初三物理热机教学设计1
教学内容：热机
教学目标：
1.知识与技能
①了解四冲程汽油机的基本工作原理。
②了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。
2.过程与方法
①通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。
②利用挂图或模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。
3.情感、态度与价值观
①通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力。
②通过阅读扩展学生的知识面。
教学重点：
汽油机的工作过程。
教学难点：
汽油机和柴油机的做功冲程。
教学准备：
内燃机示教模型（带电源），教学挂图。
教学过程：
一、引入新课
用酒精灯给试管中的水加热，由于燃料在试管外燃烧，热量损失较大，内能的利用率较低。能不能把燃料移到内部去燃烧，来获得更大的动力？
二、进行新课
内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机。最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。我们首先介绍汽油机。
汽油机：用汽油作燃料的内燃机
①构造（出示模型或挂图。边指示边讲解）。
进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。（介绍名称的同时，介绍各部分的功能）。
冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。
②工作原理。
（边动作边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况）
内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。
开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程。
板书：吸气冲程。
活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程。
板书：压缩冲程
压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程。
板书：做功冲程
做功冲程结束，活塞继续由下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。
初三物理热机教学设计2
教学目标
知识目标
（1）知道热机的效率
（2）了解提高效率的途径
能力目标
用物理图表分析问题的能力，联系实际思考问题的能力
情感目标
感受技术与社会的联系，建立废物利用的观念。
教材分析
教材从提出问题入手，让学生思考热机中的效率指的是什么，讲解了热机的效率并指出了蒸气机的效率很低，内燃机的效率较高。又具体分析了内燃机的能流图，并说明了其中损失的能量是哪些，而有用的机械能只占其中的一部分。对于火电站教材也利用能流图具体的介绍了各个过程中的能量损失，而转化为电能的部分也是其中一部分。并指出了造成能量损失的一些原因。
在此基础上，教材联系实际情况，分析了提高热机效率的方法，人们利用损失的能量开阔思路用于其他的用途，达到了又节省能源又废物利用改善了环境。
教法建议
本节内容建议用学生实验探究和自主学习的方法，利用能流图分析问题还是首次接触，可以结合图解帮助学生想像，提高学生观察能能力，分析能力。本节的一个较大特点是紧密联系实际，考察了能量在具体过程中的损耗，要注重让学生细致的分析问题，养成缜密的思维形式。注重联系实际的教学，学生要能够利用所学到的提高效率的方法应用于实际生活中，解决简单的问题。教学中要结合技术和社会的关系，了解热电站相比一般的火电站的优点，并结合所生活的社区，思考关于节能和环境保护的问题。
教学设计方案
热机的效率
课题热机的效率
重难点热机的效率及影响热机效率大小的主要因素，提高热机效率的方法和意义
教学过程设计
一、热机的效率
方法1、说明热机不能把燃料燃烧放出的热量全部利用，其中有一部分散失了，从而得出热机的效率，可以画饼图分析出热机效率的定义。教师提供资料，说明一些机械的效率，例如蒸汽机、汽油机、柴油机等的实际效率。
教材中有内燃机和火电站的能流图，学生观察内燃机能流图，思考哪些是做有用功的能量，哪些是散失的能量，对于火电站也可以思考哪些是用来做有用功的能量，哪些是损失的能量。
方法2、教师在介绍完热机的效率的基础上，让学生根据课本上的内燃机和火电站的能流图来画出饼图，从饼图中分析出哪些是用来做有用功的能量，哪些是损失的.能量。
学生可以自行收集信息，说明一些机械的效率，并从中分析出内燃机的发展趋势，这种方法适用于教师要有宽广的知识面，并善于控制课堂。
二、热机效率的应用
教师提供资料，学生自主学习，学生分析和探究的参考问题有：如何提高热机的效率；热电站是怎样提高燃料的利用率的。
探究活动
实验探究：汽油机的效率
课题调查汽油机的效率
组织形式学生活动小组
活动流程提出问题；猜想与假设；制订计划与设计实验；进行实验与收集证据；分析与论证；评估；交流与合作。
参考方案调查汽油机的效率，并就其不合理的地方尽量提供建议。
备注1、写出探究过程报告。
2、发现新问题。
初三物理热机教学设计3
教学目标
(一)知识与技能
1、建立热值概念。知道热值是燃料的重要特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃料放热的简单计算。
2、了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率以及提高热机效率的意义所在。
(二)过程与方法
通过社会调查、分组交流合作，了解热机效率及热机带来的负面影响。
(三)情感态度与价值观：
了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能够简述热机使用产生的排放物
对环境的不良影响，培养自觉的环保意识，激发学生的社会责任感。
教学重点
燃料的热值、热机效率以及学生环保意识的培养。
教学难点
热机效率的理解和环境保护。
课前准备
木柴、烟煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油气(打火机中装有)等燃料样本，多媒体课件，布置学生课前进行有关环境污染方面的社会调查。
教学过程
一、引入新课
无论是烧菜做饭，还是奔驰的汽车与火车，乃至直入苍穹的火箭等都离不开燃料。即从原始人类学会用火的那天起，至今，人们使用的能量绝大部分还是通过燃料燃烧获得的。那么燃料燃烧释放的能量究竟有多少用来做了有用功?以及燃料的燃烧对环境会造成那些影响呢?今天我们一起来学习“第四节热机效率和环境保护”。
二、新课教学
1、课件展示：木柴取暖、煤气烧饭、锅炉中煤炭燃烧、内燃机车、飞机、轮船等，引出常见的燃料。
2、设疑：常见的燃料有木柴、煤炭、汽油、酒精等，在燃烧时都会释放能量，但它们释放能量的能力是否相同呢?如果不同，那又如何来表示它们这种能力的大小呢?
