人教版九年级物理上册第十四章教案教学设计

人教版九年级物理上册第十四章教案教学设计一、主题单元规划思维导图二、单元目标(一)课标要求1.了解热机的工作原理。知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。2.从能量转化的角度认识燃料的热值。3.从能量的转化和转移的角度认识效率。4.知道能量守恒定律。列举日常生活中能量守恒的实例。(二)核心素养要求1.通过实验,认识能量可以从一个物体转移到另一个物体,不同形式的能量可以互相转化。2.有用能量转化与守恒的观点分析问题的意识。3.了解能量及其存在的不同形式。描述各种各样的能量和生产、生活的联系。第1节热机教材分析一、课标分析1.了解热机的分类。2.知道热机的工作原理。3.了解汽油机和柴油机的区别。二、内容和地位分析本节由热机、汽油机和柴油机三部分组成,是这一章的第一节,承接了上一章内能的相关知识,同时也为下一节热机的效率做好了知识准备。热机是一种广泛使用的动力设备,通过本节内容的学习,学生不仅可以学到一些有用的实际知识,还可以了解物理知识对解决实际问题的重要作用。教材对于汽油机和柴油机都是从构造、工作过程和优缺点三方面来讲述的,构造只介绍了那些为讲清工作过程所必须知道的部件,工作过程介绍得比较详细,优缺点只作了简略介绍。学情分析从知识储备上来说,学生已经学习了内能的相关知识,八年级下册学习了功和机械能的知识,为本节做好了准备,学生通过一年的物理学习,也逐步体会到物理是一门应用型很强的学科,是基于实验和生活的学科,而且学生也具备一定的实验观察能力和分析推理能力。教学目标1.知道热机的概念,初步了解热机的工作原理,理解热机的原理就是将燃料的化学能转化成内能,再转化成机械能。2.了解汽油机和柴油机的工作过程及能量转化。3.知道汽油机和柴油机的区别,以及各自的优缺点。4.体会内燃机的一个工作循环中,活塞往复运动次数,曲轴转动圈数。核心素养1.体会人类非凡的创造力对世界的影响。体会内能的利用对人类发展的重要作用。2.通过对汽油机和柴油机的工作原理的学习,了解内燃机对人类文明的进步的作用和发展前景。重点难点重点:内燃机的工作原理和过程。汽油机和柴油机的异同及能量转化。难点:内燃机的一个工作循环中,活塞往复运动次数,曲轴转动圈数。教学过程教学环节教学内容学生活动教学意图环节一:导入新课向学生展示图片,描述蒸汽时代的纺织、火车、轮船。热蒸汽为我们提供了强大的推力,把人们从繁重的体力劳作中解放出来。学生观看图片并思考、交流。用热机的出现给人类生活带来巨大变化引入新课,向学生介绍热机简史,为学习热机做准备。环节二:热机及其分类观看教师演示实验,讨论这个过程中的能量转化。展示各种热机的实物图片。例1如图所示的四种交通工具中,不用热机作为动力机械的是()A.电动车B.卡车C.轮船D.飞机学生观看演示实验并思考。分享知道的热机的种类。学生答题,教师答疑。通过观看和分析实验过程,得到热机的概念:利用内能做功的机械。开拓学生的视野,体会热机的应用领域广泛。及时巩固热机的概念,检验学习成果。环节三:汽油机及其工作过程结合教材内容及预习的成果,完成填图,并分享和展示。认识汽油机的主要构造并掌握汽油机的工作过程及其能量转化。

续表教学环节教学内容学生活动教学意图环节三:汽油机及其工作过程2.提供动图和实物模型展示例2如图所示的是单缸四冲程汽油机的工作示意图,下列说法正确的是()A.甲是压缩冲程B.这四个冲程的正确顺序是乙→丙→甲→丁C.丁冲程将内能转化为机械能D.甲冲程将内能转化为机械能例3在试管内装些水,用软木塞塞住,加热使水沸腾,水蒸气会把软木塞冲开。有的同学由这个装置联想到内燃机,请你用连线反映出他联想创新的思维过程。高温高压的水蒸气坚固汽缸酒精燃烧 活塞运动做功玻璃试管 高温高压的燃气软木塞冲出 油料燃烧学生分享并完成图表的填写,进行总结和梳理。体会连续工作过程和建立立体实物印象。学生答题,教师答疑。学生讨论、回答问题。通过学生自主学习,分享讨论,填表纠错的过程,加深对本节第一个重难点的理解和掌握。体验、观察并分享结论,全方位突破难点。及时巩固汽油机的工作过程的知识,检验学习成果。让学生体会获得知识的成就感,对学习成果进行检测。

