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機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化教學(xué)案例設(shè)計 朱莊中學(xué) 朱雨紅【教學(xué)目標】1.知識與技能(1)知道做功是改變物體內(nèi)能的另一種方式。(2)了解熱機基本結(jié)構(gòu)和工作原理。(3)知道四沖程內(nèi)燃機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。2過程與方法(1)通過探究實驗,了解做功是改變物體內(nèi)能的另一種方式。(2)通過觀察和分析,了解熱機基本結(jié)構(gòu)和工作原理。3情感、態(tài)度與價值觀。通過探索性實驗,提高觀察能力、實驗操作能力和比較、分析、概括的能力,培養(yǎng)學(xué)生實事求是的科學(xué)態(tài)度?!窘虒W(xué)重點】做功和內(nèi)能改變的關(guān)系【教學(xué)難點】熱機的工作原理【教具】細鐵絲、棉線、空氣壓縮引火儀,電子式火花發(fā)生器、汽油機模型實物及其掛圖【學(xué)具】鐵絲、棉線【教學(xué)方法】實驗觀察法、親身體驗法、自學(xué)討論法【課型】新授課、實驗課【教學(xué)過程】一、新課引入同學(xué)們,汽車高速行駛時,為什么輪胎的溫度會升得很高?(投影插圖) 通過本節(jié)課的學(xué)習(xí),我們就會知道其中的緣由。(板書:機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化)二、進行新課 輪胎的溫度為何會升得很高,要弄清原因,我們首先要了解做功能否改變物體的內(nèi)能?先請同學(xué)們認真看書自學(xué)P42活動12.5,邊看書邊用桌上器材完成實驗。教師點撥:1實驗1223折彎鐵絲的速度要快,觸摸時小心燙手。2利用棉線做實驗時手劃過的速度不要太快,以免把手劃破教師演示完成圖1224實驗.提醒:實驗1224壓縮活塞的速度要迅速,注意引導(dǎo)學(xué)生觀察實驗現(xiàn)象。(一)提出問題:(1)上述活動中,物體的內(nèi)能有沒有變化?增加還是減少?(2)物體增加的內(nèi)能是從何而來的?能量如何轉(zhuǎn)化?(3)列舉日常生活中做功改變物體內(nèi)能的實例。引導(dǎo)學(xué)生分析并回答:1鐵絲、棉線燙手,棉花燃燒說明物體內(nèi)能增加2折鐵絲,劃棉線,壓活塞都是對物體做功,消耗了機械能。(板書:做功可以改變物體內(nèi)能)學(xué)生舉例,注意分析能量轉(zhuǎn)化情況并得出結(jié)論:對物體做功,物體內(nèi)能會增加。(板書:對物體做功,物體內(nèi)能會增加。機械能 內(nèi)能)(二)提出問題:做功可以使物體內(nèi)能增加,那么做功可不可以使物體的內(nèi)能減小呢?教師演示課本圖1225實驗,引導(dǎo)學(xué)生注意觀察現(xiàn)象。思考:1圖1225實驗中,酒精燃燒后的燃氣對外做功,燃氣的內(nèi)能怎樣變化?2燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為哪種形式的能量?引導(dǎo)學(xué)生根據(jù)現(xiàn)象:蓋子飛出去,分析歸納:燃氣的內(nèi)能減少,轉(zhuǎn)化為瓶蓋的機械能。(板書:物體對外做功,內(nèi)能減小。內(nèi)能 機械能)(三)提出問題:使鐵絲內(nèi)能增加的方法除了彎折以外,還有哪些?學(xué)生列舉方法,教師注意適當(dāng)板書并把這些方法歸類是屬于做功還是屬于熱傳遞?(板書:做功和熱傳遞在改變物體的內(nèi)能時是等效的)(四)熱機:人們根據(jù)燃料燃燒后的燃氣可對外做功這一原理制造了熱機。讓學(xué)生認真看書自學(xué)P43P44,并思考。1認真觀察桌上汽油機的模型并對照掛圖,說出汽油機的各部分的名稱。2演示汽油機的模型,并說出汽油機是如何工作的?盡可能讓學(xué)生講解,不完整的部分由其他同學(xué)補充,讓學(xué)生反復(fù)演示模型。教師因勢利導(dǎo),歸納出汽油機的四個沖程以及它們各有什么特點。(板書:汽油機的四個沖程:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程)3學(xué)生演示吸氣沖程(師介紹燈亮表示進氣門打開)并說出吸氣沖程的特點。4學(xué)生演示壓縮沖程,其余學(xué)生觀察并思考特點:引導(dǎo):燃氣的溫度升高了,但未能達到著火點,怎么辦呢?(火花塞產(chǎn)生電火花,使燃料猛烈燃燒,產(chǎn)生高溫高壓的燃氣)5做功沖程誰對誰做功呢?能量如何轉(zhuǎn)化?學(xué)生演示,對照插圖回答:燃氣燃燒后內(nèi)能,溫度怎么變?廢氣如何處理?6學(xué)生演示排氣沖程,說出特點。7小結(jié):我們把這四個沖程稱為一個工作循環(huán)?里面有一個主要沖程是燃氣對外做功完成的,它是什么沖程?其他沖程靠什么完成?在這四個沖程中活塞上下往復(fù)運動幾次,曲軸轉(zhuǎn)動幾圈?(生答)學(xué)生討論P45想一想。(五)閱讀P45P46生活、物理、社會三、課堂小結(jié):本節(jié)課你學(xué)到了什么知識?進一步鞏固了什么學(xué)習(xí)方法?四、課堂作業(yè)(投影)1下列生活實例中,各通過哪種方式改變物體內(nèi)能冬天在火爐旁烤手;把冰塊放在鮮榨的果汁里,喝時感覺很涼快;利用太陽能熱水器“燒水”;用鋸條鋸木板時,鋸條發(fā)熱,鋸條的內(nèi)能增加2小孩在玩唧筒時,“活塞”壓縮空氣。壓縮空氣把“子彈”推射出去(如圖),說明被壓縮的空氣內(nèi)能增加,轉(zhuǎn)化為“子彈”的_能這個過程說明通過_可以改變物體內(nèi)能。3壓縮沖程是_能轉(zhuǎn)化為_能。做功沖程是_能轉(zhuǎn)化為_能。4汽車高速行駛時,消耗了_能,輪胎的內(nèi)能_,溫度_。五、布置作業(yè)【教后記】本節(jié)課主要講解了內(nèi)能和機械能的相互轉(zhuǎn)化,實際上能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化往往是同時發(fā)生的,因此在課堂教學(xué)中應(yīng)通過大量的實例將兩者有機地聯(lián)系起來,不要機械地進行分割。這些實例既可以包括常見的生活和社會現(xiàn)象,也可以是一些生動有趣的小實驗,通過對實例和實驗現(xiàn)象的觀察分析可以增強學(xué)生的感性認識,從而進一步了解能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化。在介紹熱機的知識時要充分調(diào)動學(xué)生
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