九年级物理 第十四章 内能的利用导学案 新版新人教版文档格式.docx

九年级物理 第十四章 内能的利用导学案 新版新人教版文档格式.docx

《九年级物理 第十四章 内能的利用导学案 新版新人教版文档格式.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《九年级物理 第十四章 内能的利用导学案 新版新人教版文档格式.docx（11页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

1．点然酒精后，有什么现象发生？

答：

听到“呯”的一声，看到塞子飞出去，瓶口附近出现“白雾”。

2．塞子为什么会飞出去？

瓶口为什么会出现“白雾”？

酒精燃烧给试管中的水加热，试管内产生大量的水蒸汽，当管内的气压大到一定程度时，塞子在水蒸汽压力的作用下就会飞出去。

管内的水蒸汽对塞子做了功，内能减少，温度降低，水蒸汽遇冷液化，形成“白雾”。

3．从酒精灯点燃到塞子飞出去，能量是怎么转化与转移的？

酒精具有化学能，燃烧后化学能转化为内能，内能通过热传递的方式转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸汽，水蒸汽推动塞子做功，内能转化为塞子的动能。

4．在大屏幕上展示P18图14.1－2，这个内燃机与刚才的演示实验装备在结构上有什么相同点？

活塞——塞子　　　　　　汽缸——试管

5．它们工作时能量转化有什么共同点？

共同点：

能量转化过程相同，都是燃料燃烧后的内能转化为机械能。

【展示交流】教师掌握情况。

【精讲点拨】

1．在演示实验中，塞子不能塞得太紧，否则有可能引起试管爆裂。

2．内燃机与其它热机的能量转化方式一样：

内能转化为机械能。

不同点在于内燃机的燃料在汽缸内燃烧，所以称之为“内燃”。

【即时练习】

1．完成P21第1题。

2．内燃机的特点是：

燃料在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。

学习内容二：

汽油机、柴油机

阅读课本P18－P20文字内容与插图，二人为一组，相互描述汽油机的工作过程。

1．汽油机的结构：

汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞。

2．汽油在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动。

3．活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫一个冲程。

汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。

1．使用PPT动画展示汽油机工作过程，说说汽油机是怎样工作的，并将下面的空补充完整。

汽油机一个完整的工作循环有四个冲程：

吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

A．吸气冲程：

进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油与空气的混合物进入汽缸。

B．压缩冲程：

进气门排气门都关闭，活塞向上运动，燃料与空气的混合物被压缩，温度升高。

C．做功冲程：

在压缩冲程结束时，火花塞点火，燃料燃烧，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。

D．排气冲程：

进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。

2．讨论并完成“想想议议”

（1）在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。

（2）做功冲程使汽车获得动力。

（3）排气冲程排出废气。

3．阅读P19柴油机的相关内容，比较一下汽油机与柴油机的异同并将下列表格补充完整。

相同点

能量转化方式

都是把内能转化为动能

工作过程

都有四个冲程：

吸气、压缩、做功、排气。

不同点

吸气冲程：

汽油机吸入是的汽油与空气的混合物。

柴油机吸入的是纯净的空气。

压缩冲程：

汽油机在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，是“点燃式”；

柴油机在压缩冲程结束时，汽缸内的温度已超过柴油的燃点，此时，喷油嘴喷出雾状的柴油，遇到热空气马上燃烧，是“压燃式”

功率不同：

柴油机功率一般较大，一般应用于大型机械上，汽油机相对功率较小，一般应用于小型机械上。

效率不同：

柴油机对燃料利用率较高，机械效率较高，汽油机机械效率较低。

4.阅读P20科学世界“现代汽车”，说说现代汽车与过去的汽车相比有哪些优点。

减少污染，降低消耗。

1．在四冲程汽油机中，只有做功冲程对外提供了动力，其他三个冲程依靠飞轮的惯性完成。

手扶拖拉机在启动时，要用人力转动摇把，带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程，然后发动机才能开始正常工作。

小汽车启动时，转动钥匙，电动机开始带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程。

2.一个工作循环，活塞来回运动二次，曲轴旋转二周，对外做功一次。

完成课本P21第2、3题。

【当堂练习】见训练案基础部分

14．2　热机的效率

1．从能量转化的角度认识热值，并能进行相关的计算。

2．通过能量的转化与转移，认识效率，能计算热机的效率。

1．认识热值，利用热值计算物质燃烧放出的热量。

2．认识热机的效率，能计算热机的效率。

燃料的热值

阅读课本P22－P23的文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。

1．某种燃料完全燃烧所放出的热量与质量之比，叫做这种燃料的热值。

2．热值的单位由热量与质量的单位组合而成，在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，所以热值的单位是焦每千克，符号是J/kg。