续表教学环节教学内容学生活动教学意图环节四:汽油机和柴油机的区别阅读教材上柴油机的相关内容,并完成以下的表格。汽油机柴油机构造吸气冲程点燃方式例4汽油机和柴油机相比较,下列叙述中正确的是()A.柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物,汽油机吸入汽缸的是空气B.在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的C.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高D.在压缩冲程末,汽油机汽缸内的温度比柴油机的高结合汽油机和柴油机的特点,谈一谈二者有何区别。学生答题,教师答疑。通过对比,让学生加深对汽油机和柴油机的区别的记忆。及时巩固汽油机和柴油机的区别的知识,检验学习成果。环节五:汽油机和柴油机的应用汽油机和柴油机各自的特点和应用领域有哪些?汽油机的特点:质量轻、转速高、结构简单,维修方便。汽油机的应用:小汽车,摩托车,小型飞机等。柴油机的特点:笨重、功率大、效率高、结构强度高。柴油机的应用:拖拉机,坦克,轮船等。例5下列关于汽油机和柴油机的说法中正确的是()A.柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程B.汽油机和柴油机都属于内燃机C.汽油机比柴油机笨重D.汽油机的功率比柴油机大结合各自的特点,学生分享并展示各种汽油机和柴油机应用的实际场景。学生答题,教师答疑。提高学生的自学能力和辨析思考能力,丰富学生的认知。及时巩固汽油机和柴油机的特点和应用的知识,检验学习成果。

续表教学环节教学内容学生活动教学意图板书设计第1节热机一、热机1.热机的原理2.热机的种类二、内燃机1.汽油机:工作过程及能量转化。2.柴油机:柴油机的工作过程;柴油机与汽油机有哪些不同。3.汽油机和柴油机的优缺点课堂练习课堂8分钟课堂小结本节课你学到了什么?有哪些收获呢?作业布置1.《七彩作业》第十四章第1节。2.“动手动脑学物理”第1~4题。教学反思

