九年级物理上册 第2章 第三节 热机效率教学设计 （新版）教科版

九年级物理上册第2章第三节热机效率教学设计（新版）教科版科目授课时间节次--年—月—日（星期——）第—节指导教师授课班级、授课课时授课题目（包括教材及章节名称）九年级物理上册第2章第三节热机效率教学设计（新版）教科版教学内容九年级物理上册第2章第三节“热机效率教学设计（新版）教科版”内容包括热机效率的概念、计算方法、影响因素以及提高热机效率的措施。通过本节课的学习，学生能够理解热机效率的定义，掌握热机效率的计算公式，并了解影响热机效率的因素，从而为后续学习热机工作原理打下基础。核心素养目标分析本节课旨在培养学生的科学探究能力、科学思维和科学态度与责任。学生将通过实验探究热机效率，发展观察、分析、推理等科学探究技能；通过计算和讨论，提升科学思维能力；同时，通过理解热机效率的重要性，增强对能源利用和环境保护的责任感。教学难点与重点1.教学重点

-热机效率的定义：使学生明确热机效率是热机有效利用热能的比值，理解其与热机性能的关系。

-效率计算公式的应用：引导学生运用效率公式η=W/Qh计算热机效率，并能正确计算给定条件下的热机效率。

-影响因素的分析：重点讲解影响热机效率的主要因素，如燃料的热值、热机的热损失、工作物质的压缩比等。

2.教学难点

-效率概念的理解：学生可能难以理解效率是一个比值，需要通过具体的实例和比较来帮助学生建立直观的概念。

-计算公式的推导与应用：热机效率的计算公式涉及多个变量，学生可能难以推导和理解公式的来源及其应用。

-实际应用中的复杂性：在实际应用中，热机效率受多种因素影响，学生可能难以分析复杂情况下的效率变化。例如，在内燃机中，燃料燃烧不充分、冷却和排气损失等因素都会影响效率。

-效率提升策略的探讨：学生可能难以理解如何从理论上和实践上提高热机效率，需要通过实例和讨论来启发思维。教学资源准备1.教材：确保每位学生都有《物理》九年级上册教科版教材，特别是第2章第三节的相关内容。

