第十三章熱和能

 第1節(jié)分子熱運動

【學習目標】                    

1、知道物質是由分子組成的，一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的運動；

 2、能識別擴散現(xiàn)象，并能用分子熱運動的觀點進行解釋；

 3、知道分子熱運動的快慢與溫度的關系；

 4、知道分子之間存在相互作用力；

【學習過程】

一、了解分子運動論

自然界存在著各種熱現(xiàn)象：物體溫度的變化，物質狀態(tài)的變化，物體熱脹冷縮的現(xiàn)象等。這些熱現(xiàn)象的解釋，都涉及到熱現(xiàn)象的本質是什么？這也是人類長期探索的問題，直到17世紀和18世紀期間，人們才開始認識到熱現(xiàn)象是由物質內部大量微粒的運動引起的，這種認識逐漸發(fā)展成為一種科學理論：分子運動論。到19世紀建立了能量的概念，人們又逐漸認識到與熱現(xiàn)象相聯(lián)系的能量——內能，用分子運動論和內能的觀點，可以解釋很多熱現(xiàn)象。         

分子運動論主要內容為：1、物質有分子組成；2、分子在不停的做無規(guī)則運動；3、分子間存在相互作用的引力和斥力。

二、探究學習：擴散現(xiàn)象

猜想：打開香皂盒聞到香味，說明香氣的分子發(fā)生了               。

下面我們再來通過討論實驗來體會分子是運動的。

往盛有水的燒杯中，滴入紅墨水，過一會兒，觀察到                     現(xiàn)象。

上面的實驗是一種擴散現(xiàn)象。即不同的物質在接觸時彼此進入對方的現(xiàn)象，叫做擴散。在我們日常生活中，擴散現(xiàn)象很常見。請舉出幾個例子，看誰觀察得細致。

通過所舉例子我們可以看出擴散能發(fā)生在    體和     體之間、    體和     體之間。

科學家們把磨得很光的鉛片和金片緊壓在一起，在室溫下放置5年后再將它們切開，可以看到它們互相滲入約1 mm深。這說明擴散也可以在     體和      體之間發(fā)生。

在一個燒杯中裝半杯熱水，另一個同樣的燒杯中裝等量的涼水。用滴管分別在兩個杯底注入一滴墨水，比較兩杯中墨水的擴散現(xiàn)象有什么不同。

想想議議：

1）

2）

一切物質的分子都在不停地做無規(guī)則的運動。由于分子的運動跟溫度有關，所以這種無規(guī)則的運動叫做分子的熱運動。

2、分子間的作用力

這是一個鉛塊，我們知道它是由         組成的，組成它的分子在不停地運動著，那么為什么鉛塊沒有飛散開?是什么原因使它們聚合在一起呢?（學生討論）

是分子間的引力作用使鉛分子聚合在一起的。

[演示實驗]

將兩個鉛柱的底面削平、削干凈，然后緊緊地壓在一起，如圖（a）兩塊鉛就會結合起來，下面吊一個重物都不能把它們分開。這個實驗表明： 分子間的引力使得固體和液體能保持一定的體積，那么，我想把粉筆壓縮得短一些，容易做到嗎?為什么?（學生討論）

因為分子之間還存在另一種作用力——斥力。正是由于斥力的存在，使得分子已經離得很近的固體和液體很難進一步被壓縮。

請看課本圖16．1-6

分子之間既有引力又有斥力，這就好像被彈簧連著的小球。當分子間的距離很小時，作用力表現(xiàn)為斥力；當分子間的距離稍大時，作用力表現(xiàn)為引力。如果分子相距很遠，作用力就變得十分微弱，可以忽略。

