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_第一章 分子动理论与内能第一节：分子动理论教学目标 一、知识与技能 1.知道一切物质的分子都在不停地作无规则运动和分子热运动。 2.知道分子间存在相互作用力。3.能识别扩散现象，能用分子运动论的观点进行解释。 二、过程与方法 1.通过演示扩散现象的实验说明一切分子都在不停作无规则运动，并使学生知道物体的温度越高分子热运动越剧烈。 2.通过演示“铅块吸引和空气压缩”实验以及与弹簧的弹力类比使学生了解分子之间既存在斥力又存在引力。 三、情感态度与价值观 1.通过演示扩散现象实验激发学生对大千世界的兴趣，使学生了解通过直接感知的现象，可以认识无法直接感知的事实。 2. 通过演示“铅块吸引和空气压缩”实验，激发学生的学习兴趣以及对科学的求知欲望，使学生乐于探索微观世界和日常生活中的物理学道理。 教学重点 通过对演示实验的观察、分析、推理，了解分子动理论的初步知识。 教学难点 指导学生从对演示实验的观察、分析、推理，用宏观的物理现象揭示物质的微观结构。 课时安排1课时教具选择 教师：香水、盛有二氧化氮的广口瓶2个、空广口瓶、硫酸铜溶液、试管、冷水、热水、滴管、墨水、演示分子引力的铅柱2个、中间用弹簧链接的小球。 学生：有水的小烧杯。 教学过程 一、创设问题情境，引入新课引入1：我们生活的物质世界中，充满着各种各样的物质。在远古时代，人们就猜想物质是由很多很小的颗粒组成的。现代的科学技术已证实古人的猜想，请看投影。投影图片：各种物质在电子显微镜下的形态：水、石头、微生物表面上看起来连成一片的水，其实是由一个个的水分子组成，我们所有的物质都是由分子构成的，这是多么的神奇。我已经充满好奇心了，从今天起，我们就要进入物质内部去进行探索发现，你准备好了吗？引入2：【师】当妈妈在厨房里炒菜的时候，我们离得很远但为什么会闻到菜的香味呢？ 二、师生共同活动，进行新课1.扩散现象图片展示：一粒米和一个分子的对比图。【师】组成物质的分子是极小的微粒，如果把分子看做球形，它的直径大约是10-10米，这个长度，人的肉眼是无法看到。正是由于分子极小，所以物体含分子数目大得惊人。在书上有一个形象的比喻:正常情况下，1cm3空气里大约有2.71019个分子，现代的大型计算机每秒可以数1010 个，如果人数的速度能达到这个速度，要数完1cm3空气的分子，也得用80多年。这些组成物质的分子在干什么呢？由于分子太小，我们无法直接观察分子的行为，但我们可以从宏观的实验现象，来判断分子的行为。 (1)演示实验：气体扩散实验。出示事先装有二氧化氮气体的广口瓶。说明瓶内红棕色的气体是二氧化氮。再出示一只空的广口瓶。将装有二氧化氮的瓶子向空瓶倾倒，这时看到红棕色气体流入空瓶，开始先沉到瓶底。此现象说明二氧化氮的密度大于空气的密度。另取一只空瓶，按课本图16.1-2所示，将其倒扣在装有二氧化氮气体的瓶子上。这时要强调：装有密度较大的二氧化氮气体的瓶子在下，装有空气的瓶子在上，抽掉玻璃隔板，二氧化氮气体不会流进空气瓶内。现在我抽掉隔板，没有出现二氧化氮气体流动的现象，我们停一会儿再来观察瓶内出现的现象。(2)演示实验：液体扩散实验。在等候期间，组织学生自己做墨水扩散实验：同学们课桌上的烧杯里盛有清水，大家不要振动桌子，保持清水平静。请大家向清水里慢慢的滴入一滴墨水，观察墨水的变化情况。滴入的墨水将下沉，在清水中留下了清晰的墨迹，过一段时间墨迹的轮廓变模糊，墨迹变淡，周围的水色变黑。结论得出：组织学生观察前面已做的气体扩散实验。此时空气瓶出现了红棕色，下面红棕色的二氧化氮瓶中颜色变淡。实验现象表明，二氧化氮气体进入了空气，空气进入了二氧化氮气体中。像这样，不同的物体在互相接触时，彼此进入对方的现象，叫做扩散。扩散现象也可以发生在液体之间。请大家再观察一下刚才大家滴入清水的墨水，已经没有明显的墨迹了，整杯水都变黑些了，说明墨水和水也发生了扩散。(3)【师】为了说明液体的扩散现象，我们再来做个实验。（按照课本图16.1-3液体的扩散实验演示将水倒入装有一半硫酸铜的试管里，学生观察看到无色的清水和蓝色的硫酸铜溶液之间有明显的界面）要观察到扩散现象需要较长的时间。通过flash动画介绍扩散现象是这样产生的：用很多小圆球代表分子模拟整个扩散现象的产生过程，看到分子在不停地做无规则运动。介绍铅片和金片紧压在一起，放置5年后再将它们分开，可以看到它们相渗入约1毫米的固体间的扩散现象。【师】从上面的实验可以看出，扩散现象在我们的生活中非常普遍，同学们能不能再举出一些分子扩散现象的例子呢？学生思考、讨论举手作答：擦香水，炒菜，放煤的墙角变黑了，煤矸石有的原来就是石炭岩，由于长期地跟煤挤压在一起,它的内部也变黑了。【师】大量事实说明了气体、液体、固体都有扩散现象。对于同一个实验，影响扩散的快慢的因素与哪些有关呢？学生思考，教师演示实验：同时将两滴墨水滴入一杯冷水和一杯热水，让学生观察墨水扩散的速度，引导学生得出结论：影响扩散现象快慢的因素是温度，温度越高，分子扩散越快。2.分子热运动【师】扩散现象说明了什么问题呢？