第2节热机的效率教材分析一、课标分析1.理解热值的意义。2.从能量转化的角度理解热机的效率。3.知道热机的利用给人类带来的危害。4.了解提升热机效率的意义。二、内容和地位分析本节内容由燃料的热值和热机的效率两个部分组成,是上一节内燃机知识的延续,《义务教育物理课程标准(2022年版)》(以下简称《标准2022》)要求从能量转化的角度认识燃料的热值,侧重于通过热值认识化学能和内能的转化。通过本节课的学习,可以使学生认识到内燃机工作时,燃料燃烧放出的热量并不能全部被利用,这样,就需要引入“效率”这一概念。通过本节内容的学习,还能帮助学生对内能的利用有一个更全面的认识,并为下节能量的转化与守恒做好准备。同时,学生也会进一步体会人类文明的进步对生产、生活的重大影响,除了发展进步以外,也带来了环境污染、资源浪费等问题,引发学生的深入思考。本节内容需要正确区分热值与热量,从概念、单位、意义等方面区分。学情分析已有知识及方法:学生具有对不同燃料放热本领不同的生活经验,以及比值法定义物理量,机械效率等知识储备。未知知识及方法:热值的概念和理解,热机效率的意义。教学目标1.从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同,建立热值的概念。2.能简单计算燃料燃烧放出的热量。3.能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向,知道什么是热机的效率。核心素养1.培养学生乐于观察和思考日常生活中的物理学道理。2.从科学的角度理解热机有关知识,培养学生的环境保护意识。重点难点重点:热值的概念和意义。难点:热机的效率的计算。教学过程教学环节教学内容学生活动教学意图环节一:导入新课小视频——火箭发射升空。提问:火箭升空使用的是什么燃料呢?为什么要用这种燃料?学生观看视频并思考、交流,回答问题。通过壮观的火箭发射升空视频,激发学生的学习兴趣,引起学生对燃料的某种特性的思考。环节二:燃料的热值请同学们思考我们生活中都有哪些燃料,并展示各种燃料的图片。活动1:不同燃料的放热本领相同吗?如何比较谁的放热本领强呢?结合生活经验和之前所学知识谈一谈。教师总结学生的分享,给出热值的概念:某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量(气体为体积)之比,叫做这种燃料的热值。活动2:请学生阅读教材第23页“小资料”,总结规律。归纳总结:(1)热值是燃料本身的性质,与燃料的种类有关。(2)燃料的热值与质量、体积、温度、完全燃烧与否无关。学生交流、讨论、分享。学生阅读教材内容,理解燃料的热值的概念。从学生熟悉的问题入手,进一步提问,引发思考。结合生活经验,如使用不同燃料烧开一壶水,帮助学生理解。类比之前学习的速度和压强等用比值定义法定义的物理量,建立热值的概念。续表教学环节教学内容学生活动教学意图环节二:燃料的热值例1对于燃料的热值,下列说法中正确的是()A.燃料不完全燃烧时,燃料的热值变小B.燃烧1kg某种燃料放出的热量叫做这种燃料的热值C.就某种确定的燃料而言,它的热值是一个确定的值,跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关D.容易燃烧的燃料热值一定大活动3:根据热值的概念,总结燃料燃烧放出热量的计算公式,并解决实际问题。(1)固体、液体燃料完全燃烧时放出的热量:Q放=mq。(2)气体燃料完全燃烧时放出的热量:Q放=Vq。计算一下12吨氢完全燃烧放出多少焦耳的热量?若用干木柴完全燃烧来获得这些热量,需要多少吨干木柴?(q氢=1.4×108J/kg,q干木柴=1.2×107J/kg)例2完全燃烧0.7kg干木柴能放出多少热量?假设这些热量全部被水吸收,能使多少千克的水由20℃升高到70℃?已知干木柴的热值是1.2×107J/kg,水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)。学生答题,教师答疑。学生解答:12吨氢完全燃烧放出的热量Q放=m氢q氢=12×103kg×1.4×108J/kg=1.68×1012J,需要完全燃烧干木柴m干木柴=Q放q干木柴=1.68×10学生答题,教师答疑。将所学热值的知识加以运用,和总结,体会热值是燃料的一种特性。及时巩固燃料热值的基本概念,检验学习成果。通过概念总结公式,并结合实际问题进行计算,帮助学生熟悉知识点,直观体会不同燃料的热值。及时巩固所学知识,检验学习成果。环节三:热机的效率活动1:在内燃机中,燃料能否完全燃烧?燃料燃烧释放的能量都到哪里去了?学生结合生活经验和上一节学习的内燃机的知识进行思考和讨论。

续表教学环节教学内容学生活动教学意图环节三:热机的效率结论:燃料很难完全燃烧。热机的效率:(1)概念:用来做有用功的那部分能量,与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率。(2)公式:η=Q有活动2:了解各种热机的效率,思考提高热机效率的方法。蒸汽机:6%~15%。汽油机:20%~30%。柴油机:30%~45%。飞机上的喷气式发动机:50%~60%。提高热机效率的途径:(1)提高燃料利用率,使燃料充分燃烧。(2)改进热机,减少各种能量损失。(3)充分利用废气的能量。(4)注意保养,保证良好的润滑,减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。例3内燃机运行时各种能量损耗大致为汽缸散热损失占25%,废气带走的能量占30%,摩擦等机械损耗占10%,则内燃机的效率为。

学生答题,教师答疑。结合生活实际,增强学生的节能环保意识,增强学生为提高热机效率,加强环保的责任心和使命感。也体现了从生活走向物理和从物理走向社会的理念。及时巩固热机效率的知识,检验学习成果。板书设计第2节热机的效率一、燃料的热值1.概念2.公式和单位3.简单计算二、热机的效率1.概念和公式2.内燃机的能量流向3.提高热机效率的途径课堂练习课堂8分钟课堂小结本节课你学到了什么?有哪些收获呢?作业布置1.《七彩作业》第十四章第2节。2.“动手动脑学物理”第1~4题。教学反思

