
教材分析:
本节内容是在功的知识基础上对能的概念的学习,也为后面内能、电能等形式的能的学习打下基础。由于动能、重力势能的概念在八年级的教材中已经出现,有关它们的一些现象学生并不陌生。因此本节教材从学生前面没有接触过的“公路限速”和“滑板下滑”两个事例提出问题既能激发学生的学习兴趣,同时又揭示了本节要研究的内容——动能、势能及其相互转化。
教学目标:
【知识与能力目标】
1. 理解动能、重力势能,知道弹性势能。
2. 能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化,知道在相互转化的过程中能的总量保持不变。
【过程与方法目标】
1. 学生通过观察物体具有动能、重力势能和弹性势能的一系列物理实验,学习观察物理实验现象的方法,提高观察能力。
2.通过机械能可以相互转化的实验探究活动,初步掌握简单实验探究的方法,学会从实验现象中分析、归纳、总结简单的科学规律。
【情感态度价值观目标】
1. 通过学习有关动能、势能及其相互转化知识的广泛应用,激发学生学习物理的兴趣,培养学生理论联系实际的观念。
2. 通过学习机械能及其相互转化的知识,使学生逐步认识事物之间都是相互联系的和可以相互转化的观点。
教学重难点:
【教学重点】
探究动能、重力势能和弹性势能的影响因素,让学生体验探究的过程。
【教学难点】
学生设计完成探究试验,并交流评估各自的实验方案。
课前准备:
1.教师研读课标、教材,撰写教学设计,制作多媒体课件。
2.学生预习本课内容,收集有关资料。
3.实验器材:大小不同的铁球、木块、斜面、刻度尺、四方登、大小不同的砝码、单摆等。
教学过程:
一、复习旧课:
1.提问:做功的两个要素。
2、计算做功的公式。
3、功的单位。
二、激发学习动机:
1. 观看多媒体视频:风暴的肆虐
教师提问:同学们,刚才的片段中,你看到了哪些场景?
学生回答:看到龙卷风吹倒了房屋,拔起了大树,掀翻了路边的车辆……
教师提问:这其中又包含了哪些物理知识呢?
学生回答:龙卷风是运动的,龙卷风具有很大的能量,龙卷风能够对其他物体做功。
2. 活动:投掷乒乓球
教师:请每一位同学从实验盒中拿出一个乒乓球——全体起立!——目标,老师手中的气球,我们比比看,哪一位同学能够准确命中!预备——发射!
好,请认为刚才命中目标的同学举手。请你来谈一谈,你是如何判断你的乒乓球命中气球的?
学生回答:我看到气球被乒乓球推动了。
教师提问:从物理学的角度考虑,又可以如何来描述呢?
学生回答:乒乓球对气球做了功,乒乓球具有动能。
学生观看课件图片,并思考。
教师提问:从以上事例中,你能归纳出它们具有的共同点吗?
学生回答:物体都对另一物体做了功,运动的物体具有能量……
学生讨论事例的共同点,引出探究的主题——各种形式的机械能
教师提问:你能回答这两个问题吗?
1、那么什么物体有能量?
2、运动的物体具有什么能呢?
三、讲授新知识:
(一)能量
板书(投影):一个物体如果能对另一个物体做功,那么我们就说这个物体具有能量。
一个物体如果能对另一个物体做功越多,它所具有的能量越大。
(二)动能
1、运动的物体所具有的能量,我们称之为动能。
由学生的讨论,引导至对动能及势能影响因素的探讨。
教师提问:关于动能,你能提出一些我们可以研究的问题吗?
学生回答:动能的大小各不相同,影响动能大小的因素是什么呢?……
2、学生活动:探究影响动能大小的因素
由学生使用现有的器材自行设计并完成实验的科学探究。
探究实验完成后,由学生上台展示他们的实验过程,并讲述实验方法。
教师提问:同学们,你们对他的实验操作过程及方法有什么看法吗?
引导其他学生对这种方法进行评价,分析实验操作过程中的优点和不足。形成辩论式的探讨氛围,以寻求更科学的探究方案。让学生充分讨论、交流,形成共识。
教师总结:实验过程中应注意充分运用控制变量法。在研究动能大小与物体的质量有关时,应保证两物体具有相同的速度;而在研究动能大小与物体的速度有关时,又要保证两次实验物体的质量保持一致。
板书(投影):影响动能大小的因素:物体的质量和运动的速度
教师提问:之前的活动中,扔出去的乒乓球落到地面后又会弹起,请同学们想想,除了动能,还有哪些形式的机械能呢?
学生回答:还有重力势能和弹性势能。
(三)重力势能和弹性势能
1、学生活动:探究重力势能和弹性势能大小的影响因素
由学生自主挑选所要探究的命题,将全班同学分为两部分,分别进行重力势能和弹性势能大小影响因素的探究实验。
探究实验完成后,由学生分别上台展示他们的研究方法和结果。教师继续发动其他同学对此做出相应的评判,重点突出控制变量法在实验操作过程中的运用。
板书(投影):影响重力势能大小的因素:物体的质量和被举高的高度
2、影响弹性势能大小的因素:物体形变的程度
教师提问:操场上飞来的足球可以用脚去踢,飞来的铅球可以用脚去踢吗?为什么?
学生回答:不能。动能的大小与物体的质量和运动速度有关,飞来的足球和铅球速度基本相同,但铅球的质量大,所以动能也大,能对人做的功也多,将造成的伤害也大。
学生列举生活中有关能量的实例。
教师提问:你还能举出生活中类似的例子吗?
学生思考、讨论、交流。把课堂知识应用到对实际生活中去。
(四)机械能的转化与守恒
1、我们来研究一动能和重力势能、弹性势能的相互转化。
(1).指出演示小球竖直上抛过程中,动能转化成势能(上升),势能转化成动能(下落)。
(2).演示单摆实验(演示视频)。
A.学生观察并分析单摆来回摆动过程中能的转化.
B.归纳:下降:高度↓,速度↑,质量不变,是重力势能转化为动能。
上升:高度↑,速度↓,质量不变,是动能转化为重力势能。
(3).举例说明动能和重力势能相互转化的例子。如自行车下坡、荡秋千、高空掷物、荡秋千、人造地球卫星等。
2.动能和弹性势能的相互转化。
(1)演示实验:小车的动能与弹性势能的相互转化。
A.学生观察并分析小车运动过程中能的转化.
B.归纳:弹簧压缩:小车速度↓,弹簧形变↑,是动能转化为弹性势能。
弹簧恢复:小车速度↑,弹簧形变↓,是弹性势能转化为动能。
(2)演示实验:分析乒乓球从手中下落到地上,又向上弹的过程中能的转化情况。
分析:乒乓球从手中下落到刚接触地面是重力势能转化成动能,从接触地面到发生到最大形变是动能转化成弹性势能,从恢复形变到离开地面是弹性势能转化为动动,从离开地面上升的过程是动能转化为重力势能。
(3)举例动能与弹性势能相互转化的例子。
教师小结:动能和势能是可以相互转化的,在只有动能和势能的相互转化过程中,机械能总量保持不变。
四、巩固运用:
1、一只鸽子与一只燕子在空中并肩齐飞,它们相比较,_鸽子的动能大,_鸽子的重力势能大。
2、跳伞运动员从空中匀速落下,在此过程中,他的重力势能减小,动能不变。
五、检查评价:
师:通过本节课学习,你学到了什么?