教师引导学生分析扩散现象表明：（1）一切物体的分子都在不停地做无规则的运动，温度越高分子运动就越快，只有分子不停地运动才能相互进入对方。(2)分子不是紧密地挤在一起，而是彼此间存有间隙。【师】在刚才的实验中，利用扩散现象将肉眼无法看到的分子运动形象地展现了出来，这种实验方法值得我们学习。3.分子间的作用力【师】同学们，在刚才的探究过程中，你们发现什么问题没有？提示：分子都在不停地做无规则运动，且分子间又有间隙，为什么分子不会飞散开，反而聚合在一起呢？引导学生猜想，这可能是分子间存在着吸引力，这个猜想是否正确呢？需要我们用实验来证实。教师拿出分子引力演示器，介绍。【师】这是两个铅块，我们将它们对在一起，放手，铅块脱离，两个铅块并没有表现出吸引力，实验似乎得到分子间没有引力的结果，这是什么原因呢？是我们的猜想错误了吗？教师引导学生想，刚才两铅块没有表现出吸引力，可能是因为分子间的距离不够近。教师再做实验时，用小刀将两铅块表面刮光亮，然后用力将两铅块错挤压在一起。两铅块吸在了一起，挂上一个钩码也不会掉。学生讨论得出结论：分子之间存在吸引力，这种吸引力只有在分子靠得很近时，才能表现出来。【师】一般分子距离要小于10-9米时才能表现出这个引力。【师】分子间存在引力我们知道了，那你们还发现什么问题没有？引导学生思考，分子在相互吸引，分子间又存在间隙，如果没有其他力存在的话，分子应该紧紧地挤在一起才对，那么是什么力让他们不能挤在一起呢？【生】分子间存在斥力。固体和液体很难被压缩就说明了这个道理。教师拿出中间用弹簧链接的小球，给学生讲解。【师】分子之间既有引力又有斥力，这就好像被弹簧连着的小球。当分子间的距离很小时，作用力表现为斥力：当分子间的距离稍大时，作用力表现为引力。如果分子相距很远，比如气体分子间作用力就变得十分微弱，可以忽略不计。分子间由于存在引力和斥力，刚才我们所发现的矛盾也就迎刃而解了。 三、课堂小结学生思考、讨论回答，本节课我们学习了以下内容：1.物质是由分子组成的，分子是很微小的，直径大约是10-10米。2.组成物质的分子在不停地做无规则运动；扩散现象能够证明这个结论。3.分子间存在相互作用力，包括引力和斥力。四、选择三则1.下列现象中属于固体扩散现象的是（ D ）A.小树一年比一年长高 B.铁块放久后生了锈 C.打开醋瓶能迅速闻到醋的酸味 D.长期放煤的墙角有相当厚的一层墙壁染上了黑色2.固体、液体和气体的分子之间的相互作用力从弱到强的排列顺序 （ D ）A.固体、液体、气体 B.液体、气体、固体 C.气体、固体、液体 D.气体、液体、固体3.以下现象能说明分子间有斥力的是（ C ）A.一根细钢丝很难被拉断 B.沾在物体上的灰尘能被抖掉C.液体很难被压缩 D.用浆糊很难把两块木头粘合在一起五、课后作业1.找出生活中说明分子间存在引力、斥力的现象，每种一个。2.完成课后的自我评价。六、板书设计第一节：分子动理论一、物质是由分子组成的，分子的直径大约是10-10米。二、组成物质的分子在不停地做无规则运动扩散现象（证明）。三、分子间的作用力引力和斥力。 四、分子动理论的内容： 1、物体是由大量分子组成的 2、分子都在不停地做无规则的运动 3、分子间存在着引力和斥力 教学反思： 第二节 内能和热量教学目标 一、知识与技能 1了解内能的概念，能简单描述温度和内能的关系。 2知道热传递可以改变物体的内能。 3知道在热传递过程中，所传递的内能的多少叫做热量，热量的单位是焦耳。 4知道做功可以使物体的内能增加或减少的一些实例。 二、过程与方法 1.通过探究分析归纳出改变物体内能的两种方法，能列举生产和生活中应用内能的实例 2.通过观察与实验，关注改变内能的两种方式，感受比较、归类、综合的科学方法。 三、情感态度与价值观 1.通过探究找到改变物体内能的两种方法，使学生体验探究的过程，激发学生自主学习的兴趣。 2.通过演示改变物体的内能实验培养学生的观察能力，并使学生通过实验理解做功与内能变化的关系。 教学重点 通过探究实验，知道改变物体内能的多种方法。 教学难点 正确理解内能的概念以及内能与温度的关系。 课时安排2课时教具选择 酒精灯、铁丝、钳子、火柴、机械能内能互换演示器、空气压缩引火仪。 教学过程 一、创设问题情境，引入新课 引入1复习提问：上节课我们学习的分子动理论，包含了哪些内容啊？【生】1.物质是由分子组成的；2.分子在永不停息地做无规则运动；3.分子之间有相互作用力。【师】根据我们前面所学的机械能的知识可以知道，物质内部也是具有能的。引导学生分析：分子在永不停息地做无规则运动，所以分子具有动能；分子之间有相互作用力，所以分子具有势能。今天我们就要研究物质内部具有的能量。引入2播放视频：从礼花到火箭发射【师】探寻月亮的奥秘是我们无数先辈们的梦想，今天我们终于把这个梦想变成了现实，这是我们民族的骄傲，在探月卫星的发射过程中，作为载体的火箭功不可没，那么是什么力量把这么大的火箭送到了遥远的月球的呢？让我们一起进入今天的发现之旅吧。 二、师生共同活动，进行新课第一课时 内能1温度与热运动温度表示物体的冷热程度。物体的温度越高，扩散越快，说明构成物体的大量分子做无规则运动越剧烈。