機(jī)械能和內(nèi)能教材分析課件

第十二章機(jī)械能和內(nèi)能

教材分析常州市田家炳初級(jí)中學(xué)沙洲燕第十二章機(jī)械能和內(nèi)能

教材1本章在教材中的地位

學(xué)生已經(jīng)了解了機(jī)械功、分子運(yùn)動(dòng)的概念，本章提出了機(jī)械能、內(nèi)能、熱量等新概念，并對(duì)各種能與哪些因素有關(guān)，能與能之間如何轉(zhuǎn)化進(jìn)行研究，使學(xué)生對(duì)前面的力學(xué)和熱學(xué)的學(xué)習(xí)形成了一個(gè)完整的知識(shí)體系和能力結(jié)構(gòu)框架。機(jī)械能知識(shí)是機(jī)械功的引伸，是對(duì)前面所學(xué)知識(shí)的提高和深化，它不僅是初中物理的重要內(nèi)容，也為學(xué)生進(jìn)入高中階段學(xué)習(xí)打好基礎(chǔ)。內(nèi)能是學(xué)生在學(xué)過(guò)物質(zhì)結(jié)構(gòu)的初步知識(shí)、能、機(jī)械能知識(shí)的基礎(chǔ)上，從分子動(dòng)理論出發(fā)，運(yùn)用類比的方法，學(xué)習(xí)內(nèi)能的概念和改變內(nèi)能的方式。內(nèi)能是一個(gè)重要的熱學(xué)概念，是學(xué)生今后進(jìn)一步學(xué)習(xí)熱學(xué)知識(shí)所必須的。本章重點(diǎn)：各種能的概念，熱量的概念，能與能之間的轉(zhuǎn)化本章難點(diǎn)：能的概念，影響動(dòng)能、勢(shì)能、內(nèi)能的因素

機(jī)械能和內(nèi)能教材分析課件2機(jī)械能和內(nèi)能教材分析課件3教學(xué)要求比較

[大綱要求]1、理解動(dòng)能、重力勢(shì)能，知道彈性勢(shì)能2、理解動(dòng)能、勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化3、知道物體的內(nèi)能4、知道熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能5、知道做功可以改變物體的內(nèi)能6、知道熱量及其單位、知道燃料的熱值7、知道熱機(jī)中能量的轉(zhuǎn)化8、知道四沖程內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和原理9、知道熱機(jī)的效率教學(xué)要求比較4[標(biāo)準(zhǔn)要求]一、能用實(shí)例說(shuō)明物體的動(dòng)能和勢(shì)能以及它們的轉(zhuǎn)化能用實(shí)例說(shuō)明機(jī)械能和其他形式能的轉(zhuǎn)化

《標(biāo)準(zhǔn)》對(duì)這兩點(diǎn)在知識(shí)和能力上都屬于“理解”水平包括：理解動(dòng)能、勢(shì)能和機(jī)械能的概念；動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化；機(jī)械能與其他形式能的轉(zhuǎn)化。都是要求用實(shí)例來(lái)說(shuō)明，這既是從初中學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知水平出發(fā)的，同時(shí)也體現(xiàn)了“從生活走向物理”的理念。二、了解內(nèi)能的概念。能簡(jiǎn)單描述溫度與內(nèi)能的關(guān)系。

第一點(diǎn)是理解水平。這里要求從物體內(nèi)所有分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和來(lái)定義內(nèi)能。要通過(guò)事例讓學(xué)生了解內(nèi)能是能量的一種重要形式，他與人們的生活息息相關(guān)。從知識(shí)點(diǎn)看要求降低了，但能力要求提高了。不僅要了解，而且要簡(jiǎn)單闡述。

[標(biāo)準(zhǔn)要求]5

第二點(diǎn)是“能簡(jiǎn)單描述溫度與內(nèi)能的關(guān)系”知道物體的溫度越高，內(nèi)能越大；溫度越低，內(nèi)能越小。這里應(yīng)通過(guò)生活中的實(shí)例，讓學(xué)生了解內(nèi)能、溫度及其相互關(guān)系，不要求作出更嚴(yán)格的定義。三、從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值