生:讨论、交流后得出:我们知道了什么物体具有能量,自然中有许多形式的能量。有动能、势能;能量之间可以互相转化。
师:每位同学都对自己在本节课学习进行评估。
布置课后作业。
六、间隔性复习:
在后面的教学安排中进行此环节。
教学反思:
本节课采用了“传递-接受”的教学模式来进行教学。在此种教学模式的探索中,我有如下几点具体的体会:
1、创设问题情景,所创设的情景中要能很好的引起学生们的兴趣,最后让学生眼前一亮,这样能充分调动学生的思维,进入到问题的思考中去,“好的开头是成功的一半。”
2、实验是物理课堂中必不可少的内容,但要从思考、设计、完成、得出结论这样一个过程,必须要主要对实验整个步骤进行设计调动学生的积极性,慢慢的使学生养成习惯,从而能力得到提高。
《内能》
教材分析:
本节是由“内能”、“物体内能的改变”两部分内容组成的。内能是构成物体的所有分子,其热运动的运动与分子势能的总和。分子的概念就比较抽象,学生是通过宏观现象来推测微观机理建立的,而内能的概念也非常抽象,内能概念的建立是本节的一个重点和难点;物体的内能与温度有关,两个温度不同的物体会发生热传递,在热传递过程中转移能量的多少就是热量,它不是物体内部所含有的量,而是一个变化量,要区分温度、内能、热量之间的关系,所以对热量概念的建立也是本节重点之一;另外改变物体内能的途径也是本节的教学重点。
教学目标:
【知识与能力目标】
1.知道物质是由分子组成的,一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
2.能识别扩散现象,并能用分子热运动的观点进行解释。
3.知道分子热运动的快慢与温度的关系。
4.知道分子之间存在相互作用力。
5.了解内能的概念,知道任何一个物体都具有内能。
6.知道热量的概念及单位。知道改变内能的方法。
【过程与方法目标】
1.通过演示实验说明一切物质的分子都在不停地做无规则的运动。
2.通过演示实验使学生推测出物体温度越高,热运动越剧烈。
3.通过演示实验以及与弹簧的弹力类比使学生了解分子之间既存在斥力又存在引力。
4.会根据分子动理论用类比的方法建立内能的概念,能简单描述温度和内能的关系。
【情感态度价值观目标】
1.用演示实验激发学生的学习兴趣,并使学生通过直接感知的现象,推测无法直接感知的事实。
2.通过探究,使学生体验探究的过程,激发学生主动学习的兴趣。
3.了解用热传递和做功改变物体内能的方法在生产、生活中的应用,会应用相关知识解释一些现象。
教学重难点:
【教学重点】
1.分子动理论的三个要点。
2.内能、热量概念的建立,知道改变物体内能的两种途径。
【教学难点】
1.宏观的物理现象揭示了物质的微观结构。
2.用类比的方法建立内能的概念。
课前准备:
1.教师研读课标、教材,撰写教学设计,制作多媒体课件。
2.学生预习本课内容,收集有关资料。
3.实验器材:试管、水、酒精、引力演示器、红墨水、烧杯、热水、铁丝等。
教学过程:
一、复习旧课:
1.什么是动能,它的大小与什么有关?
2.什么是势能,它的大小又与什么有关?
3.什么是机械能?
二、激发学习动机:
教师:1.上一节中的滚摆实验说明了动能和势能可以相互转化。但是大家也看到了滚摆上升的高度一次比一次小,最终停下来。滚摆的机械能哪里去了?
2.一个乒乓球在地面上往返跳,最终停下来,乒乓球原来具有的机械能哪里去了?
3.一粒飞行的子弹具有动能,子弹打中物体后留在物体内,子弹原有的机械能哪里去了?
这些物体的机械能没有了,机械能转化为其他形式的能:内能。
三、讲授新知识:
(一)物体是由大量分子组成的。
提问:平时用什么话来形容物体的细小?
生答:细如发丝。
据此教师就把一般头发丝的直径与分子直径比较,如果将二万个氧分子,一个紧挨一个排成一串,那么它们的总长度才跟一根头发丝的直径相当。
分子体积很小,水分子与乒乓球大小之比恰似乒乓球与地球之比。
分子的质量很小,1022个水分子的质量与5分硬币的质量相当。
总结:分子是保持物质化学性质的最小微粒,分子很微小,物体里含有大量的分子。
(二)分子永不停息地做无规则运动。
1.气体的扩散
演示1 把少许酒精或风油精撒在教室里,很快在各个角落都能闻到酒精的气味。
演示2 二氧化氮扩散到空气中的实验,见课件。
这个广口瓶中充满了红棕色的二氧化氮气体,用玻璃片盖住。上面用一个充满空气的广口瓶口向下放在玻璃片上,二氧化氮气体的密度比空气大。现在把两个瓶口之间的玻璃片抽出,注意观察发生什么现象。(学生观察后再回答)
我们发现下面的瓶子中气体的红棕色变浅,上面的瓶子中气体的颜色也渐渐变成了浅的红棕色。直到两个瓶子中的气体颜色均匀了为止。
装有空气的瓶子中颜色变深,说明二氧化氮气体的分子运动到空气中去了。而空气的一部分分子运动到下面的瓶子中去了。最后两种气体均匀地混在一起。
这些实验说明:不是重力等外来力的作用,而是气体分子在不停地做无规则运动的结果。
由此提出扩散概念。板书。
扩散:不同的物质在接触时,彼此进入对方的现象。
扩散现象证明了分子永不停息地做无规则运动。
2.液体的扩散
演示3 红墨水滴到清水中的实验。
演示4 投一粒高锰酸钾到清水中的实验。
演示5 硫酸铜溶液的扩散。如图10-1乙图所示。
不仅气体能发生扩散现象,液体也能发生扩散,只是比气体扩散的慢很多。量筒中装硫酸铜溶液,上面装有一半清水,水的密度小,在上面。二者之间的界限很清晰。我们盖上盖子,过几天再来观察液体的扩散现象。
说明:液体分子永不停息地做无规则运动。
3.固体的扩散
白墙边堆放煤,墙壁中会有黑色煤粉。
把磨得很光的铅片和金片紧压在一起,在室温下放置5年后再将它们分开,可以观察到它们互相渗入约1毫米深。
大量事实表明:物体的分子都在永不停息地做无规则运动。
4.分子的运动跟温度的关系
演示6 取三只烧杯,分别倒入冷水、温水和热水,然后分别向三只杯内缓慢地滴入几滴墨汁,观察比较三只杯内墨扩散的快慢。(后面衬以白纸,以便同学们观察比较)
问:看到什么现象?现象说明什么?