也就是说，温度反映了构成物体的大量分子做无规则运动的剧烈程度。因此，人们常常把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。2物体的内能学生观察图1.2-2，教师讲解因为分子在永不停息地做无规则运动，所以分子具有动能；分子之间有相互作用力，所以分子具有势能。因此物质内部存在能量，我们把这种能量叫做内能。投影展示：内能的定义内能：物体内部所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。各种形式的能的单位都是焦耳（J）。引导学生讨论以下问题：(1)哪些物体具有内能？为什么？ (2)内能和机械能有什么区别？(3)一个物体内能的大小可能与哪些因素有关？学生通过思考、讨论得出（投影）：(1)任何物体都具有内能，因为分子是在永不停息的作无规则运动的。 (2)内能是物质内部所有分子的能的总和，跟物体的整体运动无关，而机械能与物体的整体运动情况有关。（比如加速的汽车内能变大？这显然是不对）。(3)一个物体内能的多少与温度有关，也与物体的体积有关。（因为物质温度越高，扩散现象越明显，即分子运动就越剧烈，分子动能也就越大，所以一个物体的温度越高，他的内能就越大。当一个物体的体积变化时，物体内分子间的距离就要发生变化，所以分子的势能也要变化，从而使物体的内能发生变化）。【师】由于物体内能跟温度有关，所以我们可以通过观察物体温度的升高或降低，间接了解物体内能是增大了还是减小了，因此人们常常把物体的内能叫做热能，把物体内部大量分子的无规则运动叫做热运动。3.改变内能的方式教师拿出一根铁丝，提出思考问题。(1)如何使手的内能增大？ (2)如何使一根铁丝烫手？(3)如何点燃火柴头？ (4)如何使一块冰熔化？学生分小组思考、讨论，得出方案，小组代表发言并利用提供的器材进行演示。(1)两手互搓或放在酒精灯旁。(2)快速弯折铁丝或者放在酒精灯上烧。(3)在火柴盒上擦燃或者放在酒精灯上烧。(4)把冰放在太阳下晒或者把两块冰放在一起摩擦。【师】同学们都非常棒，把我们的问题一一都解决了。那么，同学们在思考一下，把我们刚才做的那么多实验方法归纳一下，改变物体内能的方法有那些呢？学生能够讨论得出结论：增大内能的方法有两种。一种是用力做功，一种是用温度比物体高的物体接触或者靠近。【师】同学们分析得很对，改变物体内能的方式就是两种，用温度高和温度低的物体接触，低温物体温度升高，高温物体温度降低的这个过程就叫做热传递。那么同学们想一想：发生热传递的条件是什么？什么时候结束？【生】发生热传递的条件是两个物体之间有温度差，当两物体温度相同时热传递结束。【师】在热传递过程中传递能量的多少叫做热量，低温物体吸收热量，内能增大，高温物体放出热量，内能减少。热量这个词不能乱用，要记住一个口诀“热量不能含，温度不能传”。教师拿出空气压缩引火仪，要求学生仔细观察空气的内能有无增加，学生就会感到困惑：空气内能增加与否怎能看得见？带着这个好奇心观看教师演示实验：快速压下活塞，活塞最下面冒出一个火光。引导学生分析这个过程，(1)研究对象是什么？（是空气而不是棉花）(2)为什么放入棉花？（利用转换法显示空气温度升高）(3)实验说明了什么？（对物体做功，会使物体的内能增大）【师】由此可以看出，做功也可以改变物体的内能。对物体做功，物体的内能增加。那么内能可不可以对外做功呢？教师拿出机械能内能互换演示器，将演示器固定在桌边，将乙醚倒一点到金属桶内，用力来回拉动绳子，让学生观察看到的现象，然后请学生分析整个过程。思考下列问题：(1)观察到的现象有哪些？(2)瓶塞跳起说明了什么？出现水雾是什么现象？说明了什么？(3)水雾起了什么作用？（4）通过实验说明了什么问题？学生归纳分组讨论得出结论：（1）观察到的现象有瓶塞跳起，瓶口出现水雾，用手摸金属筒很热。（2）瓶塞跳起说明它具有了动能，出现水雾是液化现象，说明液体的温度降低了，也就是液体的内能减少了。（3）水雾让我们间接了解了液体的温度变化情况，也相当于了解了液体的内能变化情况。（4）实验说明了内能也可以对外做功。内能与我们的生活【师】了解了那么多关于内能的知识，同学们知道了火箭为什么能把卫星送上天了吧，他就是利用内能对外做功，内能在我们生活中的作用有很多，煮饭、烧水、取暖等等，数不胜数，但是过多的内能有时也会带来灾难。让学生阅读STS地球的温室效应，了解温室效应的危害。第二课时 燃烧：放出热量1、燃料燃烧的能量转化方式凡是能够燃烧的物质都叫做燃料。燃料的燃烧是一种化学变化，在燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能。2、认识燃料木材、煤、汽油、柴油、天然气。3、燃料的热值【师】燃料燃烧时将化学能转化为内能，那么相同质量的不同燃料燃烧时释放出的热量是否相同呢？学生归纳得出结论：应该不相同。教师继续提问，那么如何比较燃料放出热量的多少呢？看单位质量的某种物质燃烧放出的热量多少进行比较。教师介绍（展示）：物理学中，把1kg某种物质完全燃烧放出的热量叫做这种物质的热值。热值符号q，单位J/kg。