第13章 第4节 热机效率和环境保护（新教案）-2023-2024学年九年级上册物理（沪科版）

教案：第13章第4节热机效率和环境保护一、教学内容1.热机的效率：学生需要了解热机的效率的概念，理解热机效率的计算方法，以及影响热机效率的因素。2.提高热机效率的途径：学生需要掌握提高热机效率的方法，包括改善燃料的燃烧条件，减少热损失等。3.热机对环境的影响：学生需要了解热机排放的废气对环境的影响，以及如何减少这些影响。二、教学目标1.学生能够理解热机的效率的概念，掌握热机效率的计算方法。2.学生能够了解提高热机效率的途径，能够分析实际问题，提出解决方法。3.学生能够了解热机对环境的影响，知道如何减少这些影响，培养学生的环保意识。三、教学难点与重点1.教学难点：热机效率的计算方法，以及如何减少热损失，提高热机效率。2.教学重点：热机的效率的概念，提高热机效率的途径，热机对环境的影响。四、教具与学具准备1.教具：多媒体课件，黑板，粉笔。2.学具：课本，笔记本，笔。五、教学过程1.实践情景引入：教师可以通过展示一些热机的图片，让学生了解热机在日常生活中的应用，引出本节课的主题。2.知识点讲解：教师可以通过讲解热机的效率的概念，热机效率的计算方法，影响热机效率的因素，提高热机效率的途径，热机对环境的影响等知识点，让学生掌握本节课的主要内容。3.例题讲解：教师可以选择一些与热机效率和环境保护相关的例题，进行讲解，让学生能够理解并应用所学知识。4.随堂练习：教师可以设计一些随堂练习题，让学生在课堂上完成，检验学生对知识的掌握情况。六、板书设计板书设计如下：第13章第4节热机效率和环境保护一、热机的效率1.概念2.计算方法3.影响因素二、提高热机效率的途径1.改善燃料的燃烧条件2.减少热损失三、热机对环境的影响1.废气排放对环境的影响2.减少废气排放的方法七、作业设计1.计算题：一个热机的效率为30%，如果输入的热量为1000J，求输出的有用能量。答案：输出的有用能量为300J。2.论述题：请你谈谈如何减少热机的废气排放，保护环境。（1）改善燃料的燃烧条件，提高燃料的燃烧效率；（2）加强热机的散热，减少热损失；（3）采用先进的环保技术，对废气进行处理，减少对环境的影响。八、课后反思及拓展延伸1.课后反思：教师可以对本节课的教学效果进行反思，看看是否达到了预期的教学目标，学生对知识的掌握情况如何，有哪些需要改进的地方。2.拓展延伸：教师可以引导学生进一步学习热机的相关知识，如热机的原理，热机的发展历程等，让学生对热机有更深入的了解。重点和难点解析：热机效率的计算方法及影响因素一、热机效率的计算方法热机效率是热机输出功（或有用能量）与输入热量之比。其计算公式如下：热机效率（η）=（输出功/输入热量）×100%其中，输出功指的是热机在做功过程中对外做的有用功，输入热量是指热机在燃料燃烧过程中吸收的热量。需要注意的是，热机效率的计算仅考虑了有用功与输入热量之间的关系，实际上，在热机工作过程中，总会有一部分热量散失到周围环境中，这部分热量不参与做功，因此在计算热机效率时，应从输入热量中扣除这部分热量。通常，这部分热量被称为废气热量。二、影响热机效率的因素1.燃料的燃烧程度：燃料燃烧得越充分，热量释放得越多，热机的效率相对较高。因此，提高燃料的燃烧程度是提高热机效率的关键因素之一。2.热机的热损失：热机在工作过程中，总会有一部分热量损失，如散热、废气带走的热量等。减少这些热损失可以提高热机效率。3.热机的结构和工作方式：不同的热机结构和工作方式对热机效率有直接影响。例如，相同类型的热机，循环方式、膨胀比等参数不同，其效率也会有所不同。4.燃料的性质：燃料的性质，如热值、燃烧温度等，也会影响热机效率。高热值、高燃烧温度的燃料在燃烧过程中能释放更多的热量，从而提高热机效率。5.操作条件：热机的操作条件，如转速、负荷等，也会对热机效率产生影响。在最佳操作条件下，热机效率可以达到最高。三、提高热机效率的途径1.改善燃料的燃烧条件：通过优化燃烧设备、提高燃料的预处理质量等方法，使燃料燃烧得更加充分，提高热机效率。2.减少热损失：采用先进的绝热材料、提高热机部件的加工精度、改进热机的设计结构等方法，减少热损失。3.优化热机的结构和工作方式：通过研究、改进热机的循环方式、膨胀比等参数，提高热机效率。4.选用高热值、高燃烧温度的燃料：选用高质量的燃料，提高热机效率。5.优化操作条件：在实际运行过程中，根据热机的工作特性，调整操作参数，使热机在最佳状态下运行，提高热机效率。热机效率是热机设计和运行过程中需要重点关注的一个重要指标。通过了解热机效率的计算方法，分析影响热机效率的因素，并采取相应的措施，可以有效提高热机效率，降低能源消耗，保护环境。本节课程教学技巧和窍门一、语言语调1.在讲解热机效率的计算方法和影响因素时，教师应采用清晰、简洁的语言，确保学生能够理解所讲述的内容。2.语言语调要生动有趣，变化丰富，以吸引学生的注意力，激发学生的学习兴趣。3.在讲述热机效率的计算方法时，可以使用实际例子进行讲解，让学生更容易理解和记忆。二、时间分配1.合理分配课堂时间，确保每个部分的教学内容都有足够的讲解和讨论时间。2.在讲解热机效率的计算方法和影响因素时，可以适当延长时间，确保学生充分理解和掌握这些知识点。3.在课堂留出一定时间进行课堂小结和作业布置。三、课堂提问1.在讲解热机效率的计算方法和影响因素时，教师可以适时提问，引导学生思考和参与课堂讨论。2.鼓励学生提问，解答学生的疑问，帮助学生更好地理解和掌握知识。3.可以通过小组讨论的方式，让学生互相提问和解答，促进学生之间的交流和合作。四、情景导入1.可以通过展