学生分析:
温度高→扩散快→分子运动快→分子动能大。
温度低→扩散慢→分子运动慢→分子动能小。
小结:温度越高,扩散过程越快。扩散得快,说明分子无规则运动的速度大,即分子无规则运动激烈。
分子由于运动而具有的能叫做分子动能。
(三)分子间有相互作用的引力斥力
1.分子间有相互吸引力
提问:分子既然在不停地无规则运动着,为什么固体不分散成一个个分子呢?
演示7 教材中图10—10分子间存在引力实验。
演示8 一根粉笔掰开两段,再把它们紧紧压在一起,两段又合二为一。
学生实验 水分子间存在引力实验。(课前学生准备好所需器材)
提问:这些实验说明了什么问题?
2.分子间有相互排斥力
为什么固体和液体很难被压缩?
演示9 用半径为0.5厘米、长约85厘米、一端封闭的玻璃管,先倒入清水半管,后倒染红的酒精至满,然后用胶塞塞住,管内无空气,把管倒转几次,使两种液体混合,体积明显减少。
分析实验现象:在酒精与水混合的过程中,有些酒精的分子到了水中,有些水分子到了酒精中,说明水与酒精的分子都是有间隙的,从而说明分子间有相互排斥力。
3.分子间作用力与距离的关系
演示10分子间作用力与距离之间关系的模拟实验。
如图2两部装上磁铁的小车,同名磁极相对,中间用橡皮筋系着,在车侧面向学生处贴两块圆纸板挡在磁铁前面,每个圆纸板表示一个分子;当表示两分子的圆纸板相隔一定距离(磁铁间的斥力等于橡皮筋的拉力)时处于平衡位置;当两圆纸板间距离大于平衡位置进的距离,由于橡皮筋的拉力命名两圆纸板相向运动,显示出分子间引力大于斥力,总是表现为引力;当两圆纸板间距离小于平衡位置时的距离,由于磁铁间的斥力使两圆纸板反向运动,这就是显示出分子间引力小于斥力,总的表现为斥力。
总结归纳:
1.物质是由分子组成的,分子很小,分子间存在间隙。
2.一切物质的分子都在不停的做无规则的运动。
3.分子间存在相互作用的引力和斥力。
4.由于它们之间存在着相互作用力而具有的能,叫做分子的势能。
四、巩固运用:
1.下列有关分子动理论的说法中正确的是(D )。
A.“破镜难重圆”是因为固体分子间只存在着斥力 。
B.松软的大馍用手一捏体积会大大缩小,这说明分子间存在间隙 。
C.在空调房间吸烟时,会看到烟雾在空中弥漫,这是分子的无规则运动。
D.用热水相比较冷水更容易去掉衣物上污渍说明温度越高分子的无规则运动越剧烈。
2.将10mL的水与10mL的酒精相混合,混合后水和酒精的总体积小于20ml,这表明( A )。
A.分子之间有空隙 。
B.分子之间存在着相互作用的斥力 。
C.分子之间存在着相互作用的引力 。
D.分子是在不停地做无规则运动的。
3.用分子的观点对下列现象的解释不正确的是( B )。
A.10mL酒精和10mL水混和后的总体积小于20mL--分子间有间隔 。
B.汽车开过乡间公路,路面扬起灰尘--分子不停地运动 。
C.固体、液体很难被压缩--分子间存在斥力。
D.两块表面平滑的铅块紧压后会结合起来--分子间存在引力。
4.用分子热运动的观点解释下列现象,解释不正确的是( D )。
A.氧气被压缩装入钢瓶-分子间有间隙。
B.花气袭人知骤暖-温度升高分子运动加剧 。
C.两块表面平滑的铅块紧压后会结合起来-分子间存在引力。
D.破镜不能重圆-分子间存在斥力。
五、检查评价:
师:通过本节课学习,你学到了什么?
生:讨论、交流后得出:我们知道了
师:每位同学都对自己在本节课学习进行评估。
布置课后作业。
六、间隔性复习:
在后面的教学安排中进行此环节。
第二课时
一、复习旧课:
1.分子动理论的基本内容是什么?(学生回答)
2.分子运动快慢与什么有关?
二、激发学习动机:
教师:前面我们知道了自然界的能量有很多种,今天,我们要学习一种新形式的能:内能
什么是内能呢?
三、讲授新知识:
(一)(板书)内能?
演示1 小球在桌面上滚动 问:小球具有什么能?(动能)
演示2 在试管里装入一些热水,用橡皮塞塞住,放在酒精灯上加热,使水沸腾,水蒸气膨胀做功冲开塞子。
问:水蒸气对橡皮塞有没有做功?水蒸气是否具有能?
学生:做了功,具有能。
问:水蒸气是由什么组成的?有何特点?该具有什么能?
学生:水蒸气是由大量水分子组成的,这些水分子永不停息地做着无规则的运动,因此该具有动能。
演示3 高举起小球。
问:小球与地球相互吸引具有什么能?(势能)
问:分子间有什么力?(有相互作用的引力和斥力)
演示4 将两根分别固定在两辆小车上的条形磁铁,分开一段适当的距离(异名磁极相对),然后松开手,则可看到,小车互相靠近,直至两磁铁吸引在一起。
教师分析:两辆小车上的外力辙去后,小车之间的引力就可以做功,该实验对我们有何启示?
启发学生得出结论:与上述实验类似,假如分子间的斥力突然消失,则分子间的引力就可以做功,势能就表现出来,即分子间有因相互吸引而具有的势能。
演示5 按住两小车上的磁铁,使两同名磁极相对、挨近(约2~3mm),然后松开手,可见小车相互推开。
启发学生得出结论:与两相斥的磁铁类似,互相排斥的分子也具有势能,即分子间也有因相互排斥而具有的势能。
结论:物体内部所有分子做无规则运动的动能和相互作用的势能的总和,叫物体的内能。
强调:物体的内能是指物体内所有分子具有的能量,而不是指单个分子具有的能量。
说明:因分子势能跟分子间的相互作用关系复杂,初中阶段暂不考虑它的变化,而只考虑分子动能对内能的影响。
(二)改变内能的方式
出示一根火柴,问:如何让上面的火药燃着?
学生的可能答案:1、在火柴盒上擦划。2、和高温物体接触,如与火炉中的炭、烧红的金属块等接触。3、放在煤油灯罩的上方。4、太阳光下放凸透镜或凹面镜的焦点处。5、用纸包着,放在石头上用铁锤砸。……
教师分析:火药能被点燃,说明温度升高、内能增加,达到了燃点。请问哪些情况是用了热传递(传导、对流、辐射)使火药的温度升高、内能增加的?在这个过程中内能从温度高的物体转移给温度低的物体。
结论:用热传递的方式可以改变物体的内能,其实质是一个物体的内能转移给另一个物体,能的形式没变。
教师:显然,除了热传递,还有别的方式可以改变物体的内能。
演示6 火柴在火柴盒上擦划、燃着。(纸包着,放在石头上用铁锤砸,可在课后做,但要强调注意安全!1~2根即可。)
演示7 在“空气压缩引火仪”的厚管中,放入绿豆大小的硝化棉,用力把活塞迅速压下去,则可见其猛烈燃烧,发出明亮的光。
师生分析:
压缩空气→对空气做功→空气内能增加→温度升高→达到硝化棉的燃点燃烧。在这个过程中,人消耗机械能,使空气内能增加,即机械能转化为内能。
结论:做功也可以改变内能,其实质是内能和其它形式的能之间转化,能的形式发生了变化。
学生实验:
①两手合在一起用力搓,说出感觉。
②出示一钢锯条,让甲同学摸一下说出感觉,然后请乙同学持锯条在木块上来回急速地摩擦20次,再让甲同学摸一下,说出感觉。
启发归纳:外界对物体做功,物体内能增加。
演示8 用“内能、机械能互变演示器”,向管中倒入少量乙醚,用纱带围管上绕一圈,请一个同学迅速地来回拉动纱带,待一会儿,塞子就被冲开。
引导学生分析:
启发归纳:物体对外界做功,内能减少。
思考:出示钢锯条,问:如果只知道这根钢锯条温度升高了,而没有看到内能改变的过程,能否判断是通过做功还是通过热传递的方式使它的内能增加的。
教师分析点拔:做功和热传递对改变物体的内能是等效的。
四、巩固运用:
1.内能和机械能有何本质区别?0℃的冰内能为零吗?