三、課堂收獲：

四、自我檢測：

1、下列現(xiàn)象中不能說明一切物體里的分子都在做無規(guī)則運動的是：

A、SARS病毒可以通過飛沫傳播

B、像一杯水中滴入紅墨水，過一會兒整杯水都紅了

C、把磨得很光的鉛片和金板長久緊壓在一起，金板中滲有鉛，鉛板中滲有金

D、配制過氧乙酸消毒液時，能聞到刺鼻的氣味

2、下列現(xiàn)象能用分子動理論解釋的是：

A、沙塵暴來臨時，漫天沙塵

B、“八月桂花遍地香”時，到處都能聞到桂花的芳香

C、掃地時，室內塵土飛揚

D、把兩塊表面平滑干凈的鉛塊壓緊，一段時間后不容易把它們拉開

3、下列說法中正確的是：

A、物體運動的越快，它的分子的無規(guī)則運動也越快

B、液體凝固成固體后，分子的無規(guī)則運動就停止了

C、固體被壓縮到分子之間無間隙才不能被壓縮

D、溫度越高，分子的無規(guī)則運動越劇烈

4、下列現(xiàn)象中，支持分子間存在引力的證據(jù)是：

A、兩塊表面平滑干凈的鉛塊相互緊壓后會黏在一起

B、固體和液體很難被壓縮       

C、磁鐵能吸引大頭針

D、破鏡不能重圓

5、劣質的裝修材料含有超標的甲醛等有毒有機物。用它們裝修房屋，會造成室內環(huán)境污染，這表明                                。用膠粘劑可以把裝修板粘在一起，這說明  

                                  。

6、分子看不見、摸不著，不好研究，但我們可以通過墨水的擴散現(xiàn)象來認識它（從宏觀現(xiàn)象揭示微觀本質）。將墨水分別滴入冷水和熱水中，通過觀察現(xiàn)象可知：溫度越高，     過程越快，這說明溫度越高，                      。

五、拓展

如圖（b）所示，把一塊表面干凈的玻璃板掛在彈簧測力計下面，手持彈簧測力計上端，把玻璃板放到剛好和一盆水的水面接觸，再慢慢向上提彈簧測力計，觀察到玻璃板未離開水面時的彈簧測力計的示數(shù)比離開水面后的示數(shù)大，請用我們學過的物理知識解釋這種現(xiàn)象。 

五、板書設計

              擴散現(xiàn)象

分子間的作用力

第二節(jié)   內能

【教學目標】

1.知道內能的初步概念及內能跟溫度的關系.

2.知道做功和熱傳遞都可以改變物體的內能.

3.培養(yǎng)學生的觀察能力、思維能力和分析歸納問題的能力.

【重點與難點】

內能概念;改變內能的兩種方式.

【教具】

上面固定有條形磁鐵的小車兩輛,試管及橡皮塞,兩個相同的燒杯,內能、機械能互變演示器(J·鐸爾實驗儀),硝化棉,乙醚,高錳酸鉀晶體,紗帶,鋼鋸條,粗鐵絲,冷、熱水,小球,火柴等.

【教學方法】

教師演示講授,學生邊學邊實驗,師生共同分析討論。

【教學過程】

引入新課

分子動理論告訴我們，分子永不停息地無規(guī)則運動著。那么公司也同一切運動物體具有動能一樣，也具有動能。分子動理論還告訴我們：分子之間有相互作用力。這又使分子具有勢能。

新課教學

(1)物體的內能：物體內部所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和，叫做物體的內能。物體內部的每一個分子都在運動，都受分子作用力，但每單個分子的動能和勢能，不是物體的內能。內能是指物體所有分子無規(guī)則運動的動能和勢能的總和。內能也不同于機械能。物體的動能跟物體的速度有關，物體的重力勢能跟物體被舉起的高度有關。一個鋼球是否運動，是否被舉高，這只能影響鋼球的機械能，并不是能改變鋼球內分子無規(guī)則運動的動能和勢能。那么物體的內能跟什么有關呢？

(2)內能的變化：物體內能既然是物體內部所有分子無規(guī)則運動的動能和勢能的總和，那么當分子運動加劇時，物體的內能也就增大。上節(jié)課我們曾進過：物體的溫度升高，其內部分子的無規(guī)則運動加劇?？茖W的論斷，必須要有證據(jù)，在物理學中，通常是用實驗來證實論斷的。今天我們同樣用實驗來證實上面的論斷。

實驗演示：取三只燒杯，分別倒入冷水、溫水和熱水，然后分別向三只杯內緩慢地滴入幾滴墨汁，觀察比較三只杯內墨擴散的快慢。

實驗結果表明：溫度越高，擴散過程越快。擴散得快，說明分子無規(guī)則運動的速度大，即分子無規(guī)則運動激烈。

因此：物體的內能跟溫度有關。溫度升高時，物體的內能增加。溫度降低時，物體的內能減小。正是由于內能跟溫度有關，人們常常把物體的內能叫做熱能，把物體內部大量分子的無規(guī)則運動叫做熱運動。