计算公式Q=mq。组织学生看不同物质的热值表，理解其含义。比如干木柴的热值是1.7107J/kg，他表示的意义就是：1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1.7107J。4、环境保护加强立法力度，对工厂和交通工具要强制达标排放改进燃烧设备城市和人口密度大的地方采用集中供热推广和普及气体燃料的使用大力植树种草5、温度、内能、热量的区别和联系区别：温度是一个状态量，只能说“是多少”，两个不同状态间可以比较温度的高低，温度是不能“转移”和“传递”的。 内能是能量的一种形式，跟温度联系密切，当一个物体的温度升高时，它的内能增大，和温度一样，是一个状态量，通常用“具有”来修饰。热量反映了热传递过程中，内能转移的多少，是一个过程量，用“吸收”或“放出”来描述，而不能用“具有”或“含有”。联系：温度的变化可以改变一个物体的内能。传递热量的多少可以量度物体内能改变的多少。物体吸收或放出热量，它的内能将发生改变，但他们的温度不一定改变。例：今天天气真热（温度）两手摩擦，手会热（内能）物体吸热温度升高（热量：沸腾的水很热（温度）燃料的燃烧，产生热（内能）三、课堂小结学生小结：1.内能是物体内部所有分子作无规则运动的动能和分子势能的总和，一个物体内能的多少与温度和体积有关。 2.做功和热传递可以改变物体的内能。四、选择六项1.在0的房间里，静止在地面上的铅球（ B C ）A.具有机械能 B.没有机械能 C.具有内能 D.没有内能2.下列关于物体的内能和温度关系的说法中，正确的是（ B ）A.物体的内能跟温度有关，物体的内能越大，温度越高B.物体的内能跟温度有关，物体的温度升高内能增大C.物体的内能只和温度有关，所以温度高的物体，内能一定大D.物体的内能只和温度有关，内能大的物体温度一定高3.下面四句话中都有一个“热”字，其中哪一句话中的“热”字表示温度（ D ）A.热传递 B.物体吸热温度升高 C.摩擦生热 D.今天天气很热4.物体从粗糙的斜面上滑下来,则 （ D ）A.机械能不变，内能不变 B.机械能增加，内能不变C.机械能减小，内能减少 D.机械能减小，内能增加5.下列关于内能的概念的说法中，错误的是 （ B ）A.任何物体都具有内能 B.0冰不具有内能C.一个物体的温度发生变化，它的内能也变化 D.内能和机械能的单位都是焦耳6.下列说法错误的是 （ D ）A.温度越高，分子无规则运动越快 B.温度越高，气体、液体、固体的扩散越快C.温度越高，液体蒸发得越快 D.温度越高，物体的运动速度越大7.在我们今天的学习中，老师说过一句话“由于物体内能跟温度有关，所以我们可以通过观察物体温度的升高或降低，间接了解物体内能是增大了还是减小了”，那么如果一个物体的温度没有改变，那么他的内能就一定也没有改变呢？比如一杯0的冰熔化成一杯0的水，他的内能变了吗？（答案：不一定；冰在熔化过程中要吸热，所以他的内能应该是增加了，之所以温度不变，是因为吸收的热量用来改变它的状态了）。五、课后作业1.请学生上网站查一查：什么是温室效应？相互交流，发表自己的见解；2.完成课后自我评价。六、板书设计课题：16.2 内能 内能 单位：焦耳 J 概念：物体内部所有分子作物规则运动的动能和分子势能的总和，叫做物体的内能。 改变内能的方式：热传递和做功。 热量：1Kg某种燃料完全燃烧放出的能量叫做这种燃料的热值。符号为q，单位为J/Kg或J/m3。Q放=mq 或 Q放=Vq教学反思： 第三节 比热容教学目标 一、知识与技能 1.了解比热容的概念，知道比热容是物质的一种属性。 2.尝试用比热容解释简单的自然现象。 二、过程与方法 1.通过探究比热容的概念，让学生学会如何比较不同物质的吸热能力。 2.通过阅读“气候与热污染”，使学生了解利用比热容解释海边和沙漠中的昼夜温差问题，并了解“热岛效应”。 三、情感态度与价值观 1.通过探究了解比热容的概念的活动，培养学生自己动脑想办法解决问题的能力。 2.通过对比热容的探究学习，使学生保持对自然的好奇心，对科学的求知欲，乐于探索自然规律，逐步形成实事求是的科学态度。 教学重点 比热容的概念，与热量有关的计算。 教学难点 理解比热容概念并能利用它解释有关现象。 课型及课时安排新授课 1课时教具选择 铁架台、油、水、温度计、酒精灯、石棉网。 教学过程 一、创设问题情境，引入新课引入1引导学生理解热量、质量与温度的联系,完成填空的结论：对于同一种物质，比如水，它的质量越大，升高的温度越高，它所吸收的热量就越多。【师】如果是两种不同的物质，比如水和油，如果它们的质量相等，升高的温度也相同，它们吸收的热量是否一样呢？引入2复习提问:（1）什么叫内能？（2）内能的大小与哪些因素有关？学生回答，教师提出思考问题，内能的大小与物质的种类有没有关系呢？二、师生共同活动，进行新课1.探究实验比较不同物质的吸热能力学生思考讨论刚才老师提出的问题比较吸热能力,提出各自的猜想，教师引导学生设计实验验证猜想。设计实验比较吸热能：取相同质量、相同初温的油和水，用相同的酒精灯给他们加热，在相等的时间内（吸收相同的热量），看谁升高的温度越高。