2.从能的转化(或转移)角度解释本课开始时演示的水蒸气膨胀冲开塞子的实验的全过程。
3.分析下列现象:
①太阳灶烧热水。②铁匠给刀具淬水。③钻木取火。
④太阳光下用冰做成凸透镜取火。⑤打气时气筒壁发热。
其中通过热传递改变内能的是: ①②④;通过做功改变内能的是:③⑤。
4.小实验:反复弯折粗铁丝数次,然后用手摸一下弯折的地方,体会有何感觉?如何解释?
五、检查评价:
师:通过本节课学习,你学到了什么?
生:讨论、交流后得出:我们知道了什么是内能;知道了内能大小的影响因素;知道了改变内能大小的方法。
师:每位同学都对自己在本节课学习进行评估。
布置课后作业。
六、间隔性复习:
1.下列说法正确的是( D )
A.温度从高温物体传递到低温物体
B. 温度越高的物体,内能越大
C. 物体温度为,其内能为零
D. 做功和热传递都可以改变物体的内能
2.中华茶文化源远流长,泡茶、喝茶中包含很多物理知识下列说法不正确的是( C )
A.打开茶叶盒,茶香飘满屋是一种扩散现象
B.茶水太烫,放一会茶凉了,此时茶水具有的内能减小
C.用冷水无法泡茶是因为冷水分子不做无规则运动
D.触摸玻璃茶杯感觉很热是通过热传递的方式增大手的内能
3.一切物体,无论温度高低,都具有内能物体温度降低时内能减小,温度升高时内能增大.
4.有人曾做过这样的实验:用重锤连续敲打铁块,一段时间后,铁块能煎熟一个荷包蛋用重锤敲打铁块是通过 做功 的方法改变了铁块的内能,被敲打后的铁块能煎熟荷包蛋是通过 热传递 的方法改变了鸡蛋的内能.
教学反思:
本节课采用了“传递-接受”的教学模式来进行教学。在此种教学模式的探索中,针对本节课有自己的体会:
1.由于本节课内容比较多,而且对微观世界有一定层次关系,所以分成两课时来完成教学。
2.在关于对内能概念的理解上采取与机械能对比来理解内能。分子也运动,分子也有引力,所以分子所具有的能叫内能,内能与机械能没有具体的关系,机械能大,内能不一定大。
《探究——物质的比热容》
教材分析:
教材是在学生学习了热传递、热量知识的基础上,进一步研究物体温度升高时吸收热量多少与哪些因素有关,从而提出了比热容的概念,它是本章的重点知识。本节教材是从学生的日常生活常识出发提出问题,经过探究活动得出结论,并应用探究所得解决实际问题,新教材更为关注的是学生的生活体验和实验探究。本课时教学内容主要是比热容的概念的建立,这是下节课进行热量计算的基础。 从学生角度看,学生已基本掌握探究的模式程序,基本掌握了控制变量、转换、比值定义等方法的运用,本节的探究活动教材采用的是一种开放式的探究模式,充分发挥学生的主动性和创造性,让学生在探究活动中切实体验物质的热属性,以加深学生对比热容概念的理解。
教学目标:
【知识与能力目标】
1.尝试用比热容解释简单的自然现象。
2.能根据比热容进行简单的热量计算。
3.了解比热容的概念,知道比热容是物质的一种属性。
【过程与方法目标】
1.通过探究,比较不同物质的吸热能力。
2.通过阅读“气候与污染”,了解利用比热容解释海边与沙漠昼夜温差问题,并了解一下“热岛效应”。
【情感态度价值观目标】
利用探究性学习活动培养学生自己动脑筋想办法解决问题的能力。
教学重难点:
【教学重点】
理解比热容概念并能利用它解释有关现象。
【教学难点】
比热容的概念和热量的计算。
课前准备:
1.教师研读课标、教材,撰写教学设计,制作多媒体课件。
2.学生预习本课内容,收集有关资料。
3.实验器材:温度计、烧杯、热得快、铁架台、水、沙子、煤油、搅拌棒等。
教学过程:
一【抛锚】设置情境,引出问题
(大屏幕投影大海美丽的图片)
提问:美不美? 想不想去?
想象是无限的,“心有多大,舞台就有多大”,假如我们现在身临其境,在海边玩耍,赤着脚走在沙滩上会有什么感觉?(学生回答)走在海水中又是什么感觉?(学生回答)。
我也会有这样的感觉,那么为什么会觉得沙滩上烫脚而海水中却不怎么烫呢?(学生对这一问题进行简短的讨论)学习本节知识后你自然会明白。
二、【探锚】探究问题,分工合作
(一)科学探究物质的比热容
1.提出问题
同学们在生活中一定烧过水,一壶水容易烧开还是半壶水容易烧开?(学生回答)将一壶水烧开与烧热,哪个需要时间长?(学生回答)。
烧水时,水吸收的热量可能与哪些因素有关?有什么关系?请同学们猜想一下。
(继续提问)对于不同的物质,例如,水、沙子、煤油,如果它们的质量相同,温度升高的度数也一样,它们吸收的热量是否相同?它们的吸热能力是否相同?
2.作出猜想
学生可能从生活中的经验进行多种猜想:
如:吸热能力不相同,夏天到海边洗澡时,会感觉沙子烫脚,而海水却比较凉;沙子的温度高,说明沙子的吸热本领大。
如:吸热能力相同,因为它们受同样的太阳光照射。
……
教师总结说明:吸收热量多少、或温度变化多少,都反映了物质吸热能力的大小。怎样通过实验比较不同物质的吸热能力呢?请同学们参看桌上的实验器材,边讨论边合作设计实验方案。
3.制定计划与设计实验
让学生分小组合作讨论并设计方案。
( 在学生讨论的过程中教师要加入学生的探究设计环节,倾听学生的思路,并适时加以点拨,培养学生的创新思维和创新意识。)
教师让学生进行实物投影展示设计方案,并让学生口头表述自己的设计思路。
学生可能设计的方案:
(1)用相同质量的水和沙子,加热相同时间,通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的强弱。
(2)用相同质量的水和煤油,温度升高相同时,通过比较它们加热时间的长短来比较吸热能力强弱。
教师将实验设计中相同或相似方案的学生重新分组。并把实验中可能遇到的问题先提出来讨论,有助于实验的顺利完成。
(3)设置问题:
a.你会选择什么物质作为研究对象?应该用什么实验方法?
