苏科版物理九年级上册学案2：12.4机械能与内能的相互转化

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1、机械能与内能的相互转化【学习目标】1、通过活动，认识到做功是改变物体内能的一种方式，是其他形式能向内能的转化过程；2、通过观察、分析内能转化为机械能的实例，知道热机的工作原理；3、通过阅读“热机的发展历程”，了解内能的利用在人类社会发展史上的意义；4、从能量转化的角度认识燃料的热值，知道不同燃料的热值不同，会查热值表；5、会进行燃料燃烧放热的简单计算；【学习重点、难点】重点通过实验探究，了解做功是改变物体内能的另一种方式难点借助模型或挂图等媒体，了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程；【学习器材】铁丝空气压燃引火仪汽油机模型铁架台温度计烧杯水酒精碎纸片火柴【学习内容】问题一改变内能的另一种方式

2、做功1、（提出问题）采用哪些方法可以使铁丝的温度升高，内能增大？2、自主学习课本，完成自测作业使铁丝的温度升高，内能增大可以通过_或_的方式来实现。3、小组合作探究，课堂展示成果仅凭铁丝温度升高内能增大这一现象，_（能或不能）断定是通过热传递方式还是做功方式来实现的，说明做功与热传递对于_是等效的。4、（教师精讲）：热传递的实质是内能的_过程，能的形式_（有、没有）改变；做功的实质是能的_过程，能的形式_（有、没有）改变。演示压缩空气引火仪的实验实验中看到_，说明_。例：自行车轮胎打气时，打气筒也会_，这也是由于_的缘故。搓搓手会感觉热是由于_。钻木取火是由于_等。结论：对物体做功，物体的内能

3、_，是_能转化成_能。问题二、热机1、（教师精讲）：演示点火爆炸现象。在滴入酒精的密封塑料盒内点燃电火花，你观察到什么现象？根据这一原理，人们制成了将内能转化为机械能的机器热机。热机是热力发动机的简称，工作时将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能。问题三、汽油机的工作循环1、自主学习课本，完成自测作业热机是将燃料燃烧产生的_燃气的_能转化为_能的装置。常见的内燃机是_和_。2、小组合作探究，课堂展示成果汽油机在工作时,活塞在汽缸里做往复运动,活塞从汽缸的一端运动到另外一端的过程叫做一个_.思考：吸气冲程燃气会进入汽缸是因为_ _；压缩冲程_能转化为_能；做功冲程中燃气能做功是_能转化为

4、_能；内燃机的工作过程由_、_、_和_四个冲程形成一个工作循环，每个工作循环活塞往返_，飞轮转动_，对外做功_，在汽油机工作的 4 个冲程中，只有_冲程是燃气对活塞做功，内能转化为机械能；其于三个冲程都是靠消耗飞轮的_能，依靠飞轮的_来完成的。汽油机的优点是，常用在；柴油机的优点是，常用在。问题四、燃料的热值1、小组合作探究，课堂展示成果质量相等的酒精和碎纸片充分燃烧后放热相同吗？温度燃料加热前的水温/ 燃料燃尽后的水温/ 水温的变化/10g 酒精10g 碎纸片实验表明，质量相等的不同燃料，充分燃烧所放出的热量一般是的。1、（教师精讲）：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，叫做这种燃料的热

5、值。用 q 表示，单位是 J/kg.质量为 m 的燃料，完全燃烧放出的热量 Q=mq2、自主学习课本，完成自测作业气体燃料热值的单位是，放热公式为。【课后作业】1、下列四个事例中，属于利用热传递改变物体内能的是( ) A. 双手摩擦能发热 B. 烧水时水温升高C. 锯木材时锯子发烫 D. 钻木取火2、以下的日常生活事例，通过做功来增加物体内能的是（）A给自行车车胎打气，气筒发烫 B放进太阳能热水器中的水,温度升高C点燃的爆竹腾空而起D用水壶烧水，水蒸气将壶盖顶起3、现代火箭用液态氢作燃料，是因为它具有( ) A较大的比热 B较低的沸点C较大的热值 D较高的凝固点4、当水壶中的水烧开时，壶盖会被

6、顶起，从能量转化的观点看，这是水蒸气的_能转化为壶盖的机械能。5、柴油机是工农业生产中常用的热机，已知某型号柴油机的效率是 30%，在柴油机内完全燃烧 2kg 柴油能放热_J，这些热通过该柴油机的转化能对外做有用功_J。（柴油的热值为 3.3107J/kg）6、内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时这些气体的温度和内能变化的情况是（）A内能减少，温度降低 B内能增加，温度升高C内能减少，温度升高 D内能增加，温度降低7、如图是汽油机的冲程。在此冲程中，气缸中的气体体积，压强。（填“变大”、“变小”或“不变”）8、柴油机的飞轮转速是 1200r/min，则每秒钟该柴油机完成个工作循环，

7、做功次，共完成个冲程，若每次做功为 500J，则柴油机的功率为 W。9、各家各户都要烧水煮饭,有关参数如下表所示.天然气的热值 7.2107 J/m3电器的效率 90% 燃气炉效率 30%电费 0.40 元/度天然气费 2.00 元/m 3小明仔细记录了他家每天烧水、煮饭、炒菜需要的时间,并把它折算成烧水时间,相当于每天要将 20kg 的水烧开,而这个月的平均气温为 20.试问:(1)一个月(按 30 天计)加热水要吸收多少热量?(2)小明家有燃气灶具,也有电器灶具.由于电费比天然气费要便宜而效率高 ,但天然气的热值高,那么他是用电更划算、还是用天然气更划算呢?请你通过计算后回答.（总结评价）

8、：项目 小组自学得分 小组展示得分 小组堂清得分 本人得分得分答案【课后作业】1、答案：B2、答案：A3、答案：C4、答案：内5、答案：6.610 7J；1.9810 7 J6、答案：A7、答案：压缩；变小；变大。8、答案：10；10；40；5000.9、答案：(1)Q 吸 =cm(t-t0)=4.2103J/(kg0C)20kg(1000C -200C)30=2.016108J(2)需要的天然气的体积: V=Q 放 /q=Q 吸 (/q30%)=2.016108J/（7.210 7 J/m330%）9.33m3.需花费：9.33m 32.00 元/m 3=18.66 元需要消耗的电能：W= Q 吸 /90%=2.016108J/90%=2.24108J2.24108J62.2 度需花费：62.2 度0.40 元/度=24.88 元18.66 元24.88 元用天然气更划算