进行试验：步骤如下：(1)教师将装置按图1-3-1、1-3-2设计安装好。(展示右图)(2)让学生记录油和水的初温。(3)点燃酒精灯，对水和油加热3-4分钟。(4)停止加热，同时读出两只温度计的温度，记录下温度。学生分析数据讨论得出结论：质量相等的水和油在吸收了相同热量后，升高的温度是不相同的，再进一步分析，要使他们升高相同的温度，必须给水吸收更多的热量。在此基础上引导学生得出一般性结论：质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不相等。质量相同的同种物质，升高不同的温度，吸收的热量不相等。质量不同的同种物质，升高相同的温度，质量大的吸收的热量多。2.比热容【师】为了表示物质吸热（或放热）本领的大小，我们引入了比热容这个概念。怎样比较这种性质呢？引导学生必须在相同的条件下进行比较。即相同质量、升高相同的温度的情况下进行比较。【师】质量最简单就取一千克，升高的温度就取一摄氏度，比较起来最为简单方便，这样我们就可以这样给出比热容的概念。和学生一起读比热容的定义（展示）：单位质量的某种物质，温度升高1摄氏度所吸收的热量，叫做这种物质的比热容。教师介绍比热容简称比热，符号c,他的单位是：J/（kg）,（可以让学生从比热容的物理意义推导比热容的单位，可类比密度、速度单位）读作焦每千克摄氏度。【师】比热容是物质的一种特性，每种物质都有自己的比热容，不随物质的质量、吸放热及温度的变化而变化，但与物质所处的状态有关。科学家通过精确的实验把不同物质的比热容测量了出来，让我们来看看下面的表格数据，请同学们仔细观察，你能从里面找到那些有用的信息？学生观察、讨论得出一些规律比如水的比热最大；液体的比热容一般比固体大；冰的比热和水的比热不一样，说明同种物质的状态不同比热也不同；煤油和冰的比热相同，说明不同物质的比热一般不同也有例外。相同质量的不同物质，吸收（或放出）相同的热量，比热容小的物质升高的温度高。3.热量的计算找到水的比热容，让学生分析它包含的意义。水的比热是4.2103J/（kg），C水=4.2103 J/（kg）的物理意义：单位质量为1kg的水，每升高1时（或降低1时），吸收（或放出）的热量是4.2103J。【师】提问：如果是2kg的水升高2，吸收的热量是多少呢？ 学生回答，用水的比热乘以2kg，再乘以2，就可以得到答案。教师在引导学生计算如果是2kg的水从20升高到30，吸收的热量是多少呢？最后让学生自己得出热量计算公式：Q吸=cm（t-t0）教师再顺势引导得出温度降低，放出热量的计算公式：Q放=cm（t0-t）巩固练习：一个重为0.5kg的铝制水壶，装有5kg的水，他们的初温都是20，若要把水烧开，壶和水一共要吸收多少热量？（不计热量损失）。4.比热的应用【师】由于不同物质的比热不同，造成了我们自然界一些不寻常的现象，比如说在沙漠：其中有一句很奇怪的谚语是这样形容沙漠中的怪现象“早穿棉袄，午穿纱，晚上围着火炉吃西瓜”，说的就是沙漠地区昼夜温差极，你能用学过的比热知识来解释一下吗？学生通过查表、讨论分析得出结论：造成这一现象的原因是因为，砂石的比热小的缘故。在受太阳照射时，沙石吸热升温快，在太阳落坡后，沙石放热降温也快。教师再趁机让学生想一下海边的天气情况应该是怎样的，并问同学们能用所学知识你能解释吗这种情况。同样的道理,由于水的比热大，所以海边的昼夜温差小。【师】水的比热容大的特点，在生产、生活中也经常利用。如汽车发动机、发电机等机器，在工作时要发热，通常要用循环流动的水来冷却，冬季也常用热水取暖。调节气候：学生阅读STS“海洋性气候与大陆性气候”，了解热的优点和危害，解释城市的“热岛效应”。（热岛效应是由于城市中大量的钢筋混凝土建筑，他们的比热都比较小，在太阳的照射下，温度上升很快，因此夏天城市的气温比郊区的气温要高许多。）三、课堂小结通过下列具体问题的讨论，使学生进一步理解比热的概念。(1)在做课本探究物质吸热能力的实验时，液体改换成蓖麻油和煤油，那么煤油和蓖麻油哪一个升温快？为什么？(2)把质量相同的铝块、铜块、铅块放到沸水中加热，当沸水再次沸腾后，取出金属块，并把它们放到石蜡块上。它们都能使石蜡熔化，那么哪个金属块熔化的石蜡多呢？ 答案：(1)蓖麻油升温快，因为蓖麻油的比热小些，吸收相同的热量升温快些。(2)铝熔化的石蜡多，因为他的比热容大，降低相同的温度，放出的热量更多些。学生小结：1.不同物质的吸热能力不同，物理学上用比热容来表示这种不同。2.比热容的定义是单位质量的某种物质，温度升高1摄氏度所吸收的热量。3.计算热量的公式是Q吸=cm（t-t0）或者Q放=cm（t0-t）4.沙漠和沿海地区昼夜气温变化差异大的主要是由于物质的比热容不同造成的。四、选择四则1.将一块铁切去一半，变化了的物理量是（ B ） A.密度 B.质量 C.比热容 D.温度2.关于比热，下列说法中正确的是（ C）A.1千克水在1时的热量是4200焦 B.1千克水每升高1放出的热量是4200焦C.1千克水每升高1吸收的热量是4200焦 D.1千克水每降低1吸收的热量是4200焦3.