(选择水、干砂石既可满足“不同物质”,又可使探究对象更具普遍性,因此地球表面的主要组成物质是“水、土、砂”;在探究时采用“控制变量法”,使水、砂的质量相等,因为质量也是影响吸热的因素。)
b.怎样获得质量相同的水和沙子?
c.怎样测出它们的温度?
d. 教材上的实验装置能否很好的完成本次探究活动?本套装置有何缺陷?该如何改进?
(建议学生用“热得快”,能更好的控制不同物质在单位时间内吸收的热量相同。并且在给沙子加热时需要不断地搅拌,让沙子的各个部分均匀受热。)
e.怎样确定它们吸收的热量是否相同?
学生思考、讨论,并逐一回答,教师作正确引导,把学生的方法引向更合理的途径上。
4.进行实验与收集数据
表1 质量相同、加热时间相同时升高的温度/℃
| 水 | |
| 沙子(煤油) | |
| 升高的温度/℃ |
| 水 | |
| 沙子(煤油) | |
| 加热的时间/S |
请同学们从这些数据中,总结出不同物质的吸热能力,谁的吸热能力强,谁的吸热能力弱。
学生自由讨论,并归纳结论。
可能存在的分歧:在第一种设计方案中用相同质量的水和沙子,加热相同时间,通过比较它们温度升高的多少来判断吸热能力的强弱时。很多同学都可能认为沙子温度升高的要高,所以沙子的吸热能力强。这实际上是学生已习惯的顺向思维方式阻碍了学生正确判断。我们可以做一个类比分析:同样是一篇课文,有些同学需要40分钟才能背下来,而有些同学只需要20分钟就可以背熟了,很显然需要时间短的同学的记忆能力更强。所以我们可这样理解:在给等质量的水和沙子加热时,水只需要升高较小的温度就可以吸收与沙子相同的热量,当然水的吸热能力强。其实这种逆向的思维方式在速度、功率中也有体现。
让学生展示自己的结论,在学生结论时要求学生说出自己的依据,并明确谁的吸热能力强(或弱)?为什么它的吸热能力强(或弱)?教师指出其中不严密的地方,加以引导和纠正。
6、得出结论
a、在给等质量的水和沙子加热时,让它们吸收相同的热量,水升高的温度低,吸热能力强;沙子升高的温度高,吸热能力弱。
b、在给等质量的水和沙子加热时,让它们升高相同的温度,水吸收的热量多,水的吸热能力强;沙子吸收的热量少,沙子的吸热能力弱。
(二)比热容概念
在物理学中怎样表示各种物质在这种性质上的差异呢?
类比分析:在研究物质的质量与体积的关系时我们发现:同种物质的质量与体积之比是一定的,而不同物质的质量与体积之比一般是不同的。在物理学中我们用密度来表示不同物质的这种特性。
物理学中我们也引入了比热容这个物理量,来表示不同物质吸热能力不同的特性。
1.定义:单位质量的某种物质温度升高1oC吸收的热量叫做这种物质的比热容,简称比热。
比热是通过比较单位质量 的某种物质温度升高1oC是吸收的热量来表示各种物质的不同性质。
2.单位:在国际单位制中,比热的单位是焦耳/(千克·℃)【J/(㎏·℃)】,读作焦耳每千克摄氏度。
a焦耳/(千克·℃)表示:质量为1千克的该种物质,温度每升高1 ℃时(或降低1 ℃时)吸收(或放出)的热量是a焦耳。
几种物质的比热:(屏幕投影)
不同物质的比热容不同,比热容是物质的一种属性。
(提问)请同学们分析讨论从这个表中你可以得到哪些信息?
(三)比热容与生活
现在同学们应该知道沙子烫,而海水凉的道理了吧?那么到了晚上谁的温度要高?为什么?(学生进行简短的讨论后回答)
教师继续设置问题,让学生讨论解决。
问题:
1.为什么沿海地区昼夜温差比较小,而内陆地区昼夜温差比较大呢?
2.为什么北方冬季供暖和汽车发动机冷却剂都用水作为工作物质呢?
(给学生充分的讨论时间后回答,将物理知识与生活、生产相联系,体现物理是有用的。)
师:请同学们完成下列巩固练习。(用屏幕显示)
(四)热量的计算
请同学们思考,2kg铝温度从30℃加热到100℃,怎样计算铝块吸收的热量?(屏幕显示)
学生小组合作讨论,做出解答。
师生共同分析归纳,总结出热量计算公式:Q=cmΔt。
三、【定锚】交流评价,巩固练习
1.为比较不同物质的_吸热_能力,引入了比热。水的比热是4.2×l0³J/(kg·℃。
2. 水的比热是4.2×l0³J/(kg·℃),这说明1kg的水每升高或(降低)1所吸收或(放出)的热量是4.2×l0³J _。
3.下列说法正确的是( D )
A.物体温度越高,比热容越大
B.物体的质量越大,比热容越小
C.物体吸收的热量越多,比热容越大
D.物质的比热容跟物体的质量大小,温度变化的多少以及物体吸收热量的多少都无关。
4.下列物质的比热容发生改变的( B )
A.一杯水倒掉半杯 B.水凝固成冰
C.0℃的水变成4 ℃的水 D.将铁块锉成铁球
5.质量为8kg的热水,从100℃降到80℃放出的热量是多少?
四、【思锚】课后反思,改进不足
本节课采用了抛锚式教学模式来进行教学。在此种教学模式的探索中,我对本节课进行反思:
在上述的教学过程中,个人感觉第五步在实际教学中不成功,主要表现在以下方面,第一,教师教学设计中不能充分的估计学生的实际表现和能力,所以在设计中害怕学生不能够分析出水的比热容在生活中的作用,用教师的活动代替了学生的思考过程,帮助学生分析了比热容在生活中的作用。由于估计不足,以及害怕学生活动停滞,所以仅接着教师又代替学生进行了下列的活动,即帮助学生分析比热容在生活中的应用,如:教室取暖、机器冷却、稻田对稻苗保温,并且帮助学生解释了沿海地区比内陆地区昼夜温差小的原因,充分的体现了教学的主体活动,而忽视了学生的主观能动性,学生在这一环节上是忠实的听众。
总体上这一节课个人感觉还是成功的,大体上一直是在引导学生参与到教学活动中来的,学生的活动也比较多,最后的板演,很好的发现并纠正了学生的错误,提醒学生以下面的练习中要注意这些问题,效果不错。
《热机》
教材分析:
教材利用图例说明了汽油机的结构,并用四个参考图详细分析了汽油机的四个冲程,指出汽油机实际工作时,是靠外力使曲轴和飞轮先转动起来,带动活塞运动后汽油机才自己工作。柴油机教学比较简单,知识说明了其工作过程,并分析了和汽油机的区别,指出了柴油机的应用。教材最后还提出了问题,思考汽油机和柴油机在工作过程中的相同点和不同点。
教学目标:
【知识与能力目标】
1.初步认识发动机的作用,体会现代交通工具对人们生活的影响。
2.了解汽油机的基本构造和工作原理。
【过程与方法目标】
1.能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。
2.能用文字或口头表述内燃机各个冲程的工作状态和能量转化。
【情感态度价值观目标】
知道内燃机工作进有废气污染,树立环保意识。
教学重难点:
【教学重点】
汽油机和柴油机的构造和工作过程。
【教学难点】
汽油机和柴油机的构造和工作过程。
课前准备:
1.教师研读课标、教材,撰写教学设计,制作多媒体课件。
2.学生预习本课内容,收集有关资料。
3.实验器材:汽油机和柴油机的模型、内燃机做功冲程演示器。
教学过程:
一、复习旧课:
1.改变物体内能的两种方法是什么?
