沪科版九年级物理上册教案　第十三章第四节 热机效率和环境保护

教案：沪科版九年级物理上册第十三章第四节热机效率和环境保护一、教学内容1.热机的效率：本节介绍了热机的效率的概念，让学生理解热机效率的定义及其意义。然后通过实例分析，让学生了解影响热机效率的因素，如燃料的热值、热机的损失等。2.提高热机效率的方法：本节介绍了提高热机效率的两种主要方法，一是提高燃料的利用率，二是减少热损失。同时，通过实例让学生了解如何在实际应用中提高热机效率。3.热机对环境的影响：本节让学生了解热机在使用过程中对环境的影响，如废气排放、噪音污染等，并介绍了减少这些影响的方法。二、教学目标1.理解热机的效率的概念，掌握影响热机效率的因素，了解提高热机效率的方法。2.了解热机在使用过程中对环境的影响，认识减少这些影响的重要性。3.培养学生的实践操作能力，提高学生的环保意识。三、教学难点与重点1.教学难点：热机效率的计算，影响热机效率的因素。2.教学重点：提高热机效率的方法，热机对环境的影响。四、教具与学具准备1.教具：多媒体课件，热机模型，燃料实验器材。2.学具：笔记本，笔。五、教学过程1.实践情景引入：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：讲解热机的效率的概念，影响热机效率的因素，提高热机效率的方法，热机对环境的影响。3.例题讲解：通过具体的例题，让学生理解热机效率的计算方法，以及如何根据计算结果提出改进意见。4.随堂练习：让学生根据所学的知识点，解决一些实际问题，如分析一些热机的效率低的原因，提出改进意见等。6.布置作业：布置一些有关热机效率和环境保护的作业，让学生在课后进一步巩固所学知识。六、板书设计板书设计如下：第十三章第四节热机效率和环境保护一、热机的效率1.概念：热机效率=做有用功的能量/燃料完全燃烧放出的能量2.影响因素：燃料的热值，热机的损失等。二、提高热机效率的方法1.提高燃料的利用率2.减少热损失三、热机对环境的影响1.废气排放2.噪音污染四、提高热机效率，保护环境1.选择高热值的燃料2.改进热机结构，减少热损失3.加强环保意识，减少热机排放七、作业设计1.计算题：某热机的效率为70%，如果将燃料的热值提高20%，问热机的效率会提高多少？答案：热机的效率会提高约14.3%。（1）某摩托车在行驶过程中，排气管冒黑烟。答案：原因是燃料燃烧不充分，改进意见是加大空气流量，提高燃料的燃烧效率。（2）某蒸汽机在工作过程中，蒸汽泄漏严重。答案：原因是蒸汽机密封性能差，改进意见是加强密封，减少蒸汽泄漏。八、课后反思及拓展延伸本节课通过讲解热机的效率的概念，让学生了解提高热机效率的方法，以及热机对环境的影响，培养了学生的实践操作能力，提高了学生的环保意识。但在教学过程中，要注意加强对学生的引导，让学生主动参与课堂讨论，提高课堂效果。同时，可以结合实际情况，让学生了解一些我国在提高热机效率和环境保护方面的政策和措施，拓宽学生的知识视野。重点和难点解析：热机效率的计算及其影响因素一、热机效率的计算热机效率是衡量热机性能的重要指标，它表示热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。热机效率的计算公式如下：热机效率=做有用功的能量/燃料完全燃烧放出的能量其中，做有用功的能量是指热机在运行过程中对外做的有用功，如推动汽车前进的功、发电的功等；燃料完全燃烧放出的能量是指燃料在完全燃烧过程中释放出的总能量。二、影响热机效率的因素1.燃料的热值燃料的热值是指单位质量的燃料在完全燃烧过程中释放出的能量。燃料的热值越高，相同质量的燃料释放出的能量越多，热机的效率也就越高。因此，选择高热值的燃料可以提高热机的效率。2.热机的损失热机在运行过程中，总会有一定的能量损失，如废气损失、散热损失、机械损失等。这些损失会导致热机的效率降低。因此，减少热机的损失是提高热机效率的重要方法。（1）废气损失：热机在工作过程中，排出的废气温度较高，携带走了一定的能量。减少废气损失的方法有：提高燃烧室的温度，使燃料更充分地燃烧；优化排气系统，降低废气温度。（2）散热损失：热机在工作过程中，由于热传导、对流等原因，部分热量会散失到周围环境中。减少散热损失的方法有：加强热机的保温措施，提高热机的绝热性能；优化热机的结构设计，降低热损失。（3）机械损失：热机在工作过程中，由于摩擦、振动等原因，会产生一定的机械损失。减少机械损失的方法有：选用高质量的润滑油，降低摩擦系数；采用减振措施，降低振动幅度。三、提高热机效率的方法1.提高燃料的利用率（1）改进燃烧设备，提高燃料的燃烧速度和燃烧程度，使燃料更充分地燃烧。（2）优化供油（或供气）系统，使燃料供应与热机的工作需求相匹配，提高燃料的利用率。2.减少热损失（1）采用先进的废气回收技术，将废气中的热量回收利用，降低废气损失。（2）加强热机的保温措施，降低散热损失。（3）采用先进的润滑技术，降低机械损失。继续：热机效率的计算及其影响因素（续）四、实例分析实例1：汽车引擎的热机效率假设一辆汽车引擎的热机效率为30%，燃料完全燃烧放出的能量为1000kJ，求汽车引擎做的有用功。解：热机效率=做有用功的能量/燃料完全燃烧放出的能量30%=做有用功的能量/1000kJ做有用功的能量=300kJ实例2：蒸汽机的效率提升假设一台蒸汽机在没有采取任何改进措施时的热机效率为40%，经过改进后，热机效率提升至45%。问改进措施对热机效率的提升幅度是多少？解：提升幅度=(改进后的热机效率原热机效率)/原热机效率提升幅度=(45%40%)/40%提升幅度=12.5%五、课堂活动与讨论1.小组讨论：让学生分组讨论如何提高热机效率的方法，以及这些方法在实际应用中的可行性。2.演示实验：让学生观看或亲自进行一些与热机效率相关的实验，如燃料燃烧实验、废气热量回收实验等，从而加深对热机效率的理解。六、课后作业布置一些与热机效率及其影响因素相关的作业，帮助学生巩固所学知识。作业可以包括计算题、分析题等多种类型。七、拓展与延伸在学生掌握了热机效