在我国北方农村，农民常在菜窖里储存几桶水，是因（ B ）A.水的比热容比较大，气温升高时放出的热量较多，使储存的蔬菜不容易冻坏B.水的比热容比较大，气温降低时放出的热量较多，使储存的蔬菜不容易冻坏C.水的比热容比较大，气温降低时吸收的热量较少，使储存的蔬菜不容易冻坏D.水的比热容比较大，气温升高时放出的热量较少，使储存的蔬菜不容易冻坏4.质量均为1千克的下列四种物质各放出2103焦的热量，温度正好下降1的是（ A ）A.煤油 B.橡胶 C.水银 D.松木五、课后作业完成动手动脑学物理1、2、3、4、5题。六、板书设计第 三 节 比热容一、比热容：简称比热，符号c。 定义：单位质量的某种物质，温度升高1摄氏度所吸收的热量，叫做这种物质的比热容。 单位：J/（kg），读作焦每千克摄氏度。 二、热量的计算Q吸=cm（t-t0） Q放=cm（t0-t）教学反思： 第 二 章 改变世界的热机第 一 节 热机教学目标 一、知识与技能 1.理解热机的原理就是将燃料的化学能转化为内能再转化为机械能。2.了解内能的利用在人类历史上的重要意义。 3.了解历史和现实社会中的几种热机。 二、过程与方法 1.经历关于“能量是怎么转化的”讨论过程，了解到热机是通过做功使内能转化为机械能工作的机器。2.观察蒸汽机吹动纸风轮旋转的实现象，认识燃料的化学能转化为内能再转化为机械能的过程。 三、情感态度与价值观 通过使学生了解蒸汽机的发展历程，认识人类非凡的创造力对世界的影响。教学重点 认识热机的工作过程 课型及课时安排新授课 1课时教学方法讲授法教学过程 一、创设问题情境，引入新课 引入：教师模拟图2-1-2演示实验，用酒精灯给装有水的试管加热，可以看到沸腾的水将将上面的纸飞轮吹转了。【师】这一个简单的现象却引发了第一次工业革命，它让我们进入了蒸汽时代，我们今天公路上跑的各种车辆的发动机也是利用这一简单的现象工作的。是内能的利用让我们进入了现代化社会。今天我们就一起学习热机。二、师生共同活动，进行新课1.利用内能来做功【师】改变物体的内能有两种方式，除了热传递还可以通过做功使物体的内能增加。那么，减少物体的内能可以做功吗？请同学们思考刚才我所做的实验，在这一过程中能量的转化情况是：【生】内能转化为机械能。【师】在这个实验中，燃料的化学能转化为内能，传给水，水沸腾变成蒸汽，水蒸气驱动叶轮转动。这样，内能转化为叶轮的机械能。这个实验虽然简单，却展现出热机中能量转化的基本过程。热机就是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。燃料的化学能燃烧内能做功机械能2蒸汽机蒸汽机是最早的热机。把蒸汽的能量作为动力是蒸汽机工作的基本原理，然而，蒸汽动力并非来自于“蒸汽对水壶盖掀动的启示”，而是来自于蒸汽动力与社会、经济、科学和生产力发展水平的“制约适应促进”的曲折历程。社会的进步，生产力的发展，科学的理性思考和导致人们透彻理解自然现象的物理学理论及实验，奠定了蒸汽机发明的基础，托里拆利真空和马德堡半球实验，拉开了蒸汽机发明的历史序幕。让我们追溯一下并不遥远的历史。17世纪，欧洲的工业一天天发展起来，煤作为一种强大的能源大量涌进了人类的生产与生活。为了在煤矿中把水排掉，人的智慧就转到抽水问题上来。1640年，在意大利的佛罗伦萨造成了一部抽水机。但是，不管怎样拼命地把连接抽水机活塞的手柄拉上压下，水最多也只能被抽到10m高左右，改善抽水机也无济于事。伽利略的学生意大利物理学家托里拆利研究并解释了这个问题。1642年，托里拆利把一端开口的91cm长的玻璃管中灌满水银，倒扣在水银容器内并使管垂直竖立，管内76cm高水银柱的上面形成了真空状态这就是轰动当时的托里拆利真空，人类创造的第一个良好真空。托里拆利首创真空的实验成功，打碎了自亚里士多德至笛卡儿统治近2000年的“自然害怕真空”的精神枷锁，释放出科学的精神能量，带来了思想智力的活跃。曾经当过马德堡市长的德国物理学家奥托格里克于1654年做了著名的“马德堡半球”实验，用激动人心的事实论证了人造真空形成的压力差的巨大力量。正当在实验现场的人为这神奇的巨大力量而惊叹之时，奥托格里克用震撼宇宙的声音宣告：请相信大气压力是普遍存在的！马德堡半球实验轰动了！当时，包括德国皇帝在内的许多显要人物都亲自观看了这一特别的物理实验。富有成效的物理实验清楚地表明，只要人为地形成真空，就会产生压力差，而力就固有地存在于压力差之中。一个人摇动一台抽气机，就能胜过16匹大马、50个人，但是靠肌肉的力量在长时间抽气过程中才集蓄起来的能量是不能使工业应用大步前进的，于是人的智慧就转向了利用火的能量产生真空的努力。1690年，法国物理学家巴本把蒸汽充入容器，用冷凝的办法把大量的蒸汽冷凝成几滴水，结果在容器内留下了真空。这样，经过长时间抽气才能建立起来的真空，只需在充满蒸汽的热容器上浇一注冷水，把蒸汽冷凝，在极短的时间内就形成了。巴本制造了一台机器，靠蒸汽冷凝形成真空，通过大气压的作用推动活塞运动，活塞又把水往上提升。尽管巴本的机器并没有在生产中使用，但是它却提醒人们：靠火的能量制造蒸汽能形成真空，产生动力。我们不妨把它称为巴本模式，既蒸汽真空模式。