第十二章機(jī)械能和內(nèi)能教材分析

第十二章機(jī)械能和內(nèi)能

教材分析常州市田家炳實(shí)驗(yàn)中學(xué)分校沙洲燕2004.09本章在教材中的位置

學(xué)生曾經(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)動(dòng)能勢(shì)能與哪些要素有關(guān)，能之間如何轉(zhuǎn)移、轉(zhuǎn)化進(jìn)展研討，使學(xué)生對(duì)前面的力學(xué)和熱學(xué)的學(xué)習(xí)構(gòu)成了一個(gè)完好的知識(shí)體系和才干構(gòu)造框架。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)打好根底。內(nèi)能是學(xué)生在學(xué)過(guò)物質(zhì)構(gòu)造的初步知識(shí)、能、機(jī)械能知識(shí)的根底上，從分子動(dòng)實(shí)際出發(fā)，運(yùn)用類比的方法建立內(nèi)能的概念，了解改動(dòng)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)所必需的。本章重點(diǎn)：能的概念，熱量的概念，能之間的轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移本章難點(diǎn)：能的概念，影響動(dòng)能、勢(shì)能、內(nèi)能的要素

教學(xué)要求比較

[大綱要求]1、了解動(dòng)能、重力勢(shì)能，知道彈性勢(shì)能2、了解動(dòng)能、勢(shì)能可以相互轉(zhuǎn)化3、知道物體的內(nèi)能4、知道熱傳送可以改動(dòng)物體的內(nèi)能5、知道做功可以改動(dòng)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[規(guī)范要求]一、能用實(shí)例闡明物體的動(dòng)能和勢(shì)能以及它們的轉(zhuǎn)化能用實(shí)例闡明機(jī)械能和其他方式能的轉(zhuǎn)化<規(guī)范>對(duì)這兩點(diǎn)在知識(shí)和才干上都屬于“了解〞程度包括：了解動(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)械能與其他方式能的轉(zhuǎn)化。都是要求用實(shí)例來(lái)闡明，這既是從初中學(xué)生的年齡特點(diǎn)和認(rèn)知程度出發(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)單描畫(huà)溫度與內(nèi)能的關(guān)系。第一點(diǎn)是了解程度。這里要求從物體內(nèi)一切分子的動(dòng)能和勢(shì)能之和來(lái)定義內(nèi)能。要經(jīng)過(guò)實(shí)例讓學(xué)生了解內(nèi)能是能量的一種重要方式，他與人們的生活息息相關(guān)。從知識(shí)點(diǎn)看要求降低了，但才干要求提高了。不僅要了解，而且要簡(jiǎn)單論述。第二點(diǎn)是“能簡(jiǎn)單描畫(huà)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)經(jīng)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)厲的定義。

三、從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)燃料的熱值<規(guī)范>的要求屬于“認(rèn)識(shí)〞程度。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，從運(yùn)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，既表達(dá)了對(duì)知識(shí)和技藝的要求，也表達(dá)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)開(kāi)展史上的重要意義使學(xué)生關(guān)懷科學(xué)技術(shù)的新進(jìn)展與新思想，知道內(nèi)能的利用在人類開(kāi)展史上的重要意義，有將科學(xué)知識(shí)效力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送過(guò)程中，物體吸收、放出熱的多少，是內(nèi)能變化的量度。要經(jīng)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)能添加，放熱時(shí)內(nèi)能減少。雖然規(guī)范對(duì)了解程度的不要求計(jì)算，但對(duì)比熱容有要求。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)導(dǎo)圖闡明

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)汽車充溢獵奇，盼望揭開(kāi)其中的奧妙，而汽車的行駛過(guò)程和發(fā)動(dòng)機(jī)的任務(wù)過(guò)程，與燃料的熄滅、機(jī)械能與內(nèi)能及其相互轉(zhuǎn)化都有著親密的關(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)題能夠在有的同窗頭腦中曾經(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)得到處理。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，又能闡明汽車具有強(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)械安裝同樣也具有“發(fā)動(dòng)機(jī)〞。實(shí)踐上，任何一個(gè)機(jī)械安裝的發(fā)動(dòng)機(jī)，其任務(wù)本質(zhì)都是能量的轉(zhuǎn)化———將其他方式的能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能。