2.内能有哪两方面的主要应用?举例说明。
二、激发学习动机:
1.利用课件展示:
(1)从镰刀到联合收割机图片。
(2)从木帆船到远洋巨轮图片。
(3)从马车到小轿车图片。
提问:它们里面都有相同的设备是什么呢?
2.本节将要学习汽油机和柴油机这两种热机的构造、工作原理以及它们之间的不同点。
三、讲授新知识:
(一)汽油机
1.提问:简介什么叫汽油机?
学生阅读课本,完成回答。
学生回答:指出汽油在汽油机气缸内燃烧、生成高温高压燃气,燃气推动活塞而做功。燃气的内能转化为活塞运动的机械能。
2.汽油机的构造:
汽油机有哪些构造呢?
教师结合汽油机模型演示讲解汽油机的构造。并指出和演示什么叫做一个冲程。
汽油机的构造:气缸、活塞连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞。
活塞在汽缸里往复运动、活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程。
讲解火花塞时,要演示火花塞产生电火花的现象,讲明它的主要功能是点燃汽油的作用。讲解并演示曲轴转动,说明活塞在汽缸中往复运动,通过曲轴变成转动。讲解进气门和排气门的开合,要说明它是由齿轮巧妙组合控制,以解开学生的疑点。
3.汽油机的工作原理
汽油机是如何工作的呢?
教师演示汽油机模型。提问活塞在气缸中往复运动,有无规律?
指出多数汽油机是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程不断循环、周而复始连续工作的。
(1)吸气冲程:
教师演示汽油机吸气冲程要求学生注意观察:活塞运动方向,进气门和排气门的开合情况。吸气冲程的作用是什么?
学生回答,教师小结:吸气冲程、活塞由上端向下端运动,此时进气门打开,排气门关闭。活塞向下运动使气缸里的气体体积变大,压强减小(低于大气压)于是汽油和空气组成的混合物从进气门被吸入气缸里。
(2)压缩冲程:
教师演示汽油机模型压缩冲程要求学生观察进气门、排气门和活塞在气缸中的运动情况。压缩冲程能的转化。
学生回答,教师小结:压缩冲程进气门和排气门都关闭,活塞向上运动压缩汽油和空气燃料的混合物做功,活塞的机械能转化为燃料混合物的内能,压强变大,温度升高。
(3)做功冲程:
教师演示汽油机模型做功冲程,要求学生观察活塞运动方向,进气门排气门的开闭情况以及火花塞产生的电火花(汽油机模型是用小灯泡的发光表示火花塞产生电火花),并说明做功冲程能的转化。
在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,对外做功。燃气的部分内能转化为机械能。
(4)排气冲程:
教师演示汽油机模型的排气冲程,观察活塞运动方向和进气门和排气门的开闭情况。并说明此冲程的作用。
学生回答:
教师小结:排气冲程、活塞向上运动、进气门关闭、排气门打开、废气被排到气缸外。
教师总结并(板书)汽油机是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
说明:在开始运转时,要靠外力先使曲轴转动起来。由曲轴通过连杆带动活塞运动,待汽油机发动起来,它才能自己工作。
4.应用:简介汽油机轻巧的特点,及常用在汽车、飞机和小型动力机械上面。
(二)柴油机
1.柴油机的构造和工作过程:
思考:柴油机与汽油机比较,在构造上、工作过程有哪些异同点?
在学生自学的基础上,组织学生就上述问题进行讨论,教师结合柴油机的模型,进行演示和讲解。
2.柴油机:柴油机气缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。其它构造与汽油机相似。
(三)汽油机和柴油机异同
学生以小组的形式讨论完成。
1.构造上的异同:
柴油机的构造和汽油机相似,主要的不同是柴油机气缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴。由此喷油嘴可向气缸内喷入雾状柴油。
2.工作过程的异同
柴油机的工作过程与汽油机一样也分为吸气、压缩、做功、排气冲程不同的是:柴油机在吸气冲程吸入气缸的是新鲜空气、而汽油机吸入的则是汽油和空气的混合燃料。在压缩冲程末汽油机是靠火花塞产生电火花,使燃料燃烧。而柴油机是在压缩冲程末、从喷油嘴喷出雾状柴油遇到热空气立即燃烧(汽油机的点火方式叫点燃式,柴油机的点火方式叫压燃式)。由于柴油机中燃气的温度和压强比汽油机中燃气的温度和压强高,所以做功冲程里柴油机燃气做的功也比较多。
四、巩固运用:
1.下图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的,你认为让汽车获得动力的冲程是 ( B )
2.四冲程的汽油机一个工作循环中,对外做功的次数是 ( C )
A.3次 B.2次 C.1次 D.4次
3.汽油机的压缩冲程中,气缸内汽油和空气混合物的压强 增大 ,温度 升高。
4.内燃机有四个工作冲程,如图所示是内燃机的 做功 冲程,活塞下降时,燃气内能 减少 (选填“减少”或“增加”)。
五、检查评价:
师:通过本节课学习,你学到了什么?