3、交流与讨论：如何比较不同燃料燃烧释放能量的能力的不同?
注：如果学生不能回答，可由教师引导：必须保证哪些量相同才能进行比较?(燃料的质量要相同，而且都要完全燃烧)。
(一)燃料的热值
燃料的热值：把1千克某种燃料完全燃烧释放出的能量(热量)叫做这种燃料的热值。用q表示。单位是J/kg，气体燃料热值单位是J/m3。
注意，质量必须是单位质量1千克，必须完全燃烧。
强调：热值是燃料的重要特性，只和燃料的种类有关，与质量和是否完全燃烧无关。
学生查热值表，并表述木柴、液化气热值的物理意义。
由热值的定义我们知道：
1kg的干木柴完全燃烧释放出1.2×107J的热量;
那么质量为mkg的干木柴完全燃烧释放出多少J的热量，怎么计算?
m﹒q
由此得出热值的计算公式：Q=mq。
思考：气体燃料通常不用质量而用体积，因此计算气体燃料放热时，公式应该写成Q=qV
例：计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。
解：查表可知q=3.3×107J/kg，
所以Q=mq=4kg×3.3×107J/kg=1.32×108J。
答：完全燃烧释放的热量为1.32×108J。
估算练习：在图12-26所示的情况下，所需的干木柴、烟煤和汽油。
交流与讨论：在图12-26中，实际需要的干木柴、烟煤和汽油的质量大大超过计算得出的数值，这是为什么?
(二)热机效率
实际上热机工作时，并不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功，有很大一部分能量在工作的过程中损耗掉了。
课件展示：教材图12-27“热机燃料燃烧能量走向示意图”。
由图可知，真正能转变为有用功的能量只是燃料燃烧所释放能量的一部分。
热机效率：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。用η表示(即η=Q有/Q总×100%)。
过渡语：为了合理利用能源，人们一直都在努力提高热机的效率。
自学P38第四自然段
交流与讨论：如何合理利用能源，提高热机的效率?
归纳：主要途径是减少热机各种能量损失。
具体措施：(1)使燃料尽可能完全燃烧(煤粉、鼓风)
(2)减小机械摩擦(选用优良润滑油)
(3)尽量简化机械传动部分(三角旋转式发动机)
5、课件展示：各种热机的效率
思考：热机的效率能否达到100%?为什么?
(三)环境保护
热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了一些负面影响，造成了环境污染，如噪声污染、废气污染等。
课件展示：燃料燃烧造成的环境污染的有关图片和生活场景。
交流与讨论：通过上面的展示，并联系我们的生活环境谈一谈：燃料燃烧对环境有哪些影响?
归纳：(1)燃料燃烧排放的烟尘，使空气混浊，影响动植物生长。
(2)汽车等交通工具排放的尾气：如过多二氧化碳，引起地球温室效应，全球气候变暖。CO能造成“煤气中毒”，让人缺氧致死。二氧化硫会形成酸雨，危害植物、危害庄稼，破坏生态平衡，还会腐蚀建筑物……
阅读：我国大气环境质量标准和信息窗内容，进行环保总动员。
三、课堂小结：
1、热值：①概念：②单位;③公式：④计算：
2、热机效率：①概念：②提高热机效率的途径：具体措施：
3、保护环境，从我做起。
四、课堂练习
1、液化气的热值是4.9×107J/m3，，其物理意义是，完全燃烧5m3的液化气可以产生J的热量。
2、火箭常用液态氢气作燃料，其原因是。
3、下列关于热值的说法正确的是()
A、燃料不燃烧，其热值为零。
B、燃料不完全燃烧其热值要变小。
C、.燃料的热值与燃烧情况和质量无关，只与燃料种类有关。
D、燃料燃烧时放出热量多的其热值就大。
4、一个含0.6kg无烟煤的蜂窝煤，能烧开5瓶水，而0.6kg的液化气可以供普通人家一天做饭、烧开水、洗澡用水。这样看来不同的燃料的不同，若q无烟煤=3.4×107J/kg，5瓶水的质量是9kg，从20℃到烧开，那么这个煤炉的效率是。(一个标准大气压下)
5、要提高热机的效率，下列做法不可行的是()
A、尽量减少废气带走的热量。
B、尽量保持机械部件之间有良好的润滑。
C、尽量减少曲轴传递给飞轮的机械能。
D、尽量减少散热损失。
6、煤和石油在燃烧时生成的气体中含有大量的二氧化碳、氮氧化合物等，燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，这些和排放到空气中，严重污染了大气。
7、用煤炭烧开水，水实际吸收的热量远远小于依照热值计算的热量，为什么?
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