《標(biāo)準(zhǔn)》的要求屬于“認(rèn)識(shí)”水平。由于人類利用燃料是把燃料儲(chǔ)存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能，從使用燃料的價(jià)值出發(fā)。要求從能的轉(zhuǎn)化角度來(lái)認(rèn)識(shí)燃料的熱值，既體現(xiàn)了對(duì)知識(shí)和技能的要求，也體現(xiàn)了情感態(tài)度價(jià)值觀的要求。四、了解內(nèi)能的利用在人類社會(huì)發(fā)展史上的重要意義

使學(xué)生關(guān)心科學(xué)技術(shù)的新進(jìn)展與新思想，知道內(nèi)能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義，有將科學(xué)知識(shí)服務(wù)于人類的使命感與責(zé)任感。五、了解熱量的概念

熱量是在熱傳遞過(guò)程中，物體吸收、放出熱的多少，是內(nèi)能變化的量度。要通過(guò)實(shí)例，讓學(xué)生了解熱量的物理意義和單位。知道物體吸熱時(shí)內(nèi)能增加，放熱時(shí)內(nèi)能減少。雖然標(biāo)準(zhǔn)對(duì)了解水平的不要求計(jì)算，但對(duì)比熱容有要求。第二點(diǎn)是“能簡(jiǎn)單描述溫度與內(nèi)能的關(guān)系6課時(shí)建議

一、動(dòng)能勢(shì)能機(jī)械能3課時(shí)二、內(nèi)能熱量1課時(shí)三、內(nèi)能與機(jī)械能的轉(zhuǎn)化2課時(shí)復(fù)習(xí)與總結(jié)1課時(shí)機(jī)動(dòng)1課時(shí)課時(shí)建議7機(jī)械能和內(nèi)能教材分析課件8導(dǎo)圖說(shuō)明

學(xué)生對(duì)汽車并不陌生，從兒時(shí)的玩具汽車，到重要的交通工具，有的學(xué)生從小就對(duì)汽車充滿好奇，渴望揭開(kāi)其中的奧秘，而汽車的行駛過(guò)程和發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過(guò)程，與燃料的燃燒、機(jī)械能與內(nèi)能及其相互轉(zhuǎn)化都有著密切的關(guān)系，因此，汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)是本章組織教學(xué)的良好載體。本章導(dǎo)言圍繞的發(fā)動(dòng)機(jī)提出了一些問(wèn)題，這些問(wèn)題可能在有的同學(xué)頭腦中已經(jīng)存在了很久，意在激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣；這些問(wèn)題也將通過(guò)本章的學(xué)習(xí)得到解決。本章導(dǎo)圖是一輛在沙漠中疾駛的賽車，由于路途的不平，正在上下顛簸，既顯示出動(dòng)能與勢(shì)能的相互轉(zhuǎn)化，又能說(shuō)明汽車具有強(qiáng)勁的發(fā)動(dòng)機(jī)。在導(dǎo)圖的背景中隱含著一個(gè)鐘表，意在學(xué)生由汽車發(fā)動(dòng)機(jī)聯(lián)想到其他機(jī)械裝置同樣也具有“發(fā)動(dòng)機(jī)”。實(shí)際上，任何一個(gè)機(jī)械裝置的發(fā)動(dòng)機(jī)，其工作實(shí)質(zhì)都是能量的轉(zhuǎn)化———將其他形式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。導(dǎo)圖說(shuō)明9

一動(dòng)能勢(shì)能機(jī)械能

1、本節(jié)編寫(xiě)思路動(dòng)能的定義——活動(dòng)⑴探究動(dòng)能的大小與哪些因素有關(guān)勢(shì)能——活動(dòng)⑵卡片為什么會(huì)跳起來(lái)——活動(dòng)⑶模擬打樁——探究重力勢(shì)能與哪些因素有關(guān)觀察擺球的動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化——活動(dòng)⑷由于動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的概念在8年級(jí)的教學(xué)中已經(jīng)出現(xiàn)，有關(guān)與它們的一些現(xiàn)象學(xué)生并不陌生。因此，本節(jié)教材從學(xué)生沒(méi)有接觸過(guò)的“公路限速”和“滑板下滑”兩個(gè)實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題。既能激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，同時(shí)有揭示了本節(jié)要研究的內(nèi)容——?jiǎng)幽?、?shì)能及相互轉(zhuǎn)化?！耙粋€(gè)物體如果能夠?qū)α硪粋€(gè)物體做功，這個(gè)物體就具有能量”這僅是對(duì)能量概念一個(gè)粗略的定義。在初中階段不必追求概念的嚴(yán)密性。本節(jié)教材安排了三個(gè)活動(dòng)，都用到了“控制變量法”，活動(dòng)過(guò)程的設(shè)計(jì)很放開(kāi)，意在培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)?zāi)芰?。由于?dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的概念在8年級(jí)的教學(xué)中已10對(duì)動(dòng)能定義及活動(dòng)⑴的說(shuō)明

