1、北师大版九年级物理第10章教案第10章 能及其转化一、机械能【教学目标】（一）知识目标：1.知道运动的物体能做功，具有动能。2.知道动能的大小与物体的质量和运动速度有关，并能解释简单的现象。3.知道弹性势能和重力势能的概念和决定因素，并能解释简单的现象。 （二）过程与方法1.经历自主设计探究动能、势能的影响因素的实验过程，培养和提高探究能力。2.能够运用控制变量法来研究动能、势能的影响因素，并体会这样做的优势。（三）情感、态度与价值观1.增进学生热爱科学、追求科学、献身科学的学习热情。重视学生对物理规律的客观性、普遍性和科学性的认识，注意学生科学世界观的形成。 2.让学生经历探究活动，体验成功
2、的喜悦，培养实事求是的科学态度。【教学重点和难点】重点：探究动能、重力势能和弹性势能的影响因素，让学生体验探究的过程。难点：学生设计完成探究试验，并交流评估各自的实验方案【教学器材】斜面、小球（2个，质量不同）、长方体木块、单摆、滚摆【教学过程】（一）、课题引入复习：功的概念，做功的两个必要因素举例：风吹树叶；铁锤从高处落下将钉子钉入木头；拉开的橡皮筋可以将纸团打出去提问：风、铁锤、拉开的橡皮筋做功了没有？（二）、新课讲述一、能1、定义：一个物体如果能对另一个物体做功，那么我们就说这个物体具有能量。2、单位：焦耳 J二、机械能1、动能定义：运动的物体所具有的能量，我们称之为动能。师：子弹能击穿
3、靶心，流水能推动小船，风能吹动风铃。子弹、流水、风都能做功，所以说它们都具有能。并且这些物体都是因为运动而具有能量。探究影响动能大小的因素师：关于动能，你能提出一些我们可以研究的问题吗？生：动能的大小各不相同，影响动能大小的因素是什么呢？师：如何设计实验，用到哪些器材？师：动能的大小如何体现？师：小球的速度如何控制？师：演示实验101生：总结结论，注意条件。板书：影响动能大小的因素：物体的质量和运动的速度2、重力势能师：扔出去的乒乓球落到地面后又会弹起，请同学们想想，除了动能，还有哪些形式的机械能呢？师：举例引入：铁锤从高处落下将钉子钉入木头；拉开的橡皮筋可以将纸团打出去师：还有重力势能和弹性
4、势能。1 定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。2 影响重力势能大小的因素引导学生设计实验，依据生活中的体验总结结论。板书：影响重力势能大小的因素：物体的质量和被举高的高度3、弹性势能定义：发生弹性形变的物体所具有的能量叫弹性势能。影响弹性势能大小的因素：引导学生设计实验，依据生活中的体验总结结论。板书：物体弹性形变的程度4、动能和势能统称为机械能。师：你还能举出生活中类似的例子吗？学生思考、讨论、交流。把课堂知识应用到对实际生活中去。三、机械能守恒1、动能和势能之间的相互转化举例：裁判员将篮球抛起，篮球的上升和下降过程 荡秋千的过程实验：单摆实验 滚摆实验引导学生举例，分析能量的转化过
5、程2、机械能守恒定律物体的动能和势能之间是可以互相转化的。在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变。强调：只有动能和势能相互转化的过程小结：1.本节课，你学到了哪些物理知识？2.你学会了哪些研究问题的方法？【板书设计】一、能1、定义：一个物体如果能对另一个物体做功，那么我们就说这个物体具有能量。2、单位：焦耳 J二、机械能1、动能定义：运动的物体所具有的能量，我们称之为动能。探究影响动能大小的因素影响动能大小的因素：物体的质量和运动的速度2、重力势能定义：物体由于被举高而具有的能量叫重力势能。影响重力势能大小的因素影响重力势能大小的因素：物体的质量和被举高的高度3、弹性势能定义：
6、发生弹性形变的物体所具有的能量叫弹性势能。影响弹性势能大小的因素：物体弹性形变的程度4、动能和势能统称为机械能。三、机械能守恒1、动能和势能之间的相互转化2、机械能守恒定律物体的动能和势能之间是可以互相转化的。在只有动能和势能相互转化的过程中，机械能的总量保持不变。【课后作业】 课本第4页：2【课后反思】二、内能【教学目标】（一）知识目标：1.初步了解分子动理论的基本观点，能用分子相互作用的知识解释一些简单现象。2.知道什么是扩散现象，并能解释简单的现象。3.知道物体的内能。知道热传递能改变物体的物体的内能，知道做功可以改变物体的内能。能简单描述温度和内能的关系。4、知道能量守恒定律，并能解释
7、一些简单的现象。 （二）过程与方法1.学生通过观察固体和液体的扩散，分子间的引力、液体和气体膨胀做功等一系列物理实验，学习观察物理实验现象的方法，提高观察能力。2.通过实验观察活动，学会从实验现象中分析、归纳、总结出内能的概念。3.通过改变物体内能方式的学习，使学生进一步认识各种形式的能之间是可以相互转化的。（三）情感、态度与价值观1.通过本节课的学习，培养学生乐于主动探究自然现象中科学道理的意识，通过认识分子间的作用力是相互的，培养学生辩证地看待问题。2.通过内能知识的广泛应用，激发学生学习物理的兴趣。【教学重点和难点】重点：内能的定义及其和温度之间的关系难点：分子间存在着相互作用的引力和斥