3．酒精的热值是3.0×

107_J/kg，它的物理意义是：

1kg酒精完全燃烧所放出来的热量是3.0×

107_J。

1．说一说：

在我们的家庭中，会使用哪些燃料？

煤、液化气、木柴等。

2．根据我们的生活经验想一想：

烧开同样一壶水，使用不同的燃料，所消耗的燃料的质量是一样多吗？

烧开同样一壶水，使用不同的燃料，消耗的燃料的质量是不同的；

这说明什么？

这说明，不同的燃料，燃烧后放出的热量是不同的。

3．在物理学中，我们用热值的概念来表示这种差异。

这种下定义的方法叫“比值法”。

4．阅读P23第二段的内容，归纳一下利用燃料的热值和质量，来计算燃料完全燃烧所放出热量的公式。

（用Q放表示放出的热量，q代表燃料的热值，m代表燃料的质量）

Q放＝qm

5．如果是气体燃料，公式又是什么样的？

Q放＝qV

6．请写出这二个公式的推导式。

m＝Q放/q，q＝Q放/m，V＝Q放/q，q＝Q放/V。

7．在实际的燃烧过程中，燃料能否充分燃烧？

如果不能则燃料的热值是否会发生变化？

热值是一个理论值，只有燃料充分燃烧，放出的热量才等于利用上述公式计算得出的热量。

因为燃料不可能完全燃烧，所以放出的热量会比理论值稍小。

但燃料的热值不会改变。

【展示交流】

请学生利用热值公式完成P26第1、2题，注意计算格式。

1．热值只与燃料的种类有关，与燃料是否充分燃烧，燃料的质量、体积均无关系。

2．在计算燃料燃烧放出的热量时，热值与质量的单位必须是国际单位，计算的结果才是J，同理，在计算气体燃料燃烧放出的热量的时候，热值的单位应为J/m3，体积的单位应为m3，计算的结果才是J。

3．利用推导式m＝Q放/q，q＝Q放/m，V＝Q放/q，q＝Q放/V可以求出对应的燃料的质量、体积、热值。

1．关于燃料的热值，以下说法中正确的是（A）

A.燃料的热值与燃料的燃烧情况无关

B.容易燃烧的燃料，热值一定大

C.煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多

D．放出热量多，热值就大

2.一桶煤油用掉了一半，则剩下的煤油（D）

A.密度和热值不变，比热容减为原来的一半

B.比热容和密度不变，热值减为原来的一半

C.热值和比热容不变，密度减为原来的一半

D.密度、热值和比热容都不变

热机效率

阅读课本P23－P24文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。

1．对于热机而言，燃料释放的能量一部分用来做功，一部分散失了。

用来做有用功的那一部分能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫热机效率。

2．蒸汽机的效率只有6_%～15_%，汽油机的效率可以达到20_%～30_%，柴油机的效率可以达到30_%～40_%。

3．设法利用废气带走的热量，是提高燃料利用率的重要措施。

1．我们在用煤气烧水的时候，煤气能否充分燃烧，煤气燃烧放出的热量能否都被水吸收？

煤气不能充分燃烧，燃烧放出的热也不能完全被水吸收。

2．阅读课本P24“想想议议”，回答相关问题。

答：

燃料燃烧放出的热量，一部分直接散失到空气中去，一部分被废气带走，只有一小部分用来做有用功了。

3．在八年级，我们学习了机械效率，那么我们能不能用类似的方法来计算出内燃机的效率呢？

在内燃机的效率问题中，什么相当于有用功？

什么相当于总功？

推导出相关公式。

内燃机对外做的功相当于有用功，燃料燃烧放出的热量相当于总功。

η＝W有用/Q放

4．在问题1中，如果要计算煤气烧水时的效率，公式是什么样的？

讨论后推导之。

η＝Q吸/Q放

5．热机的效率是热机性能的重要指标，提高热机效率有何意义，怎样提高热机效率？

提高热机效率可以节省燃料，减少污染。

提高热机效率的方法：

1.尽量使燃料充分燃烧；

2.设法利用废气带走的热量。

6．阅读P25“从火车到火箭”，了解人类运输工具的进步。

1．为了提高热机的效率，在大型火力发电站，人们常常利用蒸汽轮机排出的废气来供热，这就是热电站。

2．在计算热机效率的时候，一般先利用公式Q放＝qm或Q放＝qV计算出燃料完全燃烧放出的热（这相当于机械效率中的总功）再利用W有用/Q放＝η或Q吸/Q放＝η计算出热机的效率。

1．完成课本P26第3、4题。

2．据估计，全国一年可产生城市生活垃圾约5.6×

108t，焚烧生活垃圾释放的热量为我所用，是综合利用垃圾的一种方法。

若燃烧1t生活垃圾可以放出1.176×

1010J的热量，问：

（1）这些热量相当于完全燃烧多少焦碳产生的热量？

（2）这些热量可以将多少kg的水由20℃加热到沸腾？

14．3　能量的转化和守恒

1．知道能量守恒定律。

2．能举出日常生活中能量守恒的实例。

3．用能量守恒的观点分析物理现象。

2．区别能量的转化和转移。

能量的转化

阅读课本P27文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。

1．在一定条件下，各种形式的能量是可以相互转化的。

2．摩擦生热，是机械能转化为内能；

水轮机发电是机械能转化为电能，电水壶烧水是电能转化为内能。

1．阅读P27图14.3－1举出发生了能量转化的实例。

摩擦生热——机械能转化为内能

水放在太阳下——内能转移到水中

太阳电池——太阳能转化为电能

小电扇旋转——电能转化为机械能

摩擦起电——机械能转化为电能

光合作用——太阳能转化为化学能

燃料燃烧——化学能转化为内能

2．以上事例能说明什么？

在一定条件下，能量是可以相互转化的。

1．能量不但可以相互转化，还可以转移。

比如合作探究1中，把水放在太阳下，水会变热，这是太阳