【教学设计】《机械能与内能的相互转化》(苏科版)

宿州市埇桥区杨庄中心学校张大丰学情分析学生已经了解机械能与内能及热传递等相关知识，知道热传递是改变内能的一种方式，新教材本节分成 2 课时教授，本课主要教学内容：做功是改变内能的另一种方式，机械能与内能之间的相互转化，汽油机工作原理。课堂教学主要由五个环节组成，活动一：学生利用铁丝分组探究做功是否能改变物体的内能；活动二：利用空气压缩引火仪演示棉花燃烧-将机械能转化为内能；活动三：演示高温高压的气体推动活塞，讲授将内能转化为机械能活动四:介绍热机概念-讲授汽油机的构造及汽油机的工作原理、能量转化情况；活动五：引导学生阅读生活物理社会-热机的发展历程，开拓学生的视野，激发他们的学习兴趣。新教材 从探究做功能否改变物体的内能开始，承接上一节热传递改变物体内能，有利于学生理解改变物体内能异同点。接着，利用实验呈现内能转化为机械能，为介绍内燃机进行铺垫。通过热机的发展历程，让学生初步了解我们国家的航天事业激发他们的爱国精神。教学目标【知识与能力目标】通过实验探究，知道做功是改变物体内能的一种方式。(2)借助动画视频和模型，了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。【过程与方法目标】(1) 通过自主探究活动，培养学生分析归纳，解决问题的能力。(2) 体验用类比方法，加深对物理概念理解的过程，学会迁移学习。(3) 通过阅读课本知识，培养学生看图识义，收集和处理信息的能力。【情感态度价值观目标】(1) 有应用科学原理解决实际问题的意识和积极性。(2) 学生通过合作探究活动体验成功的喜悦，激发主动学习的兴趣。教学重难点-4-J【教学重点】(1)做功可以改变物体的内能。(2)汽油机的工作原理。【教学难点】汽油机的工作原理汽油机的工作原理及工作过程中的能量转化课前准备多媒体课件: 实验器材：汽油机模型、酒精、火柴、自制气体做功演示器、压缩器等教学过程J【导入】利用播放视频导入课题同学们，请观看图片(PPT 投影图片)汽车高速行驶时，为什么轮胎的温度会升得很高？瓶 塞为什么飞了？本节课就来探究其中的原因。板书：机械能与内能的相互转化。【活动 1】探究做功是改变物体内能的另一种方式要搞清轮胎温度为何会升得很高的原因，我们需先要了解做功是否能改变物体的内能，请同学们快速 折弯铁丝，小心触摸，说出你的感觉。学生自主活动 回答现象：铁丝的弯折处 发热分析：对铁丝做功，铁丝温度升高，内能增大。【活动 2】：教师利用空气压缩引火仪做演示现象:棉花燃烧 分析：活塞压缩空气对其做功，使空气的内能增大，温度升高，达到棉花 的着火点。引导学生讨论：上述实验中，物体增加的内能从何而来？能量如何转化？举出日常生 活中类似的实例引导学生讨论：日常生活中做功使物体内能增加的实例。议一议 : 只根据铁丝温度升高这一现象 , 能否判断是通过热传递方式还是做功方式来增 大内能呢 ?教师板书 : 做功与热传递对改变物体的内能具有等效性 实质不同 : 一热传递改变物体内 能内能的转移 二做功改变物体内能其他形式的能 ( 如机械能 ) 与内能之间的转化【活动 3】钻木取火思考 :钻木取火 , 通过什么方式改变物体的内能 ?例题 : 说说下列各例子改变物体内能的主要方式(a) 晒太阳 ,身体感到暖和 (b) 用酒精灯给水加热 (c) 一杯水放在房间里逐渐变冷 (d) 陨 石下落到大气层时发光 (e) 擦火柴 (f) 给车胎打气 , 气筒发热 (g) 点燃的爆竹腾空而起 (i) 水蒸 汽将试管塞顶飞教师提问 : 做功能使物体内能增加如 , 上述 (d)(e)(f), 能否使物体的内能减少呢 ?请同 学们观察被压缩的气体顶飞瓶塞发生什么现象 ?【活动 4】学生实验教师介绍实验仪器及实验方法 ,让学生辅助 , 并播放视频。