机械能和内能教材分析课件

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十二章 机械能和内能 教材分析,常州市田家炳初级中学,沙洲燕,本章在教材中的地位,学生已经了解了机械功、分子运动的概念，本章提出了机械,能、内能、热量等新概念，并对各种能与哪些因素有关，能与,能之间如何转化进行研究，使学生对前面的力学和热学的学习,形成了一个完整的知识体系和能力结构框架。,机械能知识是机械功的引伸，是对前面所学知识的提高和深,化，它不仅是初中物理的重要内容，也为学生进入高中阶段学,习打好基础。,内能是学生在学过物质结构的初步知识、能、机械能知识的,基础上，从分子动理论出发，运用类比的方法，学习内能的概,念和改变内能的方式。内能是一个重要的热学概念，是学生今,后进一步学习热学知识所必须的。,本章重点：各种能的概念，热量的概念，能与能之间的转化,本章难点：能的概念，影响动能、势能、内能的因素,教学要求比较,大纲要求,1、理解动能、重力势能，知道弹性势能,2、理解动能、势能可以相互转化,3、知道物体的内能,4、知道热传递可以改变物体的内能,5、知道做功可以改变物体的内能,6、知道热量及其单位、知道燃料的热值,7、知道热机中能量的转化,8、知道四冲程内燃机的构造和原理,9、知道热机的效率,标准要求,一、能用实例说明物体的动能和势能以及它们的转化,能用实例说明机械能和其他形式能的转化,标准对这两点在知识和能力上都属于,“,理解,”,水平,包括：理解动能、势能和机械能的概念；动能与势能的相互,转化；机械能与其他形式能的转化。都是要求用实例,来说明，这既是从初中学生的年龄特点和认知水平出,发的，同时也体现了,“,从生活走向物理,”,的理念。,二、了解内能的概念。能简单描述温度与内能的关系。,第一点是理解水平。这里要求从物体内所有分子的动能,和势能之和来定义内能。要通过事例让学生了解内能是,能量的一种重要形式，他与人们的生活息息相关。从知,识点看要求降低了，但能力要求提高了。不仅要了解，而,且要简单阐述。,第二点是,“,能简单描述温度与内能的关系,”,知道物体的,温度越高，内能越大；温度越低，内能越小。这里应通过生,活中的实例，让学生了解内能、温度及其相互关系，不要求,作出更严格的定义。,三、从能量转化的角度认识燃料的热值,标准的要求属于,“,认识,”,水平。由于人类利用燃料是把,燃料储存的化学能转化为内能、光能，从使用燃料的价值,出发。要求从能的转化角度来认识燃料的热值，既体现了,对知识和技能的要求，也体现了情感态度价值观的要求。,四、了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义,使学生关心科学技术的新进展与新思想，知道内能的利用,在人类发展史上的重要意义，有将科学知识服务于人类的,使命感与责任感。,五、了解热量的概念,热量是在热传递过程中，物体吸收、放出热的多少，是内,能变化的量度。要通过实例，让学生了解热量的物理意义和,单位。知道物体吸热时内能增加，放热时内能减少。虽然,标准对了解水平的不要求计算，但对比热容有要求。,课时建议,一、动能 势能 机械能 3课时,二、内能 热量 1课时,三、内能与机械能的转化 2课时,复习与总结 1课时,机动 1课时,导图说明,学生对汽车并不陌生，从儿时的玩具汽车，到重要的交通工具，有,的学生从小就对汽车充满好奇，渴望揭开其中的奥秘，而汽车的行驶,过程和发动机的工作过程，与燃料的燃烧、机械能与内能及其相互转,化都有着密切的关系，因此，汽车的发动机是本章组织教学的良好载,体。,本章导言围绕的发动机提出了一些问题，这些问题可能在有的同学,头脑中已经存在了很久，意在激发学生的学习兴趣；这些问题也将通,过本章的学习得到解决。,本章导图是一辆在沙漠中疾驶的赛车，由于路途的不平，正在上下,颠簸，既显示出动能与势能的相互转化，又能说明汽车具有强劲的发,动机。在导图的背景中隐含着一个钟表，意在学生由汽车发动机联想,到其他机械装置同样也具有,“,发动机,”,。,实际上，任何一个机械装置的发动机，其工作实质都是能量的转化,将其他形式的能转化为动能。,一 动能 势能 机械能,1、,本节编写思路,动能的定义活动 探究动能的大小与哪些因素有关,势能活动卡片为什么会跳起来,活动 模拟打桩探究重力势能与哪些因素有关,观察摆球的动能和势能的转化活动,由于动能、重力势能、弹性势能的概念在8年级的教学中已经,出现，有关与它们的一些现象学生并不陌生。因此，本节教材从,学生没有接触过的,“,公路限速,”,和,“,滑板下滑,”,两个实验提出问,题。既能激发学生的学习兴趣，同时有揭示了本节要研究的内容,动能、势能及相互转化。,“,一个物体如果能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量,”,这仅是对能量概念一个粗略的定义。在初中阶段不必追求概念的,严密性。,本节教材安排了三个活动，都用到了,“,控制变量法,”,，活动过,程的设计很放开，意在培养学生的实验能力。