(杨佳)14.2热机的效率教学设计

教师：所以我们在设计和制造热机时，要不断的改进和创新，减少各种的能量损失，提高热机的效率，我们如何来提高热机的效率呢？
（课件展示）
（教师课件展示习题）
已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，要使40kg的水的温度由20℃升高到70℃，已知干木柴的热值是1.2×107J/kg，需要完全燃烧多少千克干木柴？假设这些热量全部被水吸收。
2、维度目标是认知性目标，行为动词是认识，内容是效率，前提条件是从能量转化和转移的角度，学习水平是认识。
教材
分析
《热机的效率》是人教版九年级全一册第十四单元第二节，本节内容是上一节热机知识的延续。经过本节课的学习，可以使学生认识到内燃机工作时，燃料燃烧放出的热量并不能全部被利用，这样对内能的利用有一个更全面的认识。本节课能容由“燃料的热值”和“热机的效率”两个部分组成，这些知识不仅有利于学生对后续的能量的转化与守恒知识的理解，而且在生活实际中也有广泛的应用。
（2min）
问题导学（14min）
质疑达标
（10min）
互动提升
（10min）
总结归纳
（2min）
教师提问的方式检查学生的预习情况
1、热机的概念？其能量是如何转化的？
2、内燃机的种类？所需的燃料是什么？
3、燃料燃烧时，伴随的能量的转化是怎样的？
4、生活中能为我们提供热量的燃料有哪些？
（课件展示常见的燃料）
教师：什么是热值？
学生：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。
（教师板书且强调“完全燃烧”的意思）
教师：根据热值的定义我们可以写出定义式是什么？
学生：q=Q/m（板书）
教师：根据热值的定义式，我们如何得到它的单位？是什么？
学生：因为热量Q的单位为焦耳J，质量m的单位是千克kg，所以热值的单位是焦耳每千克，符号为J/kg。（板书）
学生：单位质量/每千克/1kg的干木柴完全燃烧放出的热量是1.2x107J。
教师：阅读教材23页小资料部分“一些燃料的热值”，在单位反面，能发现什么问题？（课件展示）
学生：煤气和沼气的单位是J/ m3。（教师解释气体燃料热值的定义）
教师：观察热值的数据得出什么规律？
学生：不同燃料的热值往往是不同的。
教师：（课件展示）为什么火箭要用液氢作为燃料？为什么不用石油、煤、木柴等其他的常见的燃料呢？
学生：火箭发射升空需要很大的能量，若选用其他燃料，所需的燃料质量太大，而火箭需要尽可能的减少自身质量，所以选择液氢作为燃料。
教师：那也就是说在放出相同热量的情况下，液氢与其他燃料相比所需的质量小，也就是燃烧相同质量的液氢和其他燃料相比，所放出的热量多，说明了不同燃料的放热本领是不同的。那如何描述不同燃料燃烧的放热本领呢？我们就引入了热值的概念。（板书）
教师：回忆我们之前学的机械效率，试着说出热机的效率的定义？
学生：用来做有用功那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
（教师板书）
教师：我们一起来了解一下常见的热机的效率（课件展示）
教师：热机的效率是热机性能的重要指标，请同学们思考一下热机的效率高有什么好处？
学生：在做功同样多的情况下，消耗更少的燃料，从而节约能源，减少污染。
教师：所以我们说热值是燃料的一种特性，根据热值的不同我们可以辨别燃料的种类。
教师：请同学们再观察一下热值的定义式，能说热值与燃料完全燃烧放出的热量成正比，与其质量成反比么？能说如果燃料没有完全燃烧，热值将变小么？
学生：因为热值是燃料的特性，反应的是燃料燃烧放出热量的本领，与放出的热量、燃料的质量以及是否完全燃烧都无关，所以以上说法都是错误的。
第十四单元第1课时教学设计
课题
热机的效率
课型
新授课
备课时间
2014年9月17日
上课时间
2014年9月21日
上课班级
九年一班
课标
要求
及分
析
课标要求：
1、从能量转化的角度认识热值。
2、从能量转化和转移的角度认识效率。
课标分析：
1、维度目标是认知性目标，行为动词是认识，内容是热值，前提条件是从能量转化的角度，学习水平是认识。
学情
分析
九年级学生通过一年对物理知识的学习，已经初步掌握了研究物理问题的方法，在上一节《热机》的学习中，已经了解了热机的工作原理以及内燃机的构造和工作过程，且在上一单元的《内能》和《比热容》的学习中，对“热量”这个名词也都有较深入的理解，这些都是教学中的优势因素。但学生对于物理的综合应用题的分析能力还是较差的，一旦涉及到较复杂的计算，学生便无从下手。
从环保的角度，通过对能量流向的分析，让学生自主概括得到提高热机效率的方法。
