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苏科版物理九年级上册学案1:12.4机械能与内能的相互转化

1、机械能与内能的相互转化(第 1 课时)课前预习:1想一想,我们在身边没有铁丝钳等工具的情况下,如可将细铁丝折断?操作时应注意些什么问题?能描述其能量的转化过程吗?2你观察过家中水瓶塞跳起的情况吗?想一想,这种现象一般发生在什么情况下?是能转化为。认识做功是改变物体内能的另一种方式。3你能从身边的生活中找出类似的机械能和内能的相互转化的例子吗?举三例。4你在预习中遇到的困惑是什么?一、学习目标:1通过活动,认识到做功是改变物体内能的另一种方式;2通过观察、分析内能转化为机械能的现象,知道热机的工作原理;3借助挂图,了解四冲程汽油机的基本结构及其工作原理;4阅读“热机的发展历程” ,了解内能的利用

2、在人类社会发展史上的重要意义;二、预习交流:相互交流预习内容三、互动突破:(一)做功改变物体内能的另一种方式活动一:研究做功能否改变物体的内能1、做一做:反复弯折铁丝,用手指触摸一下弯折处,有何感觉?现象是:说明:;思考:物体增加的内能是从何而来的?能量是如何转化的?拓展:你还有什么方法能使铁丝的温度升高内能增加?哪些是用热传递的方式改变物体的内能的?哪些是通过做功来改变物体内能的?提升:仅凭铁丝温度升高、内能增大这一现象,能否断定是通过热传递方式还是做的友情提醒:小心烫手!友情提醒:注意安全,千万不要将盖子对着自已或他人!方式来实现的?如果不能,说明了什么?2、看一看:演示空气压缩引火实验;

3、思考:干燥的棉絮被点燃,你知道是什么原因?(请用文字表达)活动二:演示点火爆炸将内能转化为机械能看一看:演示点火爆炸现象思考:在这个过程中,酒精燃烧后,是酒精能转化高温高压燃气的能。燃气对盒盖做功,将盒盖推了出去,燃气的能减少,转化为盒盖的能。想一想:生活中还有什么现象与之类似?请举两例:3、小结:做功与内能的改变做功和热传递都可以改变物体的内能,两者对改变物体的内能是等效的;做功的方式改变物体的内能,实际上是内能与机械能相互转化过程;外界对物体做功可以使物体的内能增加,机械能转化为内能;物体对外界做功可以使物体本身的内能减小,内能转化为机械能。(二)热机1、热机是将燃料燃烧产生的高温高压燃气

4、的能转化为能的装置。2、阅读课文,了解汽油机的结构和工作原理,回答下列问题。汽油机的主要结构是哪几部分?名称各是什么?吸气冲程中,燃料混合物为什么会被吸进汽缸?压缩冲程中能量是怎样转化的?什么时候点燃燃料?在做功冲程中是什么做功?能量发生了怎样的转化?如何通过汽门+活塞来判断汽油机工作时某个冲程?3、理解:汽油机的一个工作循环,包括个冲程,活塞上下往复次,曲轴转动周,对外做功次,信息快递:汽油机工作时,活塞在汽缸里做往复运动,活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程 。发生了次能量转化。 (简记为:142212,对应成比例)汽油机一个工作循环中,除了做功冲程中,高温高压燃气推动活塞运动,对活

5、塞做功外,其它的三个冲程是靠来完成的。四、总结提升:五、当堂训练:1改变物体内能的方法有和两种。冬天我们感觉手冷时,我们可以将两手相互搓一搓,也可以用热水袋焐一焐。前者是用方法使手的内能增加的,在用后种方法增加手的内能时,能量发生了。2四冲程内燃机在它的一个工作循环中,要顺次完成、四个冲程。在冲程中,机械能转化成内能;把燃料燃烧释放的内能转化为机械能的冲程是冲程。3某汽油机飞轮转速为 3000r/min,那么,每秒钟内完成个冲程,活塞往复次,燃气推动活塞做功的次数为次。4下列实例中,属于内能转化为机械能的是()A炎热的夏天,在太阳光下的石头烫手B冬天用手掌互相磨擦取暖C点燃爆竹的导火线后,爆竹

6、腾空而起D用酒精灯加热杯里的水5关于温度、内能和热量,下列说法正确的是()A物体的温度升高,它含的热量增加B物体的内能增加,一定要吸收热量C物体的内能越多,放热一定越多D物体的温度升高,它的内能就增加6下列说法正确的是()A物体的内能增大,一定是吸收了热量B物体的内能增大,一定是外界对它做了功C同一物体,温度越低,它的内能就越少D物体的械能增加,它的内能一定增加(第 2 课时)课前预习:1调查一下你在生活中所见的机动车和机械工程车、小轿车、公共汽车、货车、推土机、挖土机等,它们都是用汽油为燃料吗?调查后从燃料的角度加以归类,试猜想它们采用不同燃料的原因。2常说的燃料是指在燃烧时能够提供_的物质

