《熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)》優(yōu)質(zhì)課教學(xué)設(shè)計(jì)新課標(biāo)滬科版九年級(jí)物理

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1、《熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)》教學(xué)設(shè)計(jì) 【教學(xué)目標(biāo)】 知識(shí)與技能: 1、建立熱值概念。知道熱值是燃料的重要特性,了解熱值的表示法和常見燃料的熱值,能利用熱值表進(jìn)行有關(guān)燃料放熱的簡單計(jì)算。 2、了解熱機(jī)效率。知道熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主要流向,知道可以怎樣提高熱機(jī)效率以及提高熱機(jī)效率的意義所在。 過程與方法:通過社會(huì)調(diào)查、分組交流合作,了解熱機(jī)效率及熱機(jī)帶來的負(fù)面影響。 情感態(tài)度與價(jià)值觀:了解熱機(jī)的利用與人類社會(huì)發(fā)展的關(guān)系,并能夠簡述熱機(jī)使用產(chǎn)生的排放物對(duì)環(huán)境的不良影響,培養(yǎng)自覺的環(huán)保意識(shí),激發(fā)學(xué)生的社會(huì)責(zé)任感。 【教學(xué)重點(diǎn)】 燃料的熱值、熱機(jī)效率以及學(xué)生環(huán)保意識(shí)的培養(yǎng)。 【教學(xué)難點(diǎn)

2、】 熱機(jī)效率的理解和環(huán)境保護(hù)。 【教學(xué)準(zhǔn)備】 木柴、煙煤、焦炭、汽油、柴油、酒精、液化石油氣(打火機(jī)中裝有)等燃料樣本,多媒體課件,布置學(xué)生課前進(jìn)行有關(guān)環(huán)境污染方面的社會(huì)調(diào)查。 【教學(xué)方法】 啟發(fā)式教學(xué)法,自學(xué)討論法,設(shè)疑問教學(xué)法,類比教學(xué)法。 【教學(xué)過程】 一、新課引入。 無論是燒菜做飯,還是奔馳的汽車與火車,乃至直入蒼穹的火箭等都離不開燃料。即從原始人類學(xué)會(huì)用火的那天起,至今,人們使用的能量絕大部分還是通過燃料燃燒獲得的。那么燃料燃燒釋放的能量究竟有多少用來做了有用功?以及燃料的燃燒對(duì)環(huán)境會(huì)造成那些影響呢?今天我將和大家一道共同來學(xué)習(xí)“第四節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)”。(出示課

3、題) 二、新課學(xué)習(xí): 1、[課件展示]:木柴取暖、煤氣燒飯、鍋爐中煤炭燃燒、內(nèi)燃機(jī)車、飛機(jī)、輪船等,引出常見的燃料。 2、[設(shè)置疑問]:常見的燃料有木柴、煤炭、汽油、酒精等,在燃燒時(shí)都會(huì)釋放能量,但它們釋放能量的能力是否相同呢?如果不同,那又如何來表示它們這種能力的大小呢? 3、[交流與討論]:如何比較不同燃料燃燒釋放能量的能力的不同? 注:如果學(xué)生不能回答,可由教師引導(dǎo):必須保證哪些量相同才能進(jìn)行比較?(燃料的質(zhì)量要相同,而且都要完全燃燒)。 4、(由此)引導(dǎo)學(xué)生給熱值下定義。 (一)、燃料的熱值 ①定義:把1千克某種燃料完全燃燒釋放出的能量(熱量)叫做這種燃料的熱值。用q表

4、示。(出示板書)。單位是J/kg,氣體燃料熱值單位是J/m3。 ②[思考]:給熱值下定義時(shí)你認(rèn)為應(yīng)該注意哪些?(一是質(zhì)量必須是單位質(zhì)量1千克,這就保證了質(zhì)量相同;二是必須完全燃燒) ③[強(qiáng)調(diào)]:熱值是燃料的重要特性,只和燃料的種類有關(guān),與質(zhì)量和是否完全燃燒無關(guān)。 ④學(xué)生查熱值表,并表述木柴、液化氣熱值的物理意義。 5、引導(dǎo)學(xué)生推導(dǎo)熱值的計(jì)算公式。 由熱值的定義我們知道: 1 kg的干木柴完全燃燒釋放出1.2107J的熱量; 那么質(zhì)量為m kg的干木柴完全燃燒釋放出多少J的熱量,怎么計(jì)算? 學(xué)生回答:m﹒q 。由此得出熱值的計(jì)算公式:Q=m﹒q。 [思考]:氣體燃料通常不用質(zhì)量

5、而用體積,因此計(jì)算氣體燃料放熱時(shí),公式應(yīng)該寫成? 6、例題:計(jì)算4kg柴油完全燃燒釋放的熱量。 解:查表可知q=3.3107J/kg, 所以Q=mq=4 kg3.3107J/kg=1.32108 J。 答:完全燃燒釋放的熱量為1.32108 J。 7、[學(xué)生估算]:在圖所示的情況下,所需的干木柴、煙煤和汽油。 [交流與討論]:在圖中,而實(shí)際需要的干木柴、煙煤和汽油的質(zhì)量大大超過計(jì)算得出的數(shù)值,這是為什么? (二)、熱機(jī)效率。 1、[引語]:實(shí)際上熱機(jī)工作時(shí),并不能將燃料所蘊(yùn)藏的化學(xué)能全部用來對(duì)外做有用功,有很大一部分能量在工作的過程中損耗掉了。 2、[課件展示]:課本“熱機(jī)燃

