14.2熱機(jī)的效率-教學(xué)設(shè)計(jì)2022－2023學(xué)年人教版九年級(jí)物理上冊(cè)

《熱機(jī)的效率》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)1.從生活中體會(huì)不同燃料燃燒釋放熱的本領(lǐng)不同,建立熱值的概念。2.能簡(jiǎn)單計(jì)算燃料燃燒放出的熱量。3.能說(shuō)出熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主要流向,知道什么是熱機(jī)效率。學(xué)情分析教材從生活中學(xué)生熟悉的情景切入教學(xué),真實(shí)自然,符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律,學(xué)生對(duì)日常生活中的熱效率問(wèn)題比較熟悉,可以先討論生活中的熱效率再過(guò)渡到熱機(jī)效率。使知識(shí)的過(guò)渡相對(duì)平穩(wěn),不至出現(xiàn)難度較大提升的情況。利用教材中熱機(jī)的能流圖啟發(fā)學(xué)生思考,引導(dǎo)學(xué)生分析,得出熱機(jī)效率的概念。然后聯(lián)系實(shí)際情況,簡(jiǎn)單分析了提高熱機(jī)效率的方法,從物理走向社會(huì)。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn):燃料的熱值和熱機(jī)的效率。

難點(diǎn):對(duì)熱機(jī)效率的理解。教學(xué)過(guò)程【導(dǎo)入】燃料的熱值教師：展示圖片要求學(xué)生找到共同點(diǎn)，講述燃料的重要性和燃料燃燒的實(shí)質(zhì)。教師:生活中常見(jiàn)的燃料種類有哪些?學(xué)生:日常生活中,常見(jiàn)的燃料有煤、木柴、液化氣、煤氣、酒精、汽油、柴油,在農(nóng)村還有燒農(nóng)作物的秸稈,有些地區(qū)還有用牛糞作為燃料的。教師:課件展示常見(jiàn)的燃料以及分類，并要求學(xué)生對(duì)列舉的燃料進(jìn)行分類。(一)熱值教師:提出兩個(gè)生活中常見(jiàn)的問(wèn)題：1.燃燒1kg的木材和燃燒5kg的木材，哪個(gè)放出的熱量多？

2燃燒15kg的木材和燃燒15kg的煤氣，哪個(gè)放出的熱量多？師生：一起交流回答得出結(jié)論：燃料燃燒放出熱量的多少與燃料的種類和質(zhì)量有關(guān)，引入燃料熱值的概念。教師:我們把某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比,叫做這種燃料的熱值。教師:在用煤燒火時(shí),會(huì)發(fā)現(xiàn)燒完后,還會(huì)有殘留的煤塊。用酒精燒火時(shí),能聞到酒精的氣味,說(shuō)明有一部分酒精還沒(méi)有燃燒就散發(fā)到了空氣中等。這些情況都稱為不完全燃燒(無(wú)論因?yàn)榛瘜W(xué)原因還是物理原因,意思是指燃料的燃燒產(chǎn)物中還含有某些可燃物質(zhì)的燃燒),在實(shí)際中燃料都很難做到完全燃燒。但在對(duì)熱值的定義中是指燃料完全燃燒放出的熱量,是實(shí)際燃燒中很難達(dá)到的一種狀態(tài)。師生:燃料熱值的計(jì)算公式q=Q放/m

教師:熱值的單位符號(hào)是J/kg,讀做焦每千克。教師:請(qǐng)同學(xué)閱讀小資料,了解一些燃料的熱值。教師:酒精的熱值是3.0×107J/kg,物理意義是什么?學(xué)生:1kg的酒精完全燃燒,放出熱量是3.0×107J。教師:煤氣的熱值約為3.9×107J/m3,物理意義是什么?學(xué)生:1m3的煤氣完全燃燒,放出熱量是3.9×107J。教師:注意氣體燃料的熱值單位和液體、固體氣體燃料的熱值單位的區(qū)別。以質(zhì)量為單位的燃料燃燒,熱值的單位是:J/kg。以體積為單位的燃料燃燒,熱值的單位是:J/m3。教師：燃料燃燒放熱計(jì)算：Q放=qmQ放=qV教師：燃料的選擇：熱值高、污染小例題鞏固：1.關(guān)于燃料的熱值正確的是（）

A．燃料的熱值與燃料的燃燒程度有關(guān)

B．燃料的熱值與燃料的種類有關(guān)

C．燃料的熱值與燃料的多少有關(guān)

D．燃料的熱值與上面三個(gè)因素都有關(guān)

2.某個(gè)家庭預(yù)計(jì)每月使用天然氣4m3，這些天然氣完全燃燒放出多少熱量？相當(dāng)于多少kg柴薪完全燃燒放出的熱量？（q天然氣=7.5×107J/m3，q柴=1.2×107J/kg）

3.用焦炭燒水，燃燒50g的焦炭，使2kg的水從20℃升高到80℃.求：

（1）焦炭完全燃燒放出熱量；

（2）水吸收的熱量；

（3）燃料的利用率；

（4）燃料利用率低下的原因。

(二)熱機(jī)的效率教師:利用爐子燒水，燃料放出的熱量沒(méi)有全部被利用。那么用來(lái)做功的熱機(jī)，汽油燃燒放出的能量肯定也沒(méi)有全部被利用，真正能轉(zhuǎn)變?yōu)閷?duì)外做有用功的能量只是燃料燃燒時(shí)所釋放能量的一部分。當(dāng)然我們希望燃料完全燃燒放出的能量被用來(lái)做有用功的部分越多越好。物理學(xué)中引入熱機(jī)的效率來(lái)表示。

教師引導(dǎo)學(xué)生得出熱機(jī)效率的概念:用來(lái)做有用功的那部分能量,與燃料完全燃燒放出的熱量之比,叫做熱機(jī)的效率。師生：得出熱機(jī)的效率的計(jì)算公式：η=W有/Q放師生閱讀：

蒸汽機(jī)的效率很低，只有6%--15%。內(nèi)燃機(jī)中，燃料是在氣缸內(nèi)部燃燒的，而且燃料與空氣混合充分，燃燒得比較安全，所以內(nèi)燃機(jī)的效率比蒸汽機(jī)的高。汽油機(jī)的效率為20%--30%，柴油機(jī)的效率為30%--45%.

師生共同得出結(jié)論：熱機(jī)的效率低下，通過(guò)幾幅圖片師生共同分析尋找熱機(jī)效率低下的原因。原因：①?gòu)U氣帶走了一部分能量；

②機(jī)體自身吸收了一部分能量；③機(jī)體克服內(nèi)部摩擦損失了一部分能量。例題4.一輛額定功率為30kw的小汽車在水平路面上勻速行駛10分鐘，消耗汽油1