第10章能及其转化教案北师大九全册.docx
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第10章能及其转化教案北师大九全册
第十章能及其转化
《机械能》教案
【教学目标】
（一）知识目标：
1.知道运动的物体能做功，具有动能。
2.知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关，并能解释简单的现象。
3.知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素，并能解释简单的现象。
（二）过程与方法
1.经历自主设计探究动能、势能的影响因素的实验过程，培养和提高探究能力。
2.能够运用控制变量法来研究动能、势能的影响因素，并体会这样做的优势。
（三）情感、态度与价值观
1.增进学生热爱科学、追求科学、献身科学的学习热情。
重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成。
2.让学生经历探究活动，体验成功的喜悦，培养实事求是的科学态度。
【教学重点和难点】
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。
难点：
学生设计完成探究试验，并交流评估各自的实验方案
【教学仪器】
（一）多媒体教室：
配备高亮度投影机及师、生用电脑、实验展示台
（二）分组实验器材（每组）：
乒乓球三个、橡皮筋三根、沙子一盆、自制四脚桌一个、海绵一块、自制滑轨一组、纸盒一只、大、小钩码、铜、铝圆柱体及小木块个一个
（三）多媒体网页课件，课件网址：
（四）校园网BBS系统+投票系统
【教学过程】
（一）、课题引入
1．观看多媒体视频：
（1）．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）．刘翔110米栏的冲刺
教师提问：
谁来说一说，你看到了什么？
学生回答：
这是刘翔在奥运会110栏比赛中奋力冲刺，勇夺金牌的场景。
教师评述：
对！
刘翔用他的速度征服了全世界，这是我们中华民族的骄傲！
如果从物理学的角度来看，这里你又能发现哪些物理知识呢？
学生回答：
刘翔也是运动的，具有动能。
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。
教师提问：
从以上三个事例中，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
（二）、新课讲述
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。
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？
……
学生活动1：
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。
学生活动2：
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
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。
（三）、课堂巩固：
1.使用BBS的投票系统进行选择题的练习和对错统计，当堂反馈教学效果。
2.利用多媒体网络课件，浏览网页内容，复习巩固的同时，扩大知识面，激发继续学习的兴趣。
（四）、课堂小结：
1.本节课，你学到了哪些物理知识？
2.你学会了哪些研究问题的方法？
【作业布置】
1.《教材》P54/WWW1、3、5
2.回忆一下，前面的物理学习活动中，哪些地方用到了控制变量法？
你是如何做的？
二 内 能
内能”教学目标
a.知道分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
b.知道什么是内能，物体温度改变时内能也要随之改变
c.知道内能与机械能是两种不同形式的能
教学建议
“内能”教材分析
分析一：
教材先由分子运动论的基本观点：
分子做永不停息的无规则运动，与动能概念相比，提出内能的概念，再进一步运用实验揭示内能与温度有关，最后将内能与机械能进行了区别．
分析二：
本节知识可看作分子运动论的应用，可充分运用分子运动论的基本观点对教材进行分析．
“内能”教学建议
建议一：
在做扩散速度比较实验过程中，为使实验更明显，应使两杯水的温度差大一些，并要注意引导学生有意识的观察，培养学生实验观察能力．
建议二：
在将内能时要注意内能的普遍性，一切物体都有内能，要注意纠正低温物体没有内能的误解．
“内能”教学设计示例
课题
内能
教学目标
1．知道分子无规则运动的剧烈程度与温度有关
2．知道什么是内能，物体温度改变时内能也要随之改变
3．知道内能与机械能是两种不同形式的能
教学重点
内能以及内能改变与温度改变的关系
教学难点
内能与温度变化的关系
教学方法
讲授、实验
教 具
红墨水、玻璃杯、热水、冷水
知识内容
教师活动
学生活动
一、复习分子运动论的基本观点
由已学过的机械能知识类比得出内能的概念
二、内能
物体内大量分子无规则运动具有的动能和势能的总和叫物体的内能
三、内能与温度的关系
物体温度越高，物体内分子运动速度越大，分子动能大，内能越多
分子的无规则运动剧烈程度与温度有关，因此此种运动又叫热运动．
四、比较内能与机械能的区别