(3)一切物體都有內能。這是因為物體內的分子永不停息地無規(guī)則運動著。熾熱的鐵水，溫度很高，分子運動激烈，它具有內能。冰冷的冰塊，溫度雖低，其內部分子仍在做無規(guī)則運動，它也具有內能。

(4)內能和機械能

通過機械能和內能的對比，進一步幫助學生理解內能概念。分析在水平光滑桌上滑動的木塊具有什么能。

首先木塊有勢能，也有動能棗統(tǒng)稱為機械能。機械能與整個物體的機械運動情況有關。

木塊內部的分子做無規(guī)則運動，且分子間有作用力，木塊有內能。內能與物體內部分子的勢運動和分子間的相互作用有關。

小   結

(1)內能不是單個分子具有的，而是所有分子做無規(guī)則運動的動能和分子勢能的總和。

(2)內能所指的動能是所有分子做無規(guī)則熱運動的動能的總和。這種無規(guī)則的熱運動，是分子在物體內部自身不停的“分子運動”，而不是隨著物體整體一起所做的運動。物體作為整體運動所具有的動能是機械能不是內能。

(3)內能所指的分子勢能是分子間相互作用使分子具有的勢能。作為物體整體跟地球的相互作用而具有的重力勢能是機械能，不是內能。

所以內能是不同于機械能的另一種形式的能量。

板書設計

第二節(jié)  內能

一、物體的內能：物體內部所有分子熱運動的動能與分子勢能的總和．

  1．內能不同于機械能

  2．一切(運動、靜止、高溫、低溫)物體都有內能

  3．內能與溫度的關系

二、改變物體內能的方法：

 1．熱傳遞  熱量：傳遞內能的多少

 2．做功

課后反思：

第三節(jié)   比熱容

教學目標：

1．知識與技能

☆嘗試用比熱容解釋簡單的自然現(xiàn)象．

☆能根據(jù)比熱容進行簡單的熱量計算．

☆了解比熱容的概念，知道比熱容是物質的一種屬性．

2．過程與方法

☆通過探究，比較不同物質的吸熱能力．

☆通過閱讀“氣候與熱污染”，了解利用比熱容解釋海邊與沙漠晝夜溫差問題，并了解一下“熱島效應”．

3．情感態(tài)度與價值觀

☆利用探究性學習活動培養(yǎng)學生自己動腦筋想辦法解決問題的能力．

教學重點與難點

重點：比熱容的概念和熱量有關計算．  難點：理解比熱容概念并能利用它解釋有關現(xiàn)象．

教學過程：

一：自主探究：（學）

1、引入：引導學生閱讀教材平P ₁₃₀前面的“？”，在學生理解“水溫度升高時吸收的熱量和水的質量、溫度升高的度數(shù)有關，水的質量越大，溫度升高的度數(shù)越多，吸收的熱量越多”的基礎上，讓學生討論所有的物質，在質量相等、溫度升高的度數(shù)也相等時，吸收的熱量之間的關系。

2、(1)演示實驗：出示盛有等質量的水和煤油的兩只燒杯，但我們明顯地看出兩者的體積不相同，這是為什么？（請學生回答）不同的物質其密度不同，密度是物質的屬性。

介紹電加熱器（俗稱：“熱得快”），強調電加熱器每一秒鐘放出的熱量是一定的，兩個電加熱器是相同的，在相同的時間里它們放出的熱量也是相等的。

請兩名同學幫助觀察溫度計，并隨時報告溫度。

實驗結果：煤油溫度升得快。這表明質量相等的水和煤油在溫度升高的度數(shù)相同時，水吸的熱量比煤油多。

(2)比熱容：教師指出：換用其他物質，重復上述實驗，得到的結果是類似的。就是說，質量相等的不同物質，在溫度升高的度數(shù)相同時，吸收的熱量是不同的。這跟我們在測量物體質量時，遇到的情況相似；相同體積的不同物質，質量一般不相同。當時為表示物質的這一特性，引入了密度的概念棗某種物質單位體積的質量。那么，現(xiàn)在我們應該怎樣表示上述實驗所反映的物質特性呢？（啟發(fā)學生討論，在此基礎上歸納出比熱容的概念）

單位質量的某種物質溫度升高1℃吸收的熱量叫做這種物質的比熱容，簡稱比熱。

比熱是通過比較單位質量的某種物質溫升1℃時吸收的熱量，來表示各種物質的不同性質。

3、引導學生看書P_131----133，鉤出重點知識，在不懂之處打上問號。

二、完成預習作業(yè)（驗）

1:對于同一種物質,質量越大,升高的溫度越多,則它吸收的熱量越________.