公正地说，巴本的这台蒸汽真空模式的机器就是人类历史上最早的蒸汽机的雏形，它比瓦特对蒸汽机的改进早了3/4个世纪。8年之后，即1698年，英国工程师萨佛里发明了一台巴本模式的实用机器。他先借助于蒸汽产生的真空尽可能把水升高，然后再把另一个密封容器内产生的高压蒸汽注入到已被升高的水柱中，使水朝上喷出，这就是萨佛里蒸汽机。萨佛里蒸汽机确实获得过一些实际应用，不过由于高压蒸汽的危险性，因而没有得到推广。历史进入了18世纪。1705年，英国铁匠纽可门在巴本和萨佛里设计的基础上，发明了大气压力蒸汽机一种把大气压下的蒸汽反复充入容器，再反复冷却的装置。这就是后来得到实际应用的纽可门蒸汽机。由于不使用高压蒸汽，不存在萨佛里蒸汽机的危险性，这就使纽可门蒸汽机迅速普及应用到必须抽出积水的矿井中。可以看出，纽可门蒸汽机本质上还是巴本模式，即蒸汽真空模式，这里的蒸汽不是产生动力而是产生真空的。尽管纽可门蒸汽机的效率极低（约0.5），工作很慢，然而它却一扫以往煤矿中“人欢马叫”的原始景况（当时英国煤矿中用于拖动抽水机的马就有500多匹），伴随着英国资产阶级革命的胜利进军，沿用了半个多世纪。任何机器都需要不断改进和完善。著名的英国土木工程师斯米顿改进过纽可门蒸汽机，使其效率提高了一倍。差不多与斯米顿同时，瓦特也登上了改进蒸汽机的历史舞台，那是1765年的事情。当时瓦特作为苏格兰格拉斯哥大学的一名机械员，受命修理一台损坏了的纽可门蒸汽机。勤于思考的瓦特，把这台机器修好之后，对它的工作方式仍感到不满：消耗不少热量才被加热的容器，又被冷水冷却产生真空，在下个周期里，当蒸汽再次引入容器时，就被已经冷却下来的器壁所冷却，只有大量的蒸汽充进容器后，容器的温度才再次上升到能够保持蒸汽状态的温度，每个周期都要消耗大量燃料来抵消冷水带来的副作用，也需要一个加热容器的中断时间。瓦特持续地思考着这一问题，于是一种特殊的思维灵感的闸门突然打开了。这样，29岁的瓦特发明了带有单独冷凝器的蒸汽机，对蒸汽机作了关键性的改进。瓦特在蒸汽机里添了一个冷凝器，可以不变地保持较低温度，而第一个被称之为汽缸的容器，可以不变地保持较高温度。基于这个改进，1769年瓦特已经有了一台动作快、效率高的蒸汽机了。瓦特后来又做了重要改进：让蒸汽交替地进入活塞的两边。原先是产生真空的时候，大气压力只把活塞朝一个方向快速推过去，然后再被放入的蒸汽推回来；现在是使高压蒸汽轮流从两端进入汽缸推动活塞的往复运动，效率进一步提高了。经过许多巧妙的改进，瓦特的蒸汽机终于以提高了近5倍效率的绝对优势逐步取代了老式的纽可门蒸汽机。当研究了蒸汽机发明的历史进程之后，不难看出瓦特初期及其之前的蒸汽机中蒸汽不是作为动力而是产生真空的。其基本工作方式是：蒸汽进入汽缸冷凝产生真空大气压力快速推动活塞。后来的蒸汽机则是直接用蒸汽膨胀快速推动活塞的，这才是蒸汽动力模式。其实，在蒸汽机发明之前很久的人类社会就有过蒸汽动力的设计和实验。比蒸汽机发明早二个多世纪的意大利文艺复兴三杰之一的达芬奇曾经绘出过用蒸汽作为动力开动大炮的图样；古老的亚历山大城的希罗曾经用蒸汽作为动力开启庙门、转动球体、开动机械玩具那还是公元前二世纪的事情。能量转化：讨论交流蒸汽机是怎样工作的教科书P19图2-1-4燃料的化学能燃烧水和水蒸气的内能做功活塞的机械能做功转轮的机械能3形形色色的热机现代热机种类繁多，构造各异，但从燃料燃烧的部位来分类： 外燃机：蒸汽机、蒸汽轮机、燃气轮机热机 内燃机：汽油机、柴油机、喷气发动机、火箭发动机三、板书设计第 一 节1、内能的利用直接利用：间接利用：2、热机化学能 内能 机械能 3、蒸汽机燃料的化学能 水的水蒸气的内能 活塞的机械能 转轮的机械能4、形形色色的热机 外燃机：蒸汽机、蒸汽轮机、燃气轮机热机 内燃机：汽油机、柴油机教学反思： 第 二 节 内燃机教学目标： 一、知识与技能 1、理解内燃机的基本原理 2、了解汽油机的工作过程 3、了解汽油机与柴油机的异同 4、知道汽油机、柴油机是活塞式发动机 二、过程与方法 1、通过分析汽油机的四个冲程，了解活塞式发动机的工作过程 2、了解不同热机的不同用途 三、情感、态度与价值观 1、通过对内燃机和轮机在生产生活中的应用，感受技术进步在工业发展中的重要作用 2、激发学生是爱国热情和献身科学事业的精神教学重、难点 对汽油机四个冲程的认识，弄清楚各个冲程的作用课型及课时安排 新授课 1课时教学方法 视频结合讲授教学过程 赛车场上，一辆辆赛车发出阵阵轰鸣声，闪电般飞驰，或许你不知道，赛车的动力来自赛车内的一系列“爆炸”。今天我们就一起来学习这个“爆炸”是怎么发生的。一、内燃机起源：第一台实际使用过的内燃机，是1859年法国工程师勒努瓦制造的。这是一台煤气机，效率很低。1876年德国工程师奥托制成了按四冲程原理工作的煤气机，称为奥托循环机，这是内燃机划时代的进步。1892年，德国工程师狄塞尔提出了压缩点火式内燃机的设计原理，经过多次试验和改进，于1897年制成第一台压燃式内燃机，使用液体燃料，热效率比以前的内燃机都高。内燃机的发明，使热机的效率由蒸汽机的10左右，提高到了40左右。