第3节能量的转化和守恒教材分析一、课标分析1.理解能量守恒定律。2.能用能量守恒的观念解释生活中的相关现象。二、内容和地位分析本节内容由能量的转化和能量守恒定律两部分组成。《标准2022》对本节内容的要求是“了解能量及其存在的不同形式。能描述不同形式的能量和生产生活的联系。”本节以能量为线索,希望通过大量的实例,让学生对能量的转化有一个感性认识,揭示它们之间的本质联系:能量的转化和守恒,以及它在应用中的重要性和普遍性。本节介绍的能量的转化和守恒与日常生活息息相关,是自然科学的核心内容之一,从更深层次反映了物质运动和相互作用的本质。学情分析已有知识及方法:学生已经学习了内燃机的工作过程,以及内能、机械能等各种能量,对于动能和势能的转化,改变内能的方式等有一定了解。未知知识及方法:从能量的观点理解和解释事物之间的本质。教学目标1.了解能量及其存在的多种形式,知道各种形式的能量是可以相互转化的。初步形成用能量转化和守恒的观点分析自然现象的意识,能解释一些常见现象中的能量转化过程。2.理解能量守恒定律,列举并解释日常生活中能量守恒的实例。核心素养帮助学生树立科学的世界观,形成可持续发展的意识,以及进一步学习其他科学技术的意识,探究能源与社会的关系问题,体会事物之间的普遍联系。重点难点重点:理解能量守恒定律。难点:利用能量守恒定律解释生活中相关的物理现象。教学过程教学环节教学内容学生活动教学意图环节一:导入新课小视频——我国火箭升空。提问:升空的火箭具有哪种能量?它的能量来自哪里?学生观看视频并思考、交流,回答问题。通过播放我国火箭升空过程的视频,给学生以极大的震撼感,激发学生的爱国热情、荣誉感,以及学习接下来的知识的兴趣和热情。环节二:各种形式的能量活动:列举各种形式的能量。学生列举,教师补充并展示各种图片。学生交流、讨论。让学生感受能量的广泛存在和形式多样,为接下来的学习做准备。环节三:能量的转化和转移活动1:完成小实验。(1)来回迅速摩擦双手。(2)用塑料笔杆或塑料尺在头发或衣服上摩擦后靠近细碎的纸片。分析这些过程中的能量转化。活动2:观察图片,分析各种情景下的能量转化。结合下面的图片,讨论可以补充哪些实例。学生动手操作,体验,观察现象。学生思考、讨论、交流。帮助学生初步体会能量是可以相互转化的。帮助学生体会能量转化的普遍性,培养学生观察、分析、理解的能力,体会物理与生活的联系。

续表教学环节教学内容学生活动教学意图环节三:能量的转化和转移结论:在一定条件下,各种形式的能量是可以相互转化的。活动3:能量的转移。上面的情况,能量是如何变化的?结论:能量也可以从一个物体转移到另一个物体。例1下列说法中正确的是()A.冬天对着手哈气,手变暖,机械能转化为内能B.用酒精灯给水加热,机械能转化为内能C.高速行驶的汽车爆胎是很危险的,从能量的角度来看,是机械能与内能的相互转化D.滑冰时冰刀与冰之间相互摩擦,水面上出现一道道痕迹,内能转化为机械能例2人类发明和制造的各种机械和机器,都可以看作是用来控制能量的转化形式,发生的地点或时间的能量转换器。按照这种观点,汽油机是把能转化为能的能量转化器;干电池是把能转化为能的能量转化器;钻木取火把能转化为能。

学生思考、交流、讨论。学生答题,教师答疑。及时巩固能量的转化和转移的知识,检验学习成果。环节四:能量守恒定律活动1:下面情景中,有什么现象发生?能量去哪里了?结论:大量事实表明,能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不变。学生思考讨论并完成能量守恒定律的内容。通过生活中的常见现象,引发学生探究的兴趣。让学生