2:對于不同的物質,例如一種是水,一種是沙子,如果它們的質量相同,升高的溫度的度數(shù)也相同,那么它們吸收的熱量是否相同呢?你認為下列哪個猜想正確(      )

A.水吸收的熱量多     B.沙子吸收的熱量多       C.水和沙子吸收的熱量多

3；為了探究:比較不同物質的吸熱能力

猜想:_______(填“水”或“煤油”)的吸熱能力較強.

需要的器材:__________________________________________________________.

實驗前需考慮的問題:(1)怎樣得到質量相等的水和煤油?是不是還需要其它的器材?

(2)怎樣保證水和煤油吸收相同的熱量?

(3)測量溫度時應注意些什么?

結論:不同物質,在質量相等,溫度升高的度數(shù)相同時,吸收的熱量是______的,也就是說不同物質的吸熱能力是________的. (填“相同”或“不同”)

4：為了表示不同物質在吸熱能力上的差別,物理學里引入了_________這個物理量.即：_________的某種物質,溫度升高_______所吸收的熱量叫做這種物質的__________.用符號_____表示,它的單位是________,符號是_______.水的比熱容是_________，它的物理意義是: ______________         _____________.另外:比熱容的概念還可以表述為:單位質量的某種物質,溫度______1℃所______的熱量叫做這種物質的比熱容.

5：我國北方樓房中都裝有“暖氣”,用水做散熱的介質,把熱量帶到房中取暖,用水做介質有什么好處?生活和生產中,還有沒有用水來加熱或散熱的情況?試舉例.

答：                                                                               。

6：試計算下列物質吸收的熱量.（已知水的比熱容是4.2×10³J/(kg·℃))

（1）.質量為1kg的水,溫度升高1℃所吸收的熱量是多少?

（2）.質量是2kg的水,溫度升高1℃所吸收的熱量是多少?

（3）.質量為mkg的水,溫度升高1℃所吸收的熱量是多少?

（4）.質量為mkg的水,溫度升高2℃所吸收的熱量是多少?

（5）.質量為mkg的水,溫度從10℃升高到80℃所吸收的熱量是多少?

（6）.質量為mkg的水,溫度從t₀℃升高（降低）到t℃所吸收的熱量是多少?

如果以Q代表物體吸收的熱量,c代表物質的比熱容,m代表物體的質量,t₀和t分別是加熱前后物體的溫度,通過以上計算,可以總結出一個計算熱量的公式:Q=_______________，如果要計算物體降溫時放出的熱量,那么公式又應是Q=________________.

三：交流合作（講）

1、  分小組討論預習作業(yè)，然后分組抽問答案，教師糾正個別錯誤。

2、  教師抽問剛才學習中存在的問題并由其他組的學生或教師解答。

問題（1）：                                                       

    （2）：                                                       

    （3）：                                                           

3、由教師重點強調指出：

1對于演示實驗：在探究活動之前，先要讓學生討論得出實驗所用的水和沙子的質量相等，水和沙子升高的溫度要相等（適當強調升高溫度）。在此基礎上要引導學生選擇實驗器材和注意點（如天平、盛放水和沙子的杯子要型號相同、加熱所使用的酒精燈型號要相同），可以想到吸收熱量的多少就是根據(jù)酒精燈加熱時間的長短來決定，既加熱相同的時間，代表水或沙子吸收的熱量相同。

在實驗前要提示學生：

●實驗所研究物質在質量相等、溫度升高相等時，吸收熱量是否相等？（讓學生帶著問題，去觀察演示實驗）

●實驗過程中所需要觀察的實驗現(xiàn)象。

●實驗前后需要記錄的物理量（加熱前后水和沙子的溫度）

實驗前對酒精燈加熱位置的確定也是本實驗的一個要點。

實驗中可以同時完成兩個結論的探討：

（1）在加熱的過程中發(fā)現(xiàn)沙子的溫度升高的比水的要快；

說明：質量相同的水和沙子，吸收相同的熱量沙子升高的溫度比水的大

（2）要讓沙子和水升高相同的溫度所需要的加熱時間的比較；

說明：質量相同的水和沙子升高相同的溫度水吸收的熱量比沙子的多

總結上面的實驗，質量相等的不同物質，升高相同的溫度吸收的熱量是不同的（可以類比密度），這說明不同物質在這種性質上是不同的，這跟我們在測量物體質量時，遇到的情況相似；相同體積的不同物質，質量不相同，當時為表示物質的這一特性，引入了密度的概念--某種物質單位體積的質量。那么，現(xiàn)在我們應該怎樣表示上述實驗所反映的物質特性呢?(啟發(fā)學生討論，在此基礎上歸納出比熱容的概念)從而引出