一動(dòng)能勢(shì)能機(jī)械能

1、本節(jié)編寫思緒動(dòng)能——活動(dòng)⑴：探求動(dòng)能的大小與哪些要素有關(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——探求重力勢(shì)能與哪些要素有關(guān)能的轉(zhuǎn)化——活動(dòng)⑷：察看擺球的動(dòng)能和勢(shì)能的轉(zhuǎn)化由于動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能的概念在8年級(jí)的教學(xué)中曾經(jīng)出現(xiàn)，有關(guān)與它們的一些景象學(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)有提示了本節(jié)要研討的內(nèi)容——?jiǎng)幽?、?shì)能及相互轉(zhuǎn)化?！耙粋€(gè)物體假設(shè)可以對(duì)另一個(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。在初中階段不用追求概念的嚴(yán)密性。〔關(guān)于能量的引入，可以運(yùn)用滬科版的三個(gè)實(shí)驗(yàn)，既生動(dòng)又表達(dá)了動(dòng)能、重力勢(shì)能、彈性勢(shì)能三種不同的能〕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)，意在培育學(xué)生的實(shí)驗(yàn)才干。對(duì)動(dòng)能定義及活動(dòng)⑴的闡明

一個(gè)物體假設(shè)可以對(duì)另一個(gè)物體做功，這個(gè)物體就具有能量，即物體做功的身手叫作能〔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)生經(jīng)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)其他方式的能〔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？可以經(jīng)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，否那么就顯的突厄，知識(shí)上學(xué)生不易遷移。實(shí)驗(yàn)中的小車假設(shè)效果不好，可以換用鋼球。學(xué)生實(shí)驗(yàn)中可換用5號(hào)電池充任小車，學(xué)生手邊的硬面抄封面充任斜面，選火柴盒充任桌面上的被碰撞物。關(guān)于“信息快遞〞中“質(zhì)量不同的小車從一個(gè)斜坡的同一高度釋放，運(yùn)動(dòng)到程度面時(shí)速度一樣〞，可以經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)得出。實(shí)驗(yàn)中盡量留意兩個(gè)不同小車的重心在同一高度。機(jī)械能

動(dòng)能和勢(shì)能通稱為機(jī)械能。應(yīng)經(jīng)過(guò)實(shí)例闡明，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：在只需重力做功的情況下，物體的動(dòng)能和勢(shì)能發(fā)生相互轉(zhuǎn)化時(shí)總的機(jī)械能堅(jiān)持不變?！菜窃诳茖W(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)最早的一種詳細(xì)方式〕對(duì)www中第4題的解釋；第5題“可以進(jìn)一步研討的問(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。

二、內(nèi)能熱量1、內(nèi)能是指物體內(nèi)一切分子做無(wú)規(guī)那么運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和分子勢(shì)能的總和。因此在引導(dǎo)學(xué)生了解這個(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)能經(jīng)過(guò)實(shí)例闡明物體內(nèi)能與物體機(jī)械能是兩種不同方式的能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，哪杯水中的墨水分散得快？這里可適當(dāng)闡明分散的定義，分散的條件?？山?jīng)過(guò)：溫度高→分散快→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、熱傳送——改動(dòng)內(nèi)能的一種方式分析思緒：判別物體的溫度變化——物體的內(nèi)能變化——內(nèi)能的轉(zhuǎn)移4、熱量物體在熱傳送過(guò)程中轉(zhuǎn)移能量的多少叫做熱量，闡明熱量與熱傳送是密不可分的，要引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)，熱量在熱傳送過(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)闡明，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。〞這一結(jié)論的獲得，可以由學(xué)生結(jié)合生活閱歷了解總結(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——改動(dòng)物體內(nèi)能的另一種方式前一節(jié)曾經(jīng)學(xué)過(guò)熱傳送可以改動(dòng)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)兩種改動(dòng)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空氣緊縮引火儀討論的思緒：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)瓶塞討論思緒：先研討做功的過(guò)程——兩個(gè)物體的能量的變化——能量的轉(zhuǎn)化熱機(jī)

熱機(jī)原理熱機(jī)的構(gòu)造熱機(jī)的四沖程及其中的能量轉(zhuǎn)化熱機(jī)中重點(diǎn)引見(jiàn)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展知識(shí)面。對(duì)柴油機(jī)吸氣沖程中吸入的物質(zhì)進(jìn)展了引見(jiàn)，點(diǎn)火方式?jīng)]有引見(jiàn)。熄滅后產(chǎn)生的燃?xì)獾臏囟群蛪簭?qiáng)做了闡明。在STS中，熱機(jī)的開(kāi)展歷程，引見(jiàn)時(shí)重點(diǎn)在科學(xué)技術(shù)對(duì)社會(huì)開(kāi)展的推進(jìn)以及社會(huì)提高對(duì)科技開(kāi)展的