(huán)境質(zhì)量下降的現(xiàn)象。在環(huán)境污染防治方面，我們要了解以下幾個(gè)問題：污染分類：污染可以分為大氣污染、水污染、土壤污染、噪聲污染和光污染等幾類。污染防治措施：污染防治主要采用環(huán)境治理技術(shù)、環(huán)境保護(hù)法律法規(guī)、環(huán)境保護(hù)意識(shí)等多種手段對(duì)污染進(jìn)行治理、減少和預(yù)防。比如，大氣污染治理主要采用高效凈化器設(shè)備或有污染治理設(shè)備的生產(chǎn)工藝等方法，減少排放污染物；水污染治理則采用各種除污處理方法，凈化污染水體等。環(huán)保意識(shí)的提高：在污染治理方面，個(gè)人的環(huán)保意識(shí)也占有十分重要的作用。因此，我們也要在日常生活中積極倡導(dǎo)環(huán)保理念，降低石化產(chǎn)品使用、減少一次性物品使用等等。教學(xué)方法針對(duì)本教學(xué)內(nèi)容，采用以下教學(xué)方法：以熱機(jī)效率及其計(jì)算為主線，將問題進(jìn)行融入到這一線索中，利用多媒體展現(xiàn)效率計(jì)算公式，以文字為主要表達(dá)方式；以內(nèi)燃機(jī)工作原理為主線，結(jié)合實(shí)例進(jìn)行設(shè)計(jì)展示，利用圖像和實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來讓大家了解內(nèi)燃機(jī)的性能；以實(shí)例分析燃料電池和環(huán)境保護(hù)方面的問題，學(xué)生可以通過搜索資料、觀看視頻等方式了解更多信息。同時(shí)，在教學(xué)中，要注意培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力，如利用物理實(shí)驗(yàn)來觀察熱機(jī)工作原理、檢測(cè)內(nèi)燃機(jī)的性能等。教學(xué)評(píng)估為了全面了解學(xué)生對(duì)本教學(xué)內(nèi)容所學(xué)習(xí)的程度和效果，采用以下教學(xué)評(píng)估方式：課堂測(cè)試：每隔一定時(shí)段進(jìn)行一次測(cè)驗(yàn)，檢查學(xué)生對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的掌握情況，反饋學(xué)生的學(xué)習(xí)成果；獎(jiǎng)項(xiàng)評(píng)估：進(jìn)行作品評(píng)選、集體評(píng)比、先進(jìn)個(gè)人表揚(yáng)等評(píng)估方式，表彰表現(xiàn)好、有進(jìn)步的學(xué)生，增強(qiáng)學(xué)生的積極性和創(chuàng)新意識(shí)；班主任評(píng)估：定期與學(xué)生交流，及時(shí)掌握學(xué)生的聽課情況，參與教學(xué)素材反饋，為教學(xué)評(píng)估提供參考數(shù)據(jù)?？偨Y(jié)本章節(jié)的內(nèi)容涵蓋了熱機(jī)效率的計(jì)算