而且由于内燃机轻巧，适于用在交通工具上，对促进交通运输业的发展起了关键的作用。观察教科书P21图2-2-2：瓶中的酒精燃烧后产生的高温、高压燃气将瓶盖顶出。根据这一现象制成了内燃机。概念：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功的热机叫活塞式内燃机。原理：燃料字汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功。种类：汽油机和柴油机内燃机按照使用燃料的不同，分为汽油机和柴油机，他们的原理基本相似，我们今天一起来研究一下汽油机。二、汽油机的工作过程播放flash认识内燃机的结构动画：展现汽油机工作的四大冲程及其连续工作过程，可以用按钮控制每个冲程动作。结合模型。给学生讲解：(1)汽油机的构造：气缸、活塞、进气阀门、排气阀门、曲轴连杆、飞轮、火花塞。(2)汽油机的冲程：汽油机活塞在气缸内上下往复运动，从一端运动到另一端就叫做一个冲程，每个冲程完成一种工作，汽油机的每个循环有四个冲程。(3)四大冲程：通过动画模拟，详细讲解每个冲程的活塞动作情况以及功能。内燃机原理以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程：开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程叫做吸气冲程。活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程叫做压缩冲程。此过程机械能转化为内能。压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程叫做做功冲程。此过程内能转化为机械能。（点火方式：点燃式点火）做功冲程结束，活塞继续由下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程排气冲程。此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。(4)能的转化让学生分析在整个过程中能的转化情况，学生利用已有的知识，和书上的介绍得出结论：通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程，内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分推动汽车转动做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。让学生观看汽油机的连续工作过程，加深印象。小结：四冲程内燃机在一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，汽缸内的燃油燃烧爆发1次，对外做功1次，在不做功的冲程，活塞靠飞轮的惯性运动。三、柴油机的构造和工作过程1、柴油机的构造：气缸、活塞、进气阀门、排气阀门、曲轴连杆、飞轮、喷油嘴。2、工作过程：学生结合教科书P25物理在线学习 和汽油机一样包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程但不同的是：吸气冲程：只吸入空气压缩冲程：缸内气体被压缩的程度比汽油机厉害，温度高，压强大。做功冲程：压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状柴油进行压燃式点火。在完成对四个冲程的分析以后，可以组织学生参考下表分小组讨论，把动作过程和能量转化相结合，有助于理解和巩固。吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程进气门打开关闭关闭关闭排气门关闭关闭关闭打开活塞向下运动向上运动向下运动向上运动主要作用汽油与空气的混合燃气被吸入压缩燃气，温度升高点燃或者压燃，燃气燃烧，推动活塞对外做功燃烧过的废气被排出特征利用惯性完成利用惯性完成内能转化为机械能通过曲杆对外做功利用惯性完成（4）关于柴油机的工作原理教科书对柴油机原理的介绍进行了淡化处理，仅笼统说柴油机以柴油做燃料，构造和工作过程与汽油机相似。教师应该注意到此处与原来旧教材的差别。但是根据学生的具体情况，适当介绍一些柴油机和汽油机的区别也是很有意义的。汽油机柴油机相同点吸气、压缩、做功、排气四冲程活塞式内燃机不 同 点进气方式混合气空气构造上火花塞喷油嘴点火方式点燃式压燃式优点轻便便宜,功率大,效率高四、飞向太空喷气式内燃机： 包括空气喷气式发动机（用在飞机上）和火箭发动机（用在火箭上）。利用航空煤油或液氢等燃料燃烧时产生高温高压的燃气，燃气向后喷出过程中，由于空气的反冲作用，使飞机或火箭向前高速飞行。喷气式内燃机比活塞式内燃机更高效。火箭发动机：火药通过燃烧产生的燃气体积膨胀，从尾端向后高速喷出，推动火箭向前飞行。常用的火箭是多级火箭。火箭的多级设计可以提供更为持久的动力。
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