比熱容的概念。

2比熱容的單位是有熱量、質量和溫度的單位共同組成的組合單位，可對應其物理意義來相互對應理解。

3比熱容也是物質的一種屬性，這個問題可以列舉一些具體的例子來讓學生去加深理解。如:一滴水與一盆水的比熱容是相等的、一根鐵釘一段鐵絲的比熱容是相等的……

給學生介紹比熱容表，以某種物質為例子，對其作全面的解析，并同時介紹出比熱容的注意點，如：同種物質在不同狀態(tài)下的比熱容是不同的……

比較出水的比熱容較大，一并帶出其在生活、生產中的應用和一些自然現(xiàn)象。

4小結熱量的計算公式：吸收（放出）的熱量=物質的比熱容×物體的質量×升高（降低）的溫度

                     即：Q=Cmt

四：當堂搶答練習（測）

1、在1atm下，2kg的初溫為20℃的水，吸收了7.0×10⁵J的熱量后，水的溫度（     ）

A．升高到100℃     B．升高到83.3℃    C．升高到103.3℃   D．不能確定

2、下列事例中①沿海地區(qū)晝夜溫差小于沙漠地區(qū)；②在北方嚴寒的冬天，用水來作為傳熱的介質，給居民區(qū)供“暖氣”；③冬天戶外的自來水管常有凍裂；④農民伯伯為了防止植物在夜間被凍壞，傍晚時常給田里灌水；⑤在海邊，白天風常常是從海面吹向陸地；⑥水利發(fā)電；⑦冬天，北方地區(qū)為了防止地窖里的菜被凍壞，常常在地窖里放一桶水。不是利用水的比熱容較大的是（    ）

A．③⑤⑥        B．②⑥⑦        C．③⑥⑦         D．⑤⑥⑦

3、體積為1∶2的由同種物質組成的甲、乙兩物體，吸收相同的熱量后，它們升高的溫度之比為________，它們的比熱容之比為________。

4、一杯酒精用去了一半，它的（       ）

A．質量和比熱容都變?yōu)樵瓉淼囊话?nbsp;       B．質量和比熱容都不變

C．質量為原來的一半，比熱容不變        D．質量不變，比熱容為原來的2倍

5、某同學在做“研究影響物質吸熱多少的因素”實驗時，得到如下數(shù)據(jù)：

（1）分析第一次和第三次或第二次和第四次的實驗數(shù)據(jù)，可以得出什么結論？

（2）分析第一次和第二次或第三次和第四次的實驗數(shù)據(jù)，可以得出什么結論？

五、學習評價（評）

第十四章內能的利用

第一節(jié)內能的利用

（一）教學目的

1．知道利用內能的兩種重要方式：加熱和做功。

2．知道熱機中能的轉化。

（二）教具

　　鐵架臺，試管，試管夾，試管塞，水等。

（三）教學過程

1．復習

　　什么是內能？如何才能改變物體的內能？（答略）

　　敘述能量守恒定律（略）。

2．引入新課

　　由能量守恒定律可以看出，轉移、轉化是能量運動的普遍形式。人類在利用能量方面所從事的主要工作正是廣泛地尋找其來源，有效地控制其去處，以達到駕馭它，利用它，讓它為人類造福的目的。

　　那么人們是如何利用內能的呢？這一節(jié)我們就來討論這個問題。

3．進行新課

　　板書：（第二節(jié) 內能的利用）

(1)利用內能來加熱

　　教師：任何物體都具有內能，內能的利用也是隨處可見的。我們天天吃飯，那么生米是如何變成熟飯的？

　　學生：是通過加熱，利用燃料燃燒放出的內能使米變熟。

　　教師：類似的例子還有哪些？

　　學生：冬季取暖利用了內能。

　　學生：熱水袋暖胃利用了內能。

　?。ń處熯€可補充一些加熱的例子，如工廠的熱處理、吹制玻璃工藝品等）

　　教師：上面的例子有一個共同特點，都是直接利用內能轉移來加熱物體的，這是利用內能的一種方式。

　　板書：

　　一、直接加熱物體

　　教師：用內能直接加熱物體，可以有多種方法。目前人們最普遍運用的還是用火直接加熱?；穑侨祟愇拿鞯南笳?，它促進了社會的進步，也為人民群眾的生活提供了方便。同時我們也應看到，煙囪林立，家家生火，也有它不利的一面。