练习题与“比热容”的知识相连接，巩固提升学生对公式的理解。
通过总结归纳本节课的知识脉络，突出了本节课的重点。
作
业
及
预
习
作业：完成对应练习册
预习：《能量的转化与守恒》
板
书
设
计
14.2热机的效率
一、热值
1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与质量之比
教师：请同学们回忆一下，我们还学过哪些这种以比值的方法定义的物理量？
学生：速度、密度、压强（教师板书在右侧黑板）
教师：以密度为例，水的密度是1000kg/m3，它的意义是什么？
学生：单位体积/每立方米/1m3的水的质量是1000kg。
教师：以此类推，干木柴的热值是1.2x107J/kg，它的意义是什么？
使学生对同类型定义的物理量有更加深刻的认识，从而也理解了热值的物理意义。突出了教学重点。
通过对热值表的观察以及教师的引导，使学生自主发现、总结热值的特点。并联系之前学过的物质的其他特性，使学生在头脑中形成完整的知识脉络。
通过对热值定义式的分析、变形，使学生掌握通过热值计算燃料燃烧放出热量的方法。
由于学生对热机效率比较陌生，先通过对日常生活中烧水的热效率的分析，平稳过渡到热机的效率，不至于难度较大提升的情况。
重点
通过对课标“从能量转化的角度认识热值”和“从能量转化和转移的角度认识效率”以及对教材“燃料的热值”和“热机的效率”的分析，确定本节课的教学重点是：
燃料的热值和热机的效率。
难点
依据课标“从能量转化的角度认识热值”和“从能量转化和转移的角度认识效率”的要求，及“学生对于物理的综合应用题的分析能力还是较差的，一旦涉及到较复杂的计算，学生便无从下手。”这一学情分析，确定本节课的教学难点为：
（学生黑板展示）
请同学结合板书和课件，总结本节课重点知识。不足之处教师补充。
通过对学过知识的回顾认识燃料燃烧时能量的转化，为热值概念的学习做铺垫。
通过设置问题，使学生认识到不同燃料燃烧放热本领是不同的，从而引出热值的概念。
通过师生一问一答的方式，层层深入，加深了学生对“热值”这一概念的理解，
通过对以往知识“速度”、“密度”、“压强”的回顾，
教师：除了热值之外，我们还学过哪些特性？
学生：密度、比热容。
教师：我们已经认识了热值的概念，请同学们思考一下，根据热值的定义式，我们还能计算出哪些物理量？
学生：让燃料完全燃烧放出的热量Q和燃料的质量m。
（教师板书变形公式）
教师：请同学们思考一个很常见的日常现象，用煤烧水时，煤能完全燃烧么？燃料燃烧放出的热量能完全被水吸收么？
2、定义式：q=Q/m
3、单位：焦耳每千克J/kg
4、意义：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量
5、计算：Q=mq m=Q/q
二、热机的效率
1、定义：有用功与燃料完全燃烧放出热量之比
2、定义式：η=W有/Q
3、提高方法：（3种）
教
学
后
记
《热机的效率》这一节课的内容中由于没有学生实验，所以探究度不高，没有设计较多的学生活动，只是在互动提升的环节中，采用让学生到黑板上展示并讲解的方式，使学生加强了其对综合应用题的分析能力，且习题内容与比热容的知识相连接，真正达到了巩固提升的目的，在今后的教学中，我应该使自己的教学方式多样化，将更多的空间留给学生。
学生：煤不会完全燃烧，炉子中会有残留的煤块，燃料燃烧放出的热量也不会全部被水吸收，一部分热量被烟气带走，容器也会吸收一部分热量，还有一部分热量散失在空气中。
教师：其实热机也有类似的情况，汽油机和柴油机中的燃料能否完全燃烧，燃烧放出的热量是否全用来做有用功，释放的能量都到哪里去了？
学生：没有完全燃烧、被机械吸收、被废气带走、克服零件间摩擦பைடு நூலகம்功。
利用热值的计算。
知
识
点
1、燃料的热值是某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。
2、根据燃料的热值，计算燃料完全燃烧放出的热量。
3、热机的效率是用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
4、提高热机效率的方法。
教
学
目
标
1、知识与技能目标：
通过体会生活中不同燃料燃烧释放热的本领不同，学生认识热值的概念。
通过对热机工作时燃料释放能量流向的分析，学生认识热机的效率。
2、过程与方法目标：
通过对如何提高热机效率的讨论，学生能够进一步提高分析概括能力。
3、情感态度与价值观目标：
通过对如何提高热机效率的讨论，学生培养节约能源和环境保护的意识。
教具
多媒体课件。
教
学
流
程
设
计
环节设计
问题情景及师生活动设计
设计意图
预习交流