一個(gè)物體如果能夠?qū)α硪粋€(gè)物體做功，這個(gè)物體就具有能量，即物體做功的本領(lǐng)叫作能（或能量）。物體能做多少功，就說(shuō)它具有多少能。教學(xué)中可引導(dǎo)學(xué)生通過(guò)實(shí)例分析“物體具有的能量”與“物體做功”之間的關(guān)系，使學(xué)生知道：物體具有的能不一定都用來(lái)做功，在能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中，可以出現(xiàn)其他形式的能（如發(fā)熱等）。當(dāng)一個(gè)物體由于運(yùn)動(dòng)而能對(duì)其他物體做功，這個(gè)物體就具有動(dòng)能。物體動(dòng)能的大小如何量度呢？可以通過(guò)它對(duì)另一物體做功的大小來(lái)比較。從這個(gè)角度引出活動(dòng)⑴就比較自然，否則就顯的突厄，知識(shí)上學(xué)生不易遷移。實(shí)驗(yàn)中的小車如果效果不好，可以換用鋼球。學(xué)生實(shí)驗(yàn)中可換用5號(hào)電池，斜面可用學(xué)生手邊的硬面抄封面。關(guān)于“信息快遞”，可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)得出。實(shí)驗(yàn)中盡量注意兩個(gè)不同的重心在同一高度。對(duì)動(dòng)能定義及活動(dòng)⑴的說(shuō)明11對(duì)活動(dòng)⑵的說(shuō)明活動(dòng)中的卡片選用紙質(zhì)較硬的紙張，不宜太厚。一般可選用掛歷紙或較硬的廣告紙。結(jié)論中的三個(gè)驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)可以移到前面，作為討論內(nèi)容。對(duì)活動(dòng)⑶的說(shuō)明

教材中用大小不等的三個(gè)木塊從高處落下打擊小圓桌，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)木塊落下時(shí)與圓桌的碰撞點(diǎn)不一定總在圓桌的中心，圓桌下陷的程度有時(shí)就不是很直觀?？蛇m當(dāng)加以改進(jìn)實(shí)驗(yàn)。用大號(hào)雪碧瓶，剪去瓶頸、瓶底，插入砂中，這樣木塊下落時(shí)能較好地把握位置；也可將木塊換成鐵球。重力勢(shì)能的大小量度也要從下落物體對(duì)另一物體做功的大小來(lái)理解。對(duì)活動(dòng)⑷的說(shuō)明

擺球的動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)，可讓學(xué)生先單一地分析動(dòng)能（或勢(shì)能）的大小變化，再討論增加的能從哪里來(lái)，減少的能到哪里去了，引導(dǎo)學(xué)生理解能的相互轉(zhuǎn)化，同時(shí)滲透機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒定律。后面4個(gè)圖的討論，教師也要明確指出“在哪個(gè)過(guò)程”中的能量轉(zhuǎn)化。對(duì)活動(dòng)⑵的說(shuō)明12機(jī)械能

動(dòng)能和勢(shì)能通稱為機(jī)械能。應(yīng)通過(guò)實(shí)例說(shuō)明，一個(gè)物體既可以單獨(dú)具有動(dòng)能，也可單獨(dú)具有勢(shì)能，也可以同時(shí)具有動(dòng)能和勢(shì)能。本節(jié)內(nèi)容中沒(méi)有提出機(jī)械能轉(zhuǎn)化與守恒定律，可做適當(dāng)?shù)难a(bǔ)充：在只有重力做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化時(shí)總的機(jī)械能保持不變。（它是在科學(xué)發(fā)展的歷程中人們對(duì)能量轉(zhuǎn)化與守恒定律認(rèn)識(shí)最早的一種具體形式）對(duì)www中第4題的解釋；第5題“可以進(jìn)一步研究的問(wèn)題：