2.辅助材料：准备与热机效率相关的图片、图表和视频，如内燃机工作原理动画、热机效率曲线图等。

3.实验器材：准备实验用的小型内燃机模型、温度计、计时器等，以辅助学生理解热机效率的实验演示。

4.教室布置：设置分组讨论区，方便学生进行小组讨论；在实验操作台附近预留空间，以便进行实验操作。教学过程设计（一）导入环节（5分钟）

1.创设情境：播放一段关于现代交通工具的短片，如汽车、飞机等，引导学生思考这些交通工具是如何产生动力的。

2.提出问题：引导学生思考，这些交通工具的发动机是如何将燃料的化学能转化为机械能的？

3.引出主题：引入“热机效率”的概念，提出本节课的学习目标。

（二）讲授新课（15分钟）

1.教学内容：

-热机效率的定义：通过实例讲解热机效率的概念，如内燃机、蒸汽机等。

-效率计算公式的应用：讲解热机效率的计算公式η=W/Qh，并举例说明。

-影响因素的分析：讲解影响热机效率的主要因素，如燃料的热值、热机的热损失、工作物质的压缩比等。

2.教学方法：

-讲授法：讲解热机效率的定义、计算公式和影响因素。

-案例分析法：通过实例分析热机效率的应用，如内燃机、蒸汽机等。

-讨论法：引导学生讨论影响热机效率的因素，并分享自己的观点。

（三）巩固练习（10分钟）

1.练习内容：

-计算练习：给出不同热机的工作条件，要求学生计算热机效率。

-应用练习：结合实际生活，分析提高热机效率的方法。

2.教学方法：

-课堂练习：学生独立完成练习题，教师巡视指导。

-小组讨论：学生分组讨论练习题，共同解决问题。

（四）课堂提问（5分钟）

1.问题设计：

-什么是热机效率？

-热机效率的计算公式是什么？

-影响热机效率的因素有哪些？

-如何提高热机效率？

2.教学方法：

-提问法：教师提问，学生回答，教师点评。

-讨论法：学生分组讨论问题，分享自己的观点。

（五）师生互动环节（5分钟）

1.创设情境：播放一段关于新能源汽车的视频，引导学生思考新能源汽车的热机效率。

2.提出问题：新能源汽车的热机效率与传统的燃油车相比有何优势？

3.学生讨论：学生分组讨论新能源汽车热机效率的优势，并分享自己的观点。

4.教师点评：教师总结学生的讨论结果，强调新能源汽车热机效率的重要性。

（六）核心素养能力的拓展要求（5分钟）

1.教学内容：

-热机效率与能源利用的关系：讲解热机效率与能源利用的关系，引导学生关注能源问题。

-环境保护意识：强调提高热机效率对环境保护的重要性，培养学生的环保意识。

2.教学方法：

-案例分析法：通过实例分析热机效率与能源利用的关系，提高学生的环保意识。

-讨论法：引导学生讨论提高热机效率对环境保护的影响，培养学生的环保意识。

（七）总结与作业布置（5分钟）

1.总结：回顾本节课的学习内容，强调热机效率的定义、计算公式和影响因素。

2.作业布置：布置课后作业，要求学生完成以下任务：

-查阅资料，了解不同类型的热机效率。

-分析提高热机效率的方法，并提出自己的建议。

-思考如何将提高热机效率的理念应用到实际生活中。

整个教学过程共计45分钟，各环节时间分配合理，符合实际学情，紧扣教学重难点，实现教学双边互动，培养学生的核心素养能力。拓展与延伸六、拓展与延伸

1.提供与本节课内容相关的拓展阅读材料：

-《热机的发展与效率提升》

-《热力学第一定律在热机中的应用》

-《新能源汽车的热机效率研究》

-《热机效率与环境可持续发展的关系》

2.鼓励学生进行课后自主学习和探究：

-学生可以查阅相关书籍和资料，深入了解热机效率的历史发展、现代技术进展以及未来趋势。

-通过网络资源，如学术期刊、科技新闻等，了解热机效率在航空航天、交通运输、工业制造等领域的应用。

-设计一个小型实验，模拟热机工作过程，测量并计算其效率，分析影响效率的因素。

-研究不同类型热机的效率差异，如内燃机、蒸汽机、燃气轮机等，探讨其适用场景和优缺点。

-探讨如何通过技术创新提高热机效率，减少能源消耗和环境污染。

-分析我国在热机效率领域的科研进展和国际合作情况，思考我国在提高热机效率方面的机遇和挑战。

-结合实际生活，思考如何合理使用能源，提高能源利用效率，减少浪费。

-通过小组讨论或撰写报告的形式，分享学习成果，促进学生之间的交流和合作。典型例题讲解例题1：

一内燃机的热效率为25%，已知燃料完全燃烧放出的热量为3.0×10^7J，求该内燃机输出的机械功。

解答：

根据热机效率的定义，我们有：

η=W/Qh

其中，η是热机效率，W是输出的机械功，Qh是燃料完全燃烧放出的热量。

将已知数值代入公式，得到：

0.25=W/3.0×10^7J

解得：

W=0.25×3.0×10^7J

W=7.5×10^6J

答：该内燃机输出的机械功为7.5×10^6J。

例题2：

一蒸汽机的热效率为20%，若蒸汽机做功为2.0×10^5J，求蒸汽机吸收的热量。

解答：

同样使用热机效率的定义公式：

η=W/Qh

将已知数值代入公式，得到：