8、力【教学器材】方形玻璃片1、集气瓶2、二氧化氮气体、烧杯2、水、硫酸铜溶液、铁架台、铅块2、钩码【教学过程】（一）、课题引入世界上的一切物体都是由大量分子构成的，下面我们一起来研究一下分子的有关问题。（二）、新课讲述一、分子动理论1、分子在不停息的运动扩散试验实验一：空气和二氧化氮气体的扩散实验二：水和硫酸铜溶液的扩散实验三：金和铅的扩散师：演示以上三个试验或展示试验资料，引导学生分析。板书：扩散：互相接触的两种不同的物质彼此进入对方内部的现象。说明：A 分子在永不停息地做着无规则的运动 B 分子间有间隙分子运动和温度的关系试验四：演示课本图109的实验分析：温度越高，分子的无规则运动越剧烈2
9、、分子间存在着相互作用力试验：演示课本图1010的实验分析：分子间存在着引力列举现象：压缩物体需要用力分析：分子间存在着斥力讲述：组成物质的分子之间，引力和斥力同时存在。在分子间距离足够小时，分子间的引力作用比较显著。当分子间距离进一步减小时，分子间的斥力作用比较显著。二、内能讲述：分子运动动能 分子间存在相互作用分子势能定义：物体内含有大量分子，物体内所有分子的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。决定物体内能大小的因素：物体的内能和温度有关：温度越高，物体的内能越大。物体的内能和质量有关：质量越大，物体的内能越大。拓展：还与物态、体积有关内能的特点：一切物体都具有内能改变物体内能的方法师：演
10、示课本图1011、图1012的实验师：分析冷热水混合、烤火、哈气等过程中内能的变化总结：改变物体内能的方法有两种：做功和热传递 外界对物体做功，或物体从外界吸收热量，物体的内能增加。反之，物体的内能减少。三、能量守恒定律通过做功或热传递过程中能量转化与转移的举例分析，总结：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或者转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。小结：1.什么是内能，内能大大小和那些因素有关？2.改变内能的方法有哪些？【板书设计】一、分子动理论1、分子在不停息的运动扩散：互相接触的两种不同的物质彼此进
11、入对方内部的现象。说明：A 分子在永不停息地做着无规则的运动 B 分子间有间隙分子运动和温度的关系温度越高，分子的无规则运动越剧烈2、分子间存在着相互作用力组成物质的分子之间，引力和斥力同时存在。二、内能定义：物体内含有大量分子，物体内所有分子的动能和分子势能的总和叫做物体的内能。决定物体内能大小的因素：物体的内能和温度有关：温度越高，物体的内能越大。物体的内能和质量有关：质量越大，物体的内能越大。内能的特点：一切物体都具有内能改变物体内能的方法改变物体内能的方法有两种：做功和热传递外界对物体做功，或物体从外界吸收热量，物体的内能增加。反之，物体的内能减少。三、能量守恒定律能量既不会凭空消失，
12、也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化或者转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量守恒定律。【课后作业】练习册第6页：11、12、13题【课后反思】三、探究物质的比热容【教学目标】（一）知识目标：1.知道热量及其单位。2.知道比热容的概念，会用比热容的知识分析，判断有关问题。3.会查物质的比热容表。4、知道能量守恒定律，并能解释一些简单的现象。 （二）过程与方法1.通过对不同物质的吸热本领的实验探究活动，体会科学探究过程，学习科学探究的常用方法控制变量法，培养科学探究的能力。2.通过查比热容表知道不同物质的比热容一般不同，学习利用物质知识
13、解释日常生活中的实际问题的能力。（三）情感、态度与价值观1.通过实验探究物质比热容的过程，使学生获得科学探究的乐趣，培养学生实事求是的科学态度，认识科学探究在物理学发展过程中的重要作用。2.通过比热容知识的广泛应用，使学生认识科学、技术和社会之间的关系，培养学生将科学服务于人类的意识。【教学重点和难点】重点：探究物质的比热容难点：理解物质比热容的物理意义【教学器材】酒精灯2、烧杯2、水、煤油【教学过程】（一）、课题引入同样的质量水和钢铁放在太阳底下晒相同的时间，水上升的温度少一些，钢铁上升的温度低一些，不同种类的物质，吸热的本领一样吗？（二）、新课讲述一、热量1、定义在热传递过程中，传递内能的
14、多少叫热量。2、热量的符号用Q表示，单位是焦耳（J）3、热量是一个过程量，只有在热传递过程中，才能讨论热量。2、比热容 1、实验探究：物体的吸热本领一样吗？师：演示课本图1014的实验总结：不同物体的吸热本领不一样。2、定义：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容。3、单位：J/(kg)4、物理意义：水的比热容4.2103J/(kg)表示1kg的水温度升高（或降低）1所吸收（或放出）的热量是4.2103J。学生查看比热容表，练习。并查找水的比热容、冰的比热容、明白比热容的大小变化规律。5、比热容的计算 计算：2kg的水温度从20身高到80吸收多少热量