实验中 , 高压气体对外做功 , 气体的内能怎样变化 ?气体的内能转化为哪种形式的能量?教师引导学生分析“白气”的形成 说明 :高压气体对外做功内能减少 , 温度降低。 板书:物体对外做功 , 使物体的内能减少 , 温度降低。 能的转化 :内能转化为机械能 【讲授】热机的工作原理热机:热机是热力发动机的简称 , 它是将燃料燃烧产生的高温、 高压燃气的内能转化为机 械能的装置 教师播放 PPT 出示图片构造 :进气门、汽缸、曲轴、连杆、活塞、排气门、火花塞冲程:汽油机工作时 , 活塞在气缸里做往复运动 ,活塞从气缸的一段运动到另一端的过程 叫做冲程。活动 .播放汽油机的工作过程视频教师利用汽油机模型分段讲解汽油机的工作过程。汽油机的一个工作循环 : (1) 吸气冲程 (2) 压缩冲程 (3) 做功冲程 (4) 排气冲程1. 引导学生演示压缩冲程 , 并说出压缩冲程的特点。启发学生思考 : 燃气的温度升高了 , 但未能达到着火点 ,怎么办呢 ?(火花塞产生电火花 , 使燃料猛烈燃烧 ,产生高温高压的燃气 )2. 在学生演示做功冲程时提出问题 : 做功冲程与压缩冲程中的能量转换有什么区别 ?3. 汽油机的一个工作循环里面哪个冲程是燃气对外做功的 , 其他冲程靠什么完成 ? 板书: 汽油机的一个工作循环 ,曲轴旋转 _ 圈,活塞往复 _ 次【讲授】热机的发展历程教师介绍生活物理社会热机的发展历程，汽油机与柴油机的区别及中国的航天技术【讲授】例题讲解例题 1 一台单缸四冲程汽油机曲轴每分钟转2000 转，则该汽油机在 3min 内做功多少次？例题 2 如图所示，此图是汽油机的 _冲程。在此冲程中,气缸中的气体体积 _压强_。（填“变大”、“变小”或“不变”）【练习】小练习小练习 1.内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时这些气体的温度和内能 变化的情况是（）A.内能减少,温度降低 B.内能增加,温度升高 C.内能减少,温度升高 D. 内能增加，温度降低2. 以下的日常生活事例，通过做功来增加物体内能的是（）A.给自行车车胎打气，气筒发 烫 B.放进太阳能热水器中的水，温度升高 C.点燃的爆竹腾空而起 D.用水壶烧水，水蒸气将 壶盖顶起3. 下图为我国成功发射的长征三号火箭升空的情景，请你试着分析一下，它在工作过程中能量转化的过程，你是否知道它利用了哪种类型的热机？4. 冬天双手捧着热水袋会感到暖和，这是利用 _ 方式增加了手的内能；双手反复摩擦也会感到暖和，这是利用 _的方式增加了手的内能。5. 在保温瓶内倒入开水，但不倒满，上面还留有一些空间，内有空气，然后塞上木塞，过一会儿木塞被冲起.这个现象说明_ 对瓶塞做功,_的内能转化成木塞的 _能.【作业】课堂小结指导学生总结本节课的知识点：（1）做功是改变物体内能的另一种方法（2）汽油机的主要结构和工作原理四、布置作业 完成伴你学达标导测部分题2,3,5,完成课后小练习【活动】板书设计机械能与内能的相互转化一、 做功可以改变物体内能做功和热传递在改变物体的内能时是等效的。二、 热机 1.热机是热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能 转化为机械能的装置2.冲程:汽油机工作时，活塞在气缸里做往复运动，活塞从气缸的一段运动到另一端的 过程叫做冲程3.汽油机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、 做功冲程、排气冲程。汽油机的一个工作循环，曲轴旋转 _ 圈,活塞往复 _ 次4. 压缩冲程与做功冲程的区别前者是机械能转化为内能；后者是内能转化为机械能。教学反思略。