0.20=2.0×10^5J/Qh

解得：

Qh=2.0×10^5J/0.20

Qh=1.0×10^6J

答：蒸汽机吸收的热量为1.0×10^6J。

例题3：

一燃气轮机的热效率为30%，若燃气轮机工作过程中燃料燃烧放出的热量为4.5×10^7J，求燃气轮机输出的机械功。

解答：

使用热机效率的定义公式：

η=W/Qh

将已知数值代入公式，得到：

0.30=W/4.5×10^7J

解得：

W=0.30×4.5×10^7J

W=1.35×10^7J

答：燃气轮机输出的机械功为1.35×10^7J。

例题4：

一蒸汽机从热源吸收的热量为2.5×10^8J，若蒸汽机的热效率为25%，求蒸汽机输出的机械功。

解答：

使用热机效率的定义公式：

η=W/Qh

将已知数值代入公式，得到：

0.25=W/2.5×10^8J

解得：

W=0.25×2.5×10^8J

W=6.25×10^7J

答：蒸汽机输出的机械功为6.25×10^7J。

例题5：

一内燃机的热效率为40%，若内燃机输出的机械功为1.2×10^6J，求燃料完全燃烧放出的热量。

解答：

使用热机效率的定义公式：

η=W/Qh

将已知数值代入公式，得到：

0.40=1.2×10^6J/Qh

解得：

Qh=1.2×10^6J/0.40

Qh=3.0×10^6J

答：燃料完全燃烧放出的热量为3.0×10^6J。课堂小结，当堂检测课堂小结：

1.回顾本节课所学内容，强调热机效率的定义、计算公式和影响因素。

2.总结热机效率在实际应用中的重要性，如能源利用效率、环境保护等。

3.强调提高热机效率的方法，如技术创新、优化设计等。

4.引导学生关注热机效率在航空航天、交通运输、工业制造等领域的应用。

当堂检测：

一、选择题（每题2分，共10分）

1.热机效率是指（）。

A.燃料完全燃烧放出的热量

B.热机输出的机械功

C.热机吸收的热量

D.热机输出的热量与吸收的热量之比

2.下列哪种因素不会影响热机效率？（）

A.燃料的热值

B.热机的热损失

C.工作物质的压缩比

D.热机的转速

3.一热机的热效率为30%，若热机做功为2.0×10^5J，求热机吸收的热量。（）

A.6.7×10^5J

B.6.7×10^6J

C.6.7×10^7J

D.6.7×10^8J

4.下列哪种热机效率最高？（）

A.内燃机

B.蒸汽机

C.燃气轮机

D.汽轮机

5.提高热机效率的方法有（）。

A.优化设计

B.技术创新

C.减少热损失

D.以上都是

二、计算题（每题5分，共15分）

1.一内燃机的热效率为25%，已知燃料完全燃烧放出的热量为3.0×10^7J，求该内燃机输出的机械功。

2.一蒸汽机的热效率为20%，若蒸汽机做功为2.0×10^5J，求蒸汽机吸收的热量。

3.一燃气轮机的热效率为30%，若燃气轮机工作过程中燃料燃烧放出的热量为4.5×10^7J，求燃气轮机输出的机械功。

三、简答题（每题5分，共10分）

1.简述热机效率的定义及其在实际应用中的重要性。

2.分析影响热机效率的主要因素，并提出提高热机效率的方法。教学反思教学反思

这节课下来，我感觉收获颇丰，但也发现了一些需要改进的地方。

首先，我觉得本节课的导入做得不错。通过播放现代交通工具的短片，激发了学生的兴趣，让他们对热机效率有了初步的认识。提问环节也起到了很好的引导作用，让学生带着问题去学习新知识。

在讲授新课的过程中，我尽量将理论知识与实际应用相结合，通过实例讲解和案例分析，让学生更加直观地理解热机效率的概念和计算方法。我发现，学生们对于计算公式的应用掌握得比较好，但是在分析影响热机效率的因素时，有些学生还是感到有些困难。

在巩固练习环节，我设计了不同类型的题目，既有计算题，也有应用题，旨在让学生通过练习巩固所学知识。但是，我发现部分学生在讨论问题时，还是不够积极，这可能是因为他们对某些知识点理解不够深入。

课堂提问环节，我提出了几个关键问题，如热机效率的定义、计算公式、影响因素等，让学生思考并回答。从学生的回答中，我看到了他们的思考过程，但也发现有些学生对于一些基本概念还是模糊不清。

在师生互动环节，我尝试让学生参与到讨论中来，分享自己的观点。这个环节我觉得做得比较好，学生们在讨论中互相启发，对热机效率的理解更加深入。

在核心素养能力的拓展要求环节，我引导学生思考热机效率与能源利用、环境保护的关系，让学生认识到提高热机效率的重要性。这个环节我觉得很有意义，能够培养学生的环保意识和社会责任感。

1.部分学生对热机效率的概念理解不够深入，需要加强基础知识的教学。

2.在课堂提问环节，学生的参与度不够，需要提高他们的课堂积极性。

3.在巩固练习环节，学生的讨论不够热烈，需要激发他们的学习兴趣。

针对这些问题，我将在今后的教学中采取以下措施：

1.加强基础知识的教学，让学生对热机效率的概念有更清晰的认识。

2.通过多种方式激发学生的学习兴趣，提高他们的课堂积极性。

3.设计更具挑战性的练习题，鼓励学生积