6、料燃燒能量走向示意圖”。 由圖可知,真正能轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰恐皇侨剂先紵尫拍芰康囊徊糠帧? 3、引導(dǎo)學(xué)生由機(jī)械效率的定義得出熱機(jī)效率。 定義:熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效率。用η表示(即η=Q有/Q總100%)。 [過渡語]:為了合理利用能源,人們一直都在努力提高熱機(jī)的效率。 4、 學(xué)生自學(xué)P38第四自然段 [交流與討論]:如何合理利用能源,提高熱機(jī)的效率? 后學(xué)生歸納:主要途徑是減少熱機(jī)各種能量損失。 具體措施: (1)使燃料盡可能完全燃燒(煤粉、鼓風(fēng)) (2)減小機(jī)械摩擦(選用優(yōu)良潤滑油) (3)盡量簡化機(jī)械傳動(dòng)部分(三角旋轉(zhuǎn)式發(fā)

7、動(dòng)機(jī)) 5、[課件展示]:各種熱機(jī)的效率 [思考]:熱機(jī)的效率能否達(dá)到100%?為什么? 三)環(huán)境保護(hù) [引語]:熱機(jī)為人類的發(fā)展做出了重大貢獻(xiàn),但也帶來了一些負(fù)面影響,造成了環(huán)境污染,如噪聲污染、廢氣污染等。 1、[課件展示]:燃料燃燒造成的環(huán)境污染的有關(guān)圖片和生活場(chǎng)景。 2、[交流與討論]:通過上面的展示,并聯(lián)系我們的生活環(huán)境談一談:燃料燃燒對(duì)環(huán)境有哪些影響? 后學(xué)生歸納: (1)燃料燃燒排放的煙塵,使空氣混濁,影響動(dòng)植物生長。 (2)汽車等交通工具排放的尾氣:如過多CO2引起地球溫室效應(yīng),全球氣候變暖。CO能造成“煤氣中毒”,讓人缺氧致死。SO2會(huì)形成酸雨,危害植物、危

8、害莊稼,破壞生態(tài)平衡,還會(huì)腐蝕建筑物……  3、[閱讀]:我國大氣環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)和信息窗內(nèi)容,進(jìn)行環(huán)??倓?dòng)員。 4、[交流與討論]:結(jié)合生活實(shí)際談?wù)劊簽榱吮Wo(hù)環(huán)境,應(yīng)該怎樣從我做起? 然后抽幾個(gè)學(xué)生代表上臺(tái)發(fā)表環(huán)保演講。 三、課堂小結(jié): 出示課件: 1、熱值:①概念:②單位;③公式:④計(jì)算: 2、熱機(jī)效率:①概念:②提高熱機(jī)效率的途徑:具體措施: 3、保護(hù)環(huán)境,從我做起。 四、課內(nèi)信息反饋:  1、液化氣的熱值是4.9107J/ m3,,其物理意義是       ,完全燃燒5 m3 的液化氣可以產(chǎn)生  J的熱量?!? 2、火箭常用液態(tài)氫氣作燃料,其原因是          。

9、 3、下列關(guān)于熱值的說法正確的是(   ) A.燃料不燃燒,其熱值為零。 B.燃料不完全燃燒其熱值要變小。 C.燃料的熱值與燃燒情況和質(zhì)量無關(guān),只與燃料種類有關(guān)。 D. 燃料燃燒時(shí)放出熱量多的其熱值就大。 4、一個(gè)含0.6 kg無煙煤的蜂窩煤,能燒開5瓶水,而0.6 kg的液化氣可以供普通人家一天做飯、燒開水、洗澡用水。這樣看來不同的燃料的   不同,若q無煙煤=3.4107J/kg,5瓶水的質(zhì)量是9kg,從20℃到燒開,那么這個(gè)煤爐的效率是    。(一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下) 5、要提高熱機(jī)的效率,下列做法不可行的是( ?。? A.盡量減少廢氣帶走的熱量。 B.盡量保持機(jī)械部件之間

10、有良好的潤滑。 C.盡量減少曲軸傳遞給飛輪的機(jī)械能。 D.盡量減少散熱損失。 6、煤和石油在燃燒時(shí)生成的氣體中含有大量的二氧化碳、氮氧化合物等,燃料的不完全燃燒還會(huì)產(chǎn)生粉塵和一氧化碳,這些  和  排放到空氣中,嚴(yán)重污染了大氣。 7、用煤炭燒開水,水實(shí)際吸收的熱量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于依照熱值計(jì)算的熱量,為什么? 五、實(shí)踐活動(dòng): 請(qǐng)教化學(xué)老師,了解汽車、拖拉機(jī)等熱機(jī)排放的廢氣中,主要有哪些成分?再請(qǐng)教生物老師,了解哪些對(duì)人有害?有什么樣的危害?哪些對(duì)熱體無害?再從網(wǎng)上或有關(guān)資料中查詢,寫一份關(guān)于熱機(jī)與環(huán)境的調(diào)查報(bào)告。 【板書設(shè)計(jì)】 第四節(jié)  熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù) (一) 燃料的熱值 1、定義:把1千克某種燃料完全燃燒釋放出的能量(熱量)叫做這種燃料的熱值。用q表示。 2、單位:J/kg(固體、液體) J/ m3(氣體) 3、公式:Q=mq(或Q=Vq) 4、計(jì)算: (二)熱機(jī)效率 1、定義:熱機(jī)轉(zhuǎn)變?yōu)橛杏霉Φ哪芰颗c燃料完全燃燒所釋放的能量的比值稱為熱機(jī)效率。用η表示。 2、公式:η=Q有/Q總100% 3、提高熱機(jī)效率的主要途徑:減少熱機(jī)各種能量損失 (三)環(huán)境保護(hù):從我做起 【教學(xué)反思】

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