　　首先是能源浪費大。早在100多年前，門捷列夫就曾說過：“燒煤等于燒盧布”。因為煤、石油、天然氣等本身都是寶貴的化工原料，其產品遍及醫(yī)藥、化工、紡織、交通運輸?shù)雀鱾€領域，將它們付之一炬，就失去了自然資源綜合利用的機會。再加上直接燃燒效率較低，勢必造成很大的浪費。

　　其次是對環(huán)境的污染。燃燒后的廢渣、廢氣中含有大量有害物質，這就造成了對大氣、環(huán)境的污染。

　　為了趨弊興利，人們做出了種種努力。例如在冬季取暖問題上，把各家生火取暖改為分片供熱（暖氣）。用效率高的鍋爐替代簡易爐灶。有些地區(qū)還采用了大型工業(yè)鍋爐的余熱實行集中供熱的方式。在家庭用火上，推廣了以（煤）氣代煤，從而提高了內能的利用率，降低了能耗，同時也保護了環(huán)境。

(2)利用內能來做功

　　當然，節(jié)能降耗還有很多途徑，如改燒煤為用電就是其中之一。

　　教師：提到用電，同學們知道電是怎么生產出來的嗎？

　　學生：是發(fā)電機發(fā)出來的。

　　教師：不錯，是發(fā)電機發(fā)出來的。那么發(fā)電機利用的又是什么能量？為了說明這個問題，我們來看一個實驗。

　　演示：書中所示的實驗。

　　教師：誰來說一下該實驗中能量的轉化過程？

　　學生：燃燒酒精放出的內能，傳遞給水蒸氣，水蒸氣內能增加，增大到一定程度就能推動塞子做功，水蒸氣的一部分內能轉化為塞子的動能。（機械能）

　?。ㄒ陨匣卮鹂稍诮處煹囊龑峦瓿桑?/span>

　　教師：這是利用內能的另一種方式。

　　板書：

　　二、對物體做功

　　教師：發(fā)電廠發(fā)電就利用了上述實驗原理。發(fā)電廠，首先要用煤加熱鍋爐中的水，水蒸氣獲得內能后，帶動發(fā)電機工作，水蒸氣的一部分內能先轉化為發(fā)電機的機械能。接著發(fā)電機又在運轉過程中把機械能轉化為電能。（后一轉化將在電學中學習）

　　利用上面實驗的原理，人們還制造出了汽油機、柴油機、噴氣發(fā)動機等。這些機器的共同之處都是利用內能來工作的。我們稱之為熱機

　　板書：

　　熱機：把內能轉化為機械能的機器

　　熱機的發(fā)明，是在17世紀末期。近300年來，經過人們的不斷研制和改進，它已成為人們生產、生活中重要的動力機器。熱機做為工業(yè)化生產飛速發(fā)展的催化劑，必將會扮演越來越重要的角色。熱機的種類很多，我們將在后面幾節(jié)介紹它們中的幾種。

4．小結（略）

5．布置作業(yè)