内能是物体内部分子热运动和相互作用决定的能，与物体微观结构有关；机械能是宏观物体机械运动有关的能量
例题：
甲、乙两块冰的质量相同，温度均为-10℃．甲冰块静止于地面，乙冰块静止在距地面10m高处，则这两个冰块相比较 （ ）
A．机械能一样大
B．乙的机械能大
C．内能一样大
D．乙的内能大
答案：
选项B、C
五、小结
内能与温度有关
六、作业
P17—1、2
教师引导
实验比较在不同下扩散现象的快慢（对比红墨水在冷水与在热水中的扩散）
引导
讲评
回忆分子运动论的三个基本观点
观察实验现象
想一想造成这一实验结果的原因，并自己得出结论：
物体内能与温度有关，温度升高，内能增多
比较比较内能与机械能的区别
做题
“内能”探究活动
想办法设计实验证明温度越高，分子运动越剧烈．
〖教学案例〗探究――不同物质的吸热本领一样吗
热机
（共一课时）
教学要求
1．常识性了解什么是热机效率和提高热机效率的主要途径。
2．常识性了解内能的利用与环境保护，加强学生搞好环境保护、控制和消除污染的意识。
教学过程
（一）复习提问
1．什么叫热机？
2．多数汽油机是由哪四个冲程的不断循环来保证工作的？
其中哪个冲程是燃气对活塞做功？
3．你能说出汽油机和柴油机在构造上、工作过程上的主要异同点吗？
（二）进行新课
问：
什么叫机械效率？
教师：
使用机械要讲究机械效率、热机也有一个效率的问题。
什么是热机效率？
如何提高热机的效率？
是本节学习内容。
（板书）五、热机的效率
1．热机的效率
①什么叫热机效率？
提问：
热机是利用燃料的燃烧、把化学能转化为内能、利用内能来做功的机器。
燃料燃烧释放出的能量，能不能全部用来做有用功？
答：
燃料燃烧放出的能量、并不能全部用来做有用功。
相当一部分能量损失了。
看书，课文38页图3-13，解释内燃机的能流图。
答：
在内燃机中，用来做有用功的能量只占燃料燃烧形成的燃气内能的一小部分，内能损失的途径是：
燃料燃烧不完全损失小部分能量。
高温废气和热机部件散热损失一部分内能。
还有一部分能量消耗在热机工作时克服摩擦做功上。
教师；在热机里用来做有用功的那部分能量只占燃料完全燃烧放出能量的一部分。
对比机械效率给出热机效率
（板书）热机效率：
在热机里用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机效率。
②简介蒸汽机、汽油机、柴油机的效率。
③问：
你能看懂解释课本39页火电站的能流图吗？
教师：
由以下问题引导学生讨论：
火电站的三大组成部分。
燃烧炉、热机和发电机中能的转化、能量损失途径。
大部分能量损失在哪里？
火电站输出电能占燃料化学能的百分之几？
④减少能源损失、提高热机效率的措施？
教师组织引导学生在尽量使燃料充分燃烧，减少散热、利用高温废气和保证热机良好的润滑等方面讨论。
2．内能的利用和环境。
①学生自学课本39页本节课文。
②组织学生讨论以下问题。
大气污染的主要来源是什么？
大气污染的危害是什么？
解决大气污染的有效措施有哪些？
结合本地市，我们学习和生活环境中环境保护中存在哪些问题。
教师小结并（板书）六、内能的利用和环境
（三）结合课本42页学到了什么，总结本章知识要点。
（四）作业
笔答课本42页学到了什么1—5各题。
（刘崇灏）（人教版教材）
火箭教案
（一）教学目的
1．常识性了解火箭的飞行原理。
2．常识性了解三级火箭的结构及采用三级火箭发射的优越性。
3．对学生进行爱祖国、爱科学的教育，激励学生为实现科学技术现代化而努力学习的热情。
（二）教具
打气筒，气球，投影片（或挂图）。
（三）教学过程
1．引入新课
我国是火箭的故乡。
“起火”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“起火”绑在箭上。
（展示投影片或挂图）点燃“起火”，箭就向敌方飞去。
这就是最早的火箭——板书课题
2．进行新课
（1）火箭升空的原理
火箭为什么能升上天呢？
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。
板书：
〈一、火箭升空的原理〉
火箭升空的原理与气球反冲运动相同。
在火箭燃烧室内部装着燃料和氧化剂。
燃料燃烧时产生高温高压燃气，燃气通过喷管高速喷出时，对火箭产生巨大推力，从而把火箭发射出去。
从能量的角度来看，火箭也是把内能转化成机械能的机器，所以它也是热机家族中的一员。
同时由于它所用燃料的形态不同，我们又把火箭分为固体火箭和液体火箭两种，较常用的是液体火箭。
（2）三级火箭
早期的火箭主要用于战争，而今人们更注重它的和平利用。
例如发射卫星、运送空间站等等。
为了把卫星、飞船等有效载荷送上太空，人们研制出了多级火箭，即二级或三级火箭。
（展示投影片或挂图，介绍结构）下面以三级火箭为例说明它们是怎样工作的。
板书：
二、三级火箭
三级火箭的每一级都像一支独立的火箭。
发射时先点燃第一级火箭，几分钟后这级火箭的燃料烧尽自动脱落，同时引燃第二级火箭，第二级火箭燃料烧尽后也脱落，第三级火箭开始工作，直到把卫星、飞船等送到预定轨道。
三级火箭像接力赛一样，都是在前一级的速度基础上再加速。
同时，由于每一级脱落后都能使剩余部分中有效载荷的质量的比例增加，火箭结构部分的质量在逐级减小，仅从这一点来看就比单级火箭优越得多。
建国以来，在我国几代航天工作者的不懈努力下，我国的运载技术已跃居世界先进行列，具有国际水平的“长征二号E”捆绑火箭，已在国际商业卫星发射中赢得了很高声誉。