7、.燃料的燃烧是一种_ _变化,在燃料燃烧的过程中,燃料的_能转化为_能,也就是通常所说的释放出_。3什么是热值?你是怎么理解定义中“完全燃烧”概念?4你在预习中遇到的困惑是什么?一、学习目标:1通过探究,知道不同燃料的热值不同,会查热值表,会进行燃料燃烧放热的简单计算,能从能量转化的角度认识燃料的热值;2通过阅读“化石燃料的燃烧和环境保护”一文,认识燃烧排放物对环境的影响,培养环保意识,初步认识能源与人类生存和社会发展的关系;二、预习交流:相互交流预习内容三、互动突破:(一)热值活动一:比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放的热量1、做一做:完成 P54“比较质量相等的不同燃料充分燃烧时放的热量”

8、实验。思考:实验中是通过来比较酒精和碎纸片完全燃烧放出的热量的。为了保证实验的可靠性,你认为在实验中需控制不变。如果实验前用天平测出烧杯中水的质量,再结合已知的燃料的质量,并由记录的数据,利用公式 Q = cmt 计算出了水吸收的热量。他想通过这些数据计算出酒精和碎纸片的热值。你认为他的计算结果可靠吗?为什么?,2、定义:单位质量的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值。理解:如何理解定义中的“完全燃烧”?燃料的热值用 q 表示,单位是 J /kg。则质量为 m 的燃料完全燃烧放出的热量:Q=;若气体燃料的热值单位是 J /m3。则体积为 V 的燃料完全燃烧放出的热量: Q=;热值是燃料

9、本身的一种燃烧属性,它与燃料的质量、体积、实际放出热量的多少无关。了解一些燃料的热值。P55 热值表。四、总结提升:五、当堂训练:1酒精的热值是 3.0107J/kg,表示的物理意义是。一杯酒精倒出一半,剩下的酒精的热值(变大/变小/不变)。2已知天然气的热值是 7.5107 J/m3,若某家庭一个月用 8m3 天然气,则这些天然气完全燃烧时放出的热量是 J,若这些热量全部由热值是 3.0107J/kg 的焦炭来提供,应完全燃烧 kg 的焦炭。3一支蜡烛燃烧到一半时,下列说法正确的是()A它的密度将变为原来和一半 B它的比热容将变为原来的一半C它的热值将变为原来和一半 D它的质量将变为原来和一

10、半4下列关于热机和环境保护的说中,正确的是( )A热机排出的尾气没有内能 B热机的效率能达到 100%C热机都是使用汽油作燃料 D热机的大量使用会造成环境污染5将一瓶酒精用去三分之二,则剩余部分酒精的密度、比热容和热值( )A都变为原来的三分之一B密度、比热容不变,热值变为原来的三分之一C都不变 D热值不变,密度、比热容变为原来的三分之一6国防科工委组织研究的 50 吨级液氢运载火箭发动机,在我国卫星技术、高空探测和载人航天中发挥了重大作用,该发动机的燃料之所以采用液氢,是因为液氢具有()A较高的燃点 B较大的比热容C较高的沸点 D较大的热值7用燃气灶烧水,燃烧 0.5kg 的煤气,使 50k

11、g 的水从 20升高到 80。已知水的比热容为 4.2103J/kg ,煤气的热值为 4.2107J/kg。求0.5kg 煤气完全燃烧放出的热量。水吸收的热量。燃气灶烧水的效率。8质量为 50kg 的铜块,温度由 40升高到 100,需要吸收的热量是多少 J?若是用燃烧焦炭给铜块加热,已知焦炭完全燃烧时放出的热量只有 40%被铜块吸收,需要燃烧多少焦炭?焦炭的热值是 J/kg,铜的比热是 0.4103 J/(kg0C)3017.答案第一课时五、当堂训练:1答案:做功;热传递;做功;热传递;转移。2答案:吸气冲程;压缩冲程;做功冲程;排气冲程;压缩;做功。3答案:100;50;25.4答案:C5

12、答案:D6答案:C第二课时五、当堂训练:1答案:1 kg 的酒精完全燃烧能放出 3.0107J 的热量;不变。2答案:610 8 J;20.3答案:D4答案:D5答案:C6答案:D7答案:(1)Q 放 =mq=0.54.2107J/kg=2.1107J(2)Q 吸 =cm(t-t0)= 4.2103J/kg50kg(80-20 )= 1.2610 7J(3)=Q 吸 /Q 放 =1.26107J/2.1107J=60%8答案:Q 吸 =cm(t-t0)= 0.4103J/kg50kg(100 -40)= 1.210 6JQ 放 = Q 吸 /=1.2106J/40%=3106JM=Q 放 /q=3106J/ J/kg=0.1kg17.