(1)知道內能利用的兩種方式。知道什么是熱機

(2)閱讀：熱機的發(fā)展。

第二節(jié) 熱機

教學目標

  1．知識與技能

●了解四沖程汽油機的基本工作原理．

●從能量轉化的角度認識燃料的熱值．

●了解內能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義．

●通過能量的轉化和轉移，認識熱機效率．

2．過程與方法

●通過演示實驗使學生了解可以利用內能來做功．

●利用動畫、圖片或模型講解四沖程汽油機的基本結構和工作原理．

●通過閱讀“科學世界”了解現(xiàn)代汽車的一些常識．

●通過學生討論了解燃料的熱值和熱機效率．

3．情感態(tài)度與價值觀

●通過演示實驗培養(yǎng)學生觀察和分析問題的能力．

●通過閱讀“科學世界”擴展學生的知識面．

教學重點與難點

重點：汽油機的工作原理及能的轉化過程，燃料的熱值．

難點：熱機中的能量轉化及損失，了解熱機效率．

教學課時：1時

教學過程：

引入新課

用酒精燈給試管中的水加熱，由于燃料在試管外燃燒，熱量損失較大，內能的利用率較低。能不能把燃料移到內部去燃燒，來獲得更大的動力？

進行新課

內燃機：燃料在氣缸內燃燒的熱機

(1)汽油機

最常見的內燃機，以汽油或柴油為燃料，分別叫做汽油機和柴油機我們首先介紹汽油機

①構造（出示模型或掛圖。邊指示邊講解）。

進氣門，排氣門，火花塞，氣缸，活塞，連桿，曲軸。（介紹名稱的同時，介紹各部分的功能）

沖程：活塞從氣缸一端運動到另一端叫做一個沖程

②工作原理。

（邊動作邊講解，并提醒學生注意觀察活塞、氣門、連桿、曲軸的動作情況）

內燃機的工作過程以一個循環(huán)為一個單元，一個循環(huán)又分為四個沖程

開始工作前，活塞位于氣缸上端，進、排氣門均關閉。工作時，活

塞由上向下運動，進氣門打開，排氣門仍關閉。由于缸內體積增大，壓強減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入氣缸。這是第一個沖程

活塞運動到最下端，就開始轉為向上運動。這時進氣門、排氣門都關閉，混合氣體被強行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強增大。這是第二個沖程

壓縮結束時雖然溫度較高，但未能達到燃料的燃點。在壓縮沖程結束的瞬間，火花塞產生電火花，使燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓氣體，高溫高壓燃氣推動活塞由上向下運動，通過連桿帶動曲軸轉動。實現(xiàn)了內能向機械能的轉化。這是第三個沖程

做功沖程結束，活塞繼續(xù)由下向上運動，進氣門關閉，排氣門打開，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。這是最后一個沖程

此后，活塞又由上向下運動，從此進入下一輪循環(huán)。

③能的轉化。

教師：汽車在開動前，是如何使內燃機起動的？學生回答后總結：通過

外力先使飛輪和曲軸轉動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，消耗機械能來幫助內燃機完成吸氣、壓縮兩個沖程內燃機一旦開始做功，內能就會轉化成曲軸的機械能。這時曲軸獲得的機械能一部分通過做功，一部分通過飛輪（與曲軸相連的質量較大的輪子）保存起來。然后依靠飛輪的慣性再反過來向外輸出帶動曲軸轉動，靠消耗飛輪的機械能完成排氣以及下一循環(huán)的吸氣、壓縮。這樣內燃機就可連續(xù)工作下去了。

打開flash課件，讓學生理解汽油機的工作原理。

(2)柴油機

柴油機與汽油機有共同的地方，也有不同之處。

①柴油機與汽油機的相同點：都是內燃機；一個工作循環(huán)都要經歷四個沖程

②柴油機與汽油機的不同點：

構造方面：柴油機沒有火花塞，而在相應位置上安裝的是噴油嘴；

工作過程上：吸入的氣體不同（汽油機吸入的是什么？柴油機吸入的只是空氣）；

壓縮情況不同（問：汽油機壓縮沖程末溫度、壓強多大？柴油機壓縮沖程末，氣體體積要小得多。所以壓強更大，溫度更高，這個溫度早已超過了柴油的燃點）；

點火方式不同（汽油機靠火花塞點火。柴油機由于壓縮氣體溫度已超過柴油燃點，從噴油嘴噴入霧狀柴油便可立即燃燒。這種方式稱為壓燃式）；

用途方面：柴油機比汽油機便宜，但汽油機一般比柴油機輕巧，所以汽油機通常用在飛機、小汽車、摩托車及一些小型農用機械上。而柴油機一般用在艦船、載重汽車、拖拉機、坦克以及發(fā)電機等大型設備上。

小   結（略）

布置作業(yè)