比較不同種類球的彈性，籃球彈起的高度與球內(nèi)充氣的多少有何關(guān)系”的解釋。

機(jī)械能13二、內(nèi)能熱量1、內(nèi)能是指物體內(nèi)所有分子做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。因此在引導(dǎo)學(xué)生理解這個(gè)概念時(shí)，可以用類比的方法物體的動(dòng)能————分子的動(dòng)能；物體的重力勢(shì)能————分子勢(shì)能通過(guò)實(shí)例說(shuō)明物體內(nèi)能與物體機(jī)械能是兩種不同形式的能2、實(shí)驗(yàn)：在分別盛有冷水和熱水的兩個(gè)玻璃杯中各滴入一滴墨水，看一看，哪杯水中的墨水?dāng)U散得快？這里可適當(dāng)說(shuō)明擴(kuò)散的定義，擴(kuò)散的條件?？赏ㄟ^(guò)：溫度高→擴(kuò)散快→分子運(yùn)動(dòng)快→分子動(dòng)能大→物體內(nèi)能大分析溫度對(duì)內(nèi)能的影響，在www中第2題，還提出物體的質(zhì)量對(duì)內(nèi)能的影響。3、熱傳遞——改變內(nèi)能的一種方式分析思路：判斷物體的溫度變化——物體的內(nèi)能變化——內(nèi)能的轉(zhuǎn)移4、熱量物體在熱傳遞過(guò)程中轉(zhuǎn)移能量的多少叫做熱量，說(shuō)明熱量與熱傳遞二、內(nèi)能熱量14是密不可分的，要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)，熱量在熱傳遞過(guò)程中才出現(xiàn)，讓學(xué)生知道“物體具有多少熱量”這種說(shuō)法的錯(cuò)誤所在。使學(xué)生對(duì)熱量和能量的關(guān)系有初步的了解。

關(guān)于“實(shí)驗(yàn)表明，物體在吸熱或放熱過(guò)程中，物體的質(zhì)量越大，它的比熱容越大、溫度的變化越大，物體吸收或放出的熱量就越多?！边@一結(jié)論的獲得，可以由學(xué)生結(jié)合生活經(jīng)驗(yàn)理解總結(jié)出，不宜教師給出。三、機(jī)械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化活動(dòng)⑴做功——改變物體內(nèi)能的另一種方式前一節(jié)已經(jīng)學(xué)過(guò)熱傳遞可以改變物體的內(nèi)能，這節(jié)課可以從這一知識(shí)點(diǎn)入手，引入新課，這樣也有助于學(xué)生認(rèn)識(shí)兩種改變內(nèi)能方式的異同點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)：①反復(fù)彎折鐵絲②用砂紙摩擦鐵絲③空氣壓縮引火儀討論的思路：物體的溫度變化——物體的內(nèi)能變化——能量是如何轉(zhuǎn)化的?；顒?dòng)⑵演示點(diǎn)火爆炸——將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能實(shí)驗(yàn)：①教材實(shí)驗(yàn)②水蒸氣沖開(kāi)瓶塞討論思路：先研究做功的過(guò)程——兩個(gè)物體的能量的變化——能量的轉(zhuǎn)化是密不可分的，要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)，熱量在熱傳遞過(guò)15

熱機(jī)

熱機(jī)原理熱機(jī)的結(jié)構(gòu)熱機(jī)的四沖程及其中的能量轉(zhuǎn)化熱機(jī)中重點(diǎn)介紹了汽油機(jī)，柴油機(jī)放在信息庫(kù)中，這樣既突出重點(diǎn)又?jǐn)U大知識(shí)面。對(duì)柴油機(jī)吸氣沖程中吸入的物質(zhì)進(jìn)行了介紹，點(diǎn)火方式?jīng)]有介紹。燃燒后產(chǎn)生的燃?xì)獾臏囟群蛪簭?qiáng)做了說(shuō)明。在STS中，熱機(jī)的發(fā)展歷程，介紹時(shí)重點(diǎn)在科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)發(fā)展的推動(dòng)以及社會(huì)進(jìn)步對(duì)科技發(fā)展的促進(jìn)，不需要介紹熱機(jī)發(fā)展的全過(guò)程。

燃料的熱值