生:讨论、交流后得出:我们知道了汽油机和柴油机的工作原理,知道它们的结构和区别,知道它们在生活,生产中的应用。
师:每位同学都对自己在本节课学习进行评估。
布置课后作业。
六、间隔性复习:
1.如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图。由图可知:
(1)这种内燃机是 柴油 机。
(2)它表示的是 压缩 冲程。
(3)在这个冲程中 机械 能转化为 内 能。
(4)完成这一冲程,曲轴和飞轮转 半 转。
(5)内燃机铭牌上标注1800 r/min字样,则它正常工作时1 s对外做功 15 次。
教学反思:
本课的知识点主要是探究改变内能的两种方法以及汽油机和柴油机的工作原理,知识本质是让学生理解机械能与内能的相互转化并能举例说明。但在本课探究中我没有能留足时间让学生更清晰的理清四冲程汽油机或柴油机的能量转化,没有将能量的转化与热机进一步结合起来讲解。课后觉得可以从以下3个方面再讲的清楚些:
1.四冲程汽油机或柴油机的工作原理是燃料和氧的内能转化成活塞的机械能,活塞的机械能再传递给曲轴、链条、轮胎等,从而产生运动。
2.进气冲程和排气冲程没有能量转化,压缩冲程是活塞的机械能转化成燃料和氧的内能,做功冲程是反过来,燃料和氧的内能转化成活塞的机械能。
3.四个冲程中,燃料和氧的内能的增加始于压缩冲程;活塞运动的全部机械能(四个冲程活塞的运动)均由做功冲程燃料和氧的内能转化而来。
《火箭》
教材分析:
本课是北师大版九年级物理第十章能及其转化《第五课 火箭》的教学,学生已有一定的计算机及网络应用的相关知识。这节课主要是利用网络来搜索来了解有关火箭原理、分类、组成、特点及应用的相关知识。学生学会利用网络通过关键词搜索的方法,进行资源整合,学生利用网络获取知识,培养学生获取信息的能力,鼓励学生在探索中学习,在学习中得到知识,掌握获取知识的方法、体会获取知识的快乐,在讨论中明白道理,在合作中享受成功,在思考中发展自我。
教学目标:
【知识与能力目标】
1.通过学习使学生了解火箭的工作原理,了解火箭是喷气式发动机的一种。
2.了解现代火箭的构造和特点,了解多级火箭是星际航行的运载工具。
【过程与方法目标】
1.通过观看火箭的结构和发射方面的音像资料,使学生进一步了解火箭的结构与此工作原理,明白火箭升空的方法。
2.通过上网和利用图书资料查找有在我国长征系列火箭的相关资料,进行讨论与交流,使学生掌握收集信息和整理信息的方法。
【情感态度价值观目标】
1.通过了解我国古代和现代在箭研究方面取得的巨大成就以及现代火箭在航天方面的广泛应用,激发学生的爱国热情和学习物理的兴趣,使学生树立为祖国航天事业发展而努力发奋学习的远大志向。
2.通过对火箭知识的学习进一步认识科学技术在认识自然中的重要作用,使学生养成关心社会重大问题,关注科学技术发新进展和新思想的良好习惯。
教学重难点:
【教学重点】
1.利用关键词在网络、网站中搜索关箭的相关知识。
2.将利用网络获取的相关知识进行交流和讨论,锻炼学生的语言表达能力。
【教学难点】
利用搜索引擎快速而又准确地检索到有关火箭的文字和视频信息并交流讨论。
课前准备:
1.教师研读课标、教材,撰写教学设计,制作多媒体课件。
2.学生预习本课内容,收集有关资料。
教学过程:
一、复习旧课:
1.什么是热机?
2.汽油机的四个冲程是什么?各自的特点是什么?
二、激发学习动机:
我国是火箭的故乡。“冲天炮”实际就是火箭的祖先。早在一千多年前的北宋初期,士兵们就已经发明了“冲天炮”绑在箭上。(展示投影片或挂图)点燃“冲天炮”,箭就向敌方飞去。这就是最早的火箭——板书课题。
三、讲授新知识:
一、探索新知
任务一:火箭升空的原理是什么?
火箭起源早,应用广泛,如今,现代卫星通信,军事等都离不开它,火箭到底是如何上天的呢?为了说明这个问题,我们先做个小实验。
演示:气球的反冲运动。(要提醒学生注意以下几点)
1.气球充气后,松开气口,气球向着喷气的反方向飞行。
2.气充得越足,飞得越远。
说明:气球内的气体以很大速度向外喷出时,对气球产生一个向喷气的反方向的推力,使气球飞出去。
学生根据自己收集的资料进行回答。
生答:火箭是以热气流高速向后喷出,利用产生的反作用力向前运动的喷气推进装置。火箭是靠喷气式发动机向前推进的。火箭发动机点火以后,推进剂(液体的或固体的燃烧剂加氧化剂)在发动机的燃烧室里燃烧,产生大量高压燃气;高压燃气从发动机喷管高速喷出,所产生的反作用力,就使火箭沿燃气喷射的反方向前进的。
……
任务二:喷气式发动机的分类及区别是什么?
学生阅读课本完成回答。
生答:按发动机是否须空气参加工作可分为两类: 空气喷气式发动机,它必须吸进空气作为燃料的氧化剂(助燃剂),所以不能到稠密大气层之外的空间工作。火箭喷气式发动机是一种不依赖空气工作的发动机,由于需要飞到大气层外,所以必须安装这种发动机。
……
任务三:现代多级火箭的用途及特点是什么?
学生阅读课本结合着搜集的资料。
生答:现代火箭可用作快速远距离运送工具,如作为探空、发射人造卫星、载人飞船、空间站的运载工具,以及其他飞行器的助推器等,是星际航行的主要运载工具。现代火箭的特点是功率巨大,不仅可以在高空气行,而且还可以飞出大气层。
……
任务四:利用互联网了解火箭发展的历史及我国航天航空发展的历程。
生答:火箭的故乡在中国,三国时期,就有孔明灯的传说。直到1958年,中国才造出第一支现代火箭。
在发展现代火箭技术方面,中国的钱学森、德国的冯•布劳恩和苏联的S.P.科罗廖夫齐奥尔科夫斯基等都做出了杰出的贡献。
学生通过结合教材利用互联网、学优高考网站、搜索引擎及关键字搜索,小组同学之间交流合作来完成。
针对每一个任务结束后,教师请一部分学生起立回答交流所获得的知识及任务完成情况。
小结:
1.喷气式发动机的原理。
燃料在燃烧室内燃烧,产生高温高压的燃气,从尾部喷口高速喷出,产生很大的反作用力,推动机身向前运动。
2.喷气式发动机分类:
空气喷气发动机。
火箭喷气发动机。
3.液体火箭的主要组成:
燃料箱 氧化剂箱 输送装置 燃烧室 尾部喷口。
4.现代火箭的特点:功率巨大
火箭中能量转化:燃料的化学能燃烧时转化为内能,推动火箭做功,把内能转化为机械能。
四、巩固运用:
1.如图,“长征五号”系列运载火箭又称“大火箭”,是我国运载能力最大、尺寸最大的火箭,火箭的燃料采用液态氢是由于其热值大,为了使氢气和氧气液化,采用了先降低温度_ 再进行压缩体积的方式,所以俗称“冰箭”;近地轨道最大运载质量达25 t (填上合适的单位)。
2.火箭用液态氢作燃料,是因为它的_热值_ 大,且体积小 便于运输。
3.现代火箭选用液态氢作燃料,这是因为氢热值大.燃料燃烧时化学能转化为内能。
五、检查评价:
师:通过本节课学习,你学到了什么?