（l）簡述四沖程內燃機的工作過程。

（2）回答下列問題：

①內燃機的四個沖程順序能顛倒嗎？為什么？

②內燃機一個工作循環(huán)活塞往復運動幾次？曲軸轉動幾周？

第三節(jié) 熱機效率

教學目標

1知道內能的利用與環(huán)境保護的關系。

2常識性了解熱機的效率及提高熱機效率的途徑。

3培養(yǎng)學生重視提高保護環(huán)境的意識。

重點

熱機的效率

難點

提高熱機效率的途徑

教具

演示

教學過程設計

一． 復習提問：什么是機械效率？

二． 新課引入：熱機是內能轉化成機械能的機器，它跟所有機械一樣，也有效率的問題，這一節(jié)我們就來討論這個問題。

三． 新課內容。

1．熱機是利用燃料來做功的裝置。

　化學能轉化成機械能（做功）。

2．熱機的效率：用來做有用功那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。

　熱機效率是熱機性能的一個重要指標。

　熱機的各種損失中，廢氣占最多，應減小廢氣的能量損失。

由于損失的原因比較多，所以熱機的效率一般都較低。（參閱課本中的幾種熱機的效率，內燃機的能流圖以及火電站的能流圖。）

3．如何提高熱機效率的效率？

讓燃料盡可能充分燃燒，減小內能損失，運動部件潤滑良好。

4．內能對環(huán)境的影響。

?。?/span>1）廢氣污染（CO、SO、酸雨），

（2）噪聲污染。

5．保護環(huán)境，減小污染措施。

?。?/span>1）改進燃燒設備，采取集中供熱，加裝消煙除塵裝置。

  （2）提高內能的綜合利用率。

把直接燒煤、燃油改為燒其工業(yè)副產品；把內能的一次利用變?yōu)槎啻卫茫ㄈ缬糜酂峁┡龋?/span>

（3）充分開發(fā)、利用污染小或無污染的能源（如太陽能等）。

我國政府歷來重視環(huán)境問題，把發(fā)展經濟與保護環(huán)境放到了同等重要的位置。只要我們大家都能像重視生命一樣重視環(huán)境，責無旁貸地承擔起保護環(huán)境的義務，難題也就變得不難了，就一定能使天更藍、水更清。

6．分層練習評析。

7．小結。

8．布置作業(yè)：閱讀P40《熱機的發(fā)展》

第十五電流和電路

第一節(jié)電荷

【教學目標】

1. 知識與技能：

認識摩擦起電現(xiàn)象，了解電荷的種類及電荷間的相互作用。

了解驗電器的原理及其作用，了解電荷量及其單位。

了解原子結構，認識元電荷、自由電子和電荷的移動。

2.過程與方法

通過實驗活動感受摩擦起電，知道帶電體的性質；

在認識自然界中只有兩種電荷的過程中，感受人們所用的推理方法。

3.情感態(tài)度與價值觀

注意觀察靜電實驗現(xiàn)象，對電荷種類的研究產生興趣，能主動利用簡易器材動手做靜電小實驗, 激發(fā)學生主動學習的興趣；

鼓勵學生自己查找資料、培養(yǎng)學生的自學能力，引導學生關注社會、初步認識科學及相關知識對人類生活的影響

【教學用具】   

   玻璃棒（附絲綢），橡膠棒（附毛皮），驗電器，乒乓球，散開的塑料包裝繩，碎紙屑若干。

【教學過程】

一、引入新課：

   1．觀看動畫“怒發(fā)沖冠”、錄象“女孩頭發(fā)豎起來”。

   2、思考：當空氣干燥時用塑料梳子梳頭發(fā)，為什么頭發(fā)會隨梳子“飄”起來；如果我們身上穿了化纖衣服，衣服會粘在皮膚上，在晚上脫衣時，有時會發(fā)出響聲，甚至出現(xiàn)火花。這些現(xiàn)象發(fā)生的原因是什么？

二、進行新課：

1．摩擦起電帶電體

   學生實驗：用毛皮摩擦橡膠棒，用絲綢摩擦玻璃棒，分別把棒靠近紙屑，乒乓球等輕小物體，觀察現(xiàn)象：_____________________。

   說明摩擦過的物體能夠_____________________。

   小 結：物體具有了吸引輕小物體的性質，我們就說物體帶了電，或說物體帶了電荷。習慣上把帶了電的物體叫做帶電體。用摩擦的方法使物體帶電叫摩擦起電。

   在空氣干燥的時候，用塑料梳子梳頭發(fā)，頭發(fā)會隨著梳子飄起來，衣服會粘在皮膚上，是因為梳子、衣服在摩擦過程中帶了電的緣故。

   介紹防止衣服產生靜電的方法。

   建議學生回去查找有關靜電防止和應用的資料。

2．使物體帶電的方法

（1）摩擦起電

   請同學們舉出幾個日常生活中常見的摩擦起電的例子。