,对动能定义及活动的说明,一个物体如果能够对另一个物体做功，这个物体就具有能量，即物体做功,的本领叫作能（或能量）。物体能做多少功，就说它具有多少能。教学中可,引导学生通过实例分析,“,物体具有的能量,”,与,“,物体做功,”,之间的关系，,使学生知道：物体具有的能不一定都用来做功，在能量转化过程中，可以出,现其他形式的能（如发热等）。,当一个物体由于运动而能对其他物体做功，这个物体就具有动能。物体动,能的大小如何量度呢？可以通过它对另一物体做功的大小来比较。,从这个角度引出活动就比较自然，否则就显的突厄，知识上学生不易迁,移。,实验中的小车如果效果不好，可以换用钢球。学生实验中可换用5号电池，,斜面可用学生手边的硬面抄封面。,关于,“,信息快递,”,，可以通过实验得出。实验中尽量注意两个不同的重心,在同一高度。,对活动的说明,活动中的卡片选用纸质较硬的纸张，不宜太厚。一般可选用挂历纸或较硬,的广告纸。结论中的三个验证实验可以移到前面，作为讨论内容。,对活动的说明,教材中用大小不等的三个木块从高处落下打击小圆桌，实验中发现木块落,下时与圆桌的碰撞点不一定总在圆桌的中心，圆桌下陷的程度有时就不是,很直观。可适当加以改进实验。用大号雪碧瓶，剪去瓶颈、瓶底，插入砂,中，这样木块下落时能较好地把握位置；也可将木块换成铁球。,重力势能的大小量度也要从下落物体对另一物体做功的大小来理解。,对活动的说明,摆球的动能和势能的转化实验，可让学生先单一地分析动能（或势能）,的大小变化，再讨论增加的能从哪里来，减少的能到哪里去了，引导学生,理解能的相互转化，同时渗透机械能转化与守恒定律。后面4个图的讨论，,教师也要明确指出,“,在哪个过程,”,中的能量转化。,机械能,动能和势能通称为机械能。应通过实例说明，一个物体既可以单独具有,动能，也可单独具有势能，也可以同时具有动能和势能。本节内容中没有,提出机械能转化与守恒定律，可做适当的补充：在只有重力做功的情况下，,物体的动能和势能发生相互转化时总的机械能保持不变。（它是在科学发,展的历程中人们对能量转化与守恒定律认识最早的一种具体形式）,对,www,中第4题的解释；,第5题,“,可以进一步研究的问题： 比较不同种类球的弹性，篮球弹起的高度与球内充气的,多少有何关系,”,的解释。,二、内能 热量,1、,内能是指物体内所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和。,因此在引导学生理解这个概念时，可以用类比的方法,物体的动能分子的动能；,物体的重力势能分子势能,通过实例说明物体内能与物体机械能是两种不同形式的能,2、,实验：在分别盛有冷水和热水的两个玻璃杯中各滴入一滴墨水，,看一看，哪杯水中的墨水扩散得快？这里可适当说明扩散的定义，,扩散的条件。,可通过：温度高扩散快分子运动快分子动能大物体内能大,分析温度对内能的影响，在,www,中第2题，还提出物体,的质量对内能的影响。,3,、热传递改变内能的一种方式,分析思路：判断物体的温度变化物体的内能变化内能的转移,4、热量,物体在热传递过程中转移能量的多少叫做热量，说明热量与热传递,是密不可分的，要引导学生认识，热量在热传递过程中才出现，让学,生知道,“,物体具有多少热量,”,这种说法的错误所在。使学生对热量和,能量的关系有初步的了解。,关于,“,实验表明，物体在吸热或放热过程中，物体的质量越大，它的比,热容越大 、温度的变化越大，物体吸收或放出的热量就越多。,”,这一,结论的获得，可以由学生结合生活经验理解总结出，不宜教师给出。,三、机械能与内能的相互转化,活动做功,改变物体内能的另一种方式,前一节已经学过热传递可以改变物体的内能，这节课可以从这一,知识点入手，引入新课，这样也有助于学生认识两种改变内能方式,的异同点。,实验：反复弯折铁丝 用砂纸摩擦铁丝 空气压缩引火仪,讨论的思路：物体的温度变化物体的内能变化能量是如,何转化的。,活动 演示点火爆炸将内能转化为机械能,实验：教材实验 水蒸气冲开瓶塞,讨论思路：先研究做功的过程两个物体的能量的变化能量,的转化,热机,热机原理 热机的结构 热机的四冲程及其中的能量转化,热机中重点介绍了汽油机，柴油机放在信息库中，这样既突出重点又,扩大知识面。对柴油机吸气冲程中吸入的物质进行了介绍，点火方式没,有介绍。燃烧后产生的燃气的温度和压强做了说明。,在,STS,中，热机的发展历程，介绍时重点在科学技术对社会发展的推动,以及社会进步对科技发展的促进，不需要介绍热机发展的全过程。,燃料的热值,活动：比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量,该实验中选用了10,g,酒精和10,g,碎纸片，对200,g,水进行加热。,这个实验可改为用10,g,酒精和10,g,煤油，对200,g,水加热,指导学生从能量转化的角度认识燃料的热值 。教材提供的,“,化石燃料,的燃烧与环境保护,”,，目的是要学生认识到燃烧排放物对环境的影响，从,而养成自觉的环保意识。,