航天事业有着诱人的、广阔的前景。
航天事业的未来也将责无旁贷地落到你们身上。
未来的航天器将会出自你们之手。
希望同学们努力学习，掌握本领，为祖国航天事业的飞速发展贡献自己的才智。
3．小结（略）
4．布置作业； 查阅有关资料，了解火箭的发展史。
燃料的利用和环境保护
教学目标：
1.知识与技能
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。
2.过程与方法
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。
3.情感、态度与价值观
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。
教学过程
一、引入新课
人要生存，离不开能量，机器要运转，也离不开能量，而内能又是人类和各种动力机械主要利用的能量形式之一。
本节我们的任务就是来认识一下人们是如何利用内能的。
说到内能的利用，首先要考虑内能的来源，而燃料的利用正是这一来源的主要途径。
下面我们先来讨论燃料及与燃料有关的问题。
二、进行新课
㈠、燃料的特点
教师：
我们都知道，煤炭、汽油、柴油是燃料，除此之外还有哪些是燃料？
学生：
柴火是燃料。
学生：
酒精、蜡烛也是燃料。
学生：
煤气、天然气也是燃料。
教师：
同学们说得很好，谁能归纳一下，它们都有哪些共同的特点？
学生：
它们都能够燃烧。
学生：
它们燃烧时都能放出热量（内能）。
教师：
那么燃料燃烧时获得的内能是由什么能转化来的呢？
学生：
在燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能放出热量。
教师：
燃料燃烧实际发生的是一种化学变化，在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能。
总结：
燃料的特点：
能够燃烧。
燃烧是化学能转化为内能的过程。
㈡、燃料的热值
教师：
同学们归纳了燃料的共同特点是都能燃烧。
那么不同燃料在燃烧时有什么不同呢？
煮饭时用煤为什么比用柴草好呢？
学生：
煤比柴草放出的热量多。
教师：
煤一定比柴草放出的热量多吗？
怎样比较才更合适？
（类比：
铁一定比棉花重吗？
）
学生：
应取相同质量的煤与柴草相比。
教师：
它们质量相同，就一定是煤放出的热量多吗？
学生：
不知道
教师：
还应补充一条：
要让它们都充分燃烧。
在它们都烧完、烧尽的条件下，才有可比性。
为了比较不同燃料的这一差异，我们引入一个新的概念：
燃料的热值
定义：
1千克的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值
单位：
焦/千克。
物理意义：
热值直接反映了燃料的燃烧特性。
热值大，反映单位质量的该种燃料完全燃烧时放出的热量多（化学能转化成的内能多）。
看课本中的表：
几种燃料的热值（指导学生学会表述其物理意义）
教师：
汽油的热值为4.6×107焦/千克。
其物理意义是什么？
一筒汽油与半筒汽油相比，哪个热值大？
学生：
（略）
㈢、燃料的有效利用
①影响燃料有效利用的因素
教师：
1千克干木柴完全燃烧能放出多少热量？
学生：
1.2×107焦。
教师：
这些热量若全部被水吸收，可把35千克左右的水由20℃烧开。
实际生活中1千克干木柴能把35公斤20℃的水烧开吗？
学生：
不可能。
教师：
那是为什么呢？
学生：
因为燃料不可能做到完全燃烧。
学生；因为热量有散失，水吸不到那么多热量。
教师：
燃料燃烧时需氧气助燃，供氧不足是燃料不能完全燃烧的主要原因。
另外，烟气也会带走大量热量，炉壁还会传走一部分热量。
这样就使得真正传给水的热量仅占燃料放出热量的一小部分。
当然不能烧开那么多水。
②提高炉子效率的措施
为了反映炉子对燃料的利用率，我们经常用炉子的效率来描述。
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。
为了提高炉子的效率，人们做了种种努力，主要措施有：
增加供氧量。
如用风箱、吹风机就起了这一作用。
大型工业锅炉还采用把煤粒用鼓风机吹起来烧，使效率大大提高。
炉壁选用隔热材料。
这主要是为减少炉壁向外传热。
增大受热面积。
大型锅炉采用供水管道直接分布在炉膛内，使其充分受热，减小了烟气的热损失。
目前，我国炉具的平均效率还较低，若平均效率能提高1%。
全国每年节省的燃料相当于一个大型煤矿的年产量。
可见。
改造炉具，提高炉子的效率具有巨大的节能潜力。
㈣、内能对环境的影响。
①废气污染（CO、SO、酸雨），
②噪声污染。
㈤、保护环境，减小污染措施。
①改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。
②提高内能的综合利用率。
把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。
③充分开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。
我国政府历来重视环境问题，把发展经济与保护环境放到了同等重要的位置。
只要我们大家都能像重视生命一样重视环境，责无旁贷地承担起保护环境的义务，难题也就变得不难了，就一定能使天更蓝、水更清。
三、小结（略）
四、布置作业
升级会员 