生:讨论、交流后得出:我们知道了喷气式发动机的原理;喷气式发动机分类: 液体火箭的主要组成等。
师:每位同学都对自己在本节课学习进行评估。
布置课后作业。
六、间隔性复习:
在后面的教学安排中进行此环节。
教学反思:
本节课采用了“传递-接受”的教学模式来进行教学。在此种教学模式的探索中,我反思如下:
1.由于本节课的内容比较少,要求学生提前在网络上查找有关火箭知识,不然这节课只有教师去讲解。
2.但是我们是农村学校又是寄宿制学校,学生无法查询,所以这节课,只有让学生先阅读课本,教师利用搜集的有关火箭知识给以传授,让学生掌握。所以本节课学生的能动性是无法充分调动。
《燃料的使用与环境保护》
教材分析:
从教材安排上来看,课本以人们熟悉的固体、气体、液体燃料入手,引出燃料热值的概念,介绍了常见燃料的热值、炉子的效率及提高炉子效率的措施、燃料的有效利用、环境污染和保护。在环境污染和环境保护的学习上,应加大信息量,结合生活实际认识环境污染的危害和环境保护的现实意义。
教学目标:
【知识与能力目标】
1.知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能。
2.知道什么是燃料的热值和单位,会查燃料热值表。
3.了解提高锅炉效率和燃料利用率的措施,进行节约燃料的教育。
【过程与方法目标】
1.通过对燃料燃烧过程的分析,归纳出燃料燃烧过程中的能量转化。
2.通过对影响炉子效率的分析,了解提高炉子效率的具体措施。
【情感态度价值观目标】
1.通过对影响炉子效率的分析,了解提高炉子效率的具体措施,提高节能意识;初步认识科学技术的发展对自然环境造成的影响,增强环保意识。
2.通过燃料燃烧放出有害物质的学习,使同学们初步认识到事物都是一分为二的,培养初步的辩证观点,养成辩证看问题的良好习惯。
教学重难点:
【教学重点】
热值的定义及其单位;燃料的有效利用。
【教学难点】
理解热值的物理意义。
课前准备:
1.教师研读课标、教材,撰写教学设计,制作多媒体课件。
2.学生预习本课内容,收集有关资料。
教学过程:
一、复习旧课:
1.热机是把 内 能转化为 机械 能的机器。
2.汽油机以汽油为燃料,柴油机以柴油为燃料,现代火箭以液态氢为燃料。同学们,你还见过哪些燃料?燃料在燃烧的过程中是将 化学 能转化为 内 能。
二、激发学习动机:
前面我们学习了热机,知道热机通过燃烧燃料可以给我们带来诸多方便和好处,那大家考虑一下,燃料燃烧有没有给我们带来一些问题呢?
学生回答:有,环境污染。
如何更好地利用燃料,又要保护我们的环境,这节课我们就来学习有关燃料的利用和环境保护的问题。
出示课题,引入新课。
三、讲授新知识:
(一)燃料
教师问:同学们知道的能够燃烧的物质有哪些?
学生举例:
教师总结,像这些能够燃烧的物质我们把它叫做燃料。
教师:这么多燃料我们能不能对它们加以分类。这样研究起来不就更方便了吗?
学生:固体燃料、液体燃料、气体燃料。
燃料的燃烧是一种 化学变化,在燃料燃烧的过程中 化学 能转化为 内 能。
(二)燃料的热值
1.研究表明:
1Kg汽油完全燃烧放出热量4.6×107J;
1Kg氢完全燃烧放出热量1.4×108J;
1Kg柴油完全燃烧放出热量4.3×107J;
1Kg焦炭完全燃烧放出热量3.0×107J。
请阅读以上资料,谈谈你获得的信息。
2.请同学们自读课本“热值”(P28页)内容,完成以下表格
| 功率 | 热值 | |
| 定义 | ||
| 公式 | ||
| 单位 | ||
| 学法 | 类比 | 类比 |
教师小结:
1.定义:1Kg某种燃料完全燃烧时化学能转化为内能的量(放出的热量)与其质量的比值叫做这种燃料的热值。(热值用q表示)
在此,老师简单解释什么是“完全燃烧”。
2.公式: q=Q/m
3.单位:J/Kg
读法:焦/千克
给学生提示:热值是燃料的一种性质,与燃料的质量和是否完全燃烧无关。
4.应用:热值表
通过读表完成下列问题:
1. 热值最高的是哪种物质?
2. 酒精的热值是多少?它表示的物理意义?
3. 完全燃烧2千克干木柴能放出多少热量?
关于气体的热值:
公式: q=Q/v
单位:J/m3 以及气体热值的定义
(三)燃料的有效利用
请同学们根据以下问题自读课本“燃料的有效利用”(P29至P30)内容,然后回答问题:
(1)什么是锅炉的效率?
(2)节约能源和有效利用燃料的途径和方法是什么?
(3)举例说明,燃料燃烧对环境的污染主要是什么?
教师小结:
1.锅炉的效率:
锅炉有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做锅炉的效率。
给出锅炉效率公式并举例。
2.提高锅炉的效率我们可以采取哪些方法?
(1)让燃料尽量充分燃烧。
(2)尽量减少热量损失。
3.燃料的利用与环境保护
通过出示图片,引起学生的反思。
我们假如不注意合理利用燃料和对环境加以保护,我们的未来的生活就将会是这样!
教师利用图片、文字信息等介绍酸雨的形成和危害。
进一步给学生提出问题:
1.结合我们当地实际,你知道的空气污染物有哪些?
2.造成这些污染的原因是什么?
学生分组讨论后全班交流
接着继续出示问题:
你认为燃料在利用的过程中还对环境造成了哪些危害?
为了保护我们赖以生存的环境,我们应该怎么做?
学生依靠手头搜集资料先在组内讨论,后组织在班级交流。
讨论完毕,师生共同学唱一首环保公益歌曲《低碳贝贝》。
最后由教师倡议:环境保护,人人有责!保护环境,从我做起!
四、巩固运用:
1.燃料的燃烧是一种化学 变化,在燃烧过程中,燃料的化学能转化为内能。
2.1Kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值.无烟煤的热值是3.4×107J/kg,它的物理意义是:1kg的无烟煤完全燃烧放出的热量是3.4×107J。
3.200g汽油完全燃烧放出的热量是0.92×107J。
4.2kg的某种燃料完全燃烧放出的热量是9.2×107J,这种燃料的热值为多少?
解:q=Q/m=9.2×107/2kg=4.6×107 J/kg。
五、检查评价:
师:通过本节课学习,你学到了什么?
生:讨论、交流后得出:我们知道了燃料、热值、炉子的效率。提高燃料的有效利用的途径及其环境保护。
师:每位同学都对自己在本节课学习进行评估。
布置课后作业。
六、间隔性复习:
1.炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比,叫做炉子的效率。
2.一个家用节煤炉的效率为40%,完全燃烧一块煤球放出4×107J热量,那么有效利用的热量是1.6×107J 。
3.关于燃料的热值,下列说法正确的是( D )
A.热值越大,燃烧时温度就越高 B.热值越大,燃烧时放出热量就越多
C.燃料的质量越大,热值就越大 D.燃料的热值与燃料的质量无关
4.用液态氢作火箭的燃料,主要是因为液态氢的(C)
A.密度小 B.比热容小 C.热值大 D.质量小
教学反思:
本节课采用了“传递-接受”的教学模式来进行教学。在此种教学模式的探索中,我总结出如下几点具体的方法:
1.本节的内容不难,学生通过阅读和讨论就能够完成对知识的理解和掌握。所以我对课本的知识点进行分类,注意正确的引导,充分调动学生的积极性,以小组为单位,对相关知识点进行自学。
2.对于学生自学的如何,我设计了针对的习题,检测学生学习的情况,对于学生模糊的或不会的,再进行强调。最终使学生达到掌握的目的。