15、？ 三、水的比热容比较大的应用 师：举例说明水的比热容比较大的应用：暖气中用水作为工作物质、沿海地区昼夜温差小，内陆昼夜温差大、红芋窖里放一缸水等 小结： 1、通过本节课学到了什么？ 2、比热容的计算 【板书设计】一、热量1、定义：在热传递过程中，传递内能的多少叫热量。 2、 热量的符号用Q表示，单位是焦耳（J） 3、热量是一个过程量，只有在热传递过程中，才能讨论热量。3、比热容1、定义：单位质量的某种物质温度升高（或降低）1所吸收（或放出）的热量，叫做这种物质的比热容。 2、单位：J/(kg) 3、物理意义： 水的比热容4.2103J/(kg)表示1kg的水温度升高（或降低）1所吸收（或放出
16、）的热量是4.2103J。 4、比热容的计算 计算：2kg的水温度从20身高到80吸收多少热量？ 三、水的比热容比较大的应用【课后作业】练习册：10、14题【课后反思】四、热机【教学目标】（一）知识目标：1.知道热机中的能量转化。2.知道四冲程热机的构造和工作原理。 （二）过程与方法1.通过观察汽油机、柴油机的工作过程，能够简单地描述它们的主要特征，培养和提高学生的观察能力。2.通过对汽油机、柴油机结构的观察，有对观察到的现象作出判断的意识。3.通过上网等途径收集整理有关蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机的原理、特点的相关资料，培养学生收集信息和整理信息的能力。（三）情感、态度与价值观1.通
17、过本节课的学习，培养学生乐于探究机械中的物理学道理的良好习惯。2.通过学习热机的应用，激发学生的学习兴趣，培养学生将科学知识应用于人类社会的意识，进一步认识科学、技术和社会之间的关系。【教学重点和难点】重点：热机的工作原理难点：热机的工作过程【教学器材】四冲程汽油机、柴油机模型【教学过程】（一）、课题引入复述课本图1011实验，在这个实验中，将内能转化为机械能，引入热机的概念（二）、新课讲述一、热机将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的机器，统称为热机 需要怎样的装置才能通过燃烧汽油使机器不断地运转起来呢？二、汽油机1、构造师：出示汽油机模型，讲解其构造主要部件：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、
18、排气门、火花塞2、工作过程师：利用汽油机模型，讲解其工作过程师：提出问题，引导学生思考问题：吸气冲程中燃气为什么会进入气缸？活塞向哪端运动？压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物发生了怎样的能量转化？压缩冲程末产生了什么结果？汽油机利用什么方式点火？做功冲程中为什么能做功？能量转化怎样？排气冲程有什么作用？排除的废气温度怎样？三、柴油机1、构造师：出示柴油机模型，讲解其构造主要部件：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴2、工作过程师：出示柴油机模型，演示工作过程，由学生参照汽油机的工作过程，讲解柴油机的工作过程。总结：一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动两周，经历四个冲程，做一次功。四、汽油
19、机和柴油机的区别汽油机柴油机构 造火花塞喷油嘴吸入物质汽油和空气空气点火方式点燃式压燃式效 率低高 小结： 1、汽油机和柴油机的工作过程 2、热机工作过程中的能量转化 【板书设计】 一、热机将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的机器，统称为热机二、汽油机1、构造主要部件：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞2、工作过程三、柴油机1、构造主要部件：气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、喷油嘴2、工作过程总结：一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动两周，经历四个冲程，做一次功。四、汽油机和柴油机的区别汽油机柴油机构 造火花塞喷油嘴吸入物质汽油和空气空气点火方式点燃式压燃式效 率低高 【课后
20、作业】练习册：10、13、21题 【课后反思】五、火箭【教学目标】（一）知识目标：1.通过学习使学生了解火箭的工作原理，了解获奖是喷气式发动机的一种。2.了解现代火箭的构造和特点，了解多级火箭是星际航行的运载工具。 （二）过程与方法1.通过观看火箭的结构和发射方面的音像资料，使学生进一步了解火箭的结构与工作原理，明白火箭升空的方法。2.通过上网和利用图书资料查找有关我国长征系列火箭的相关资料，进行讨论与交流，使学生掌握收集信息和整理信息的方法。（三）情感、态度与价值观1.通过了解我国古代和现代在火箭研究方面取得的巨大成就以及现代火箭在航天方面的广泛应用，激发学生的爱国热情和学习物理的兴趣，使学
21、生树立为祖国的航天事业发展而努力发奋学习的远大志向。 2.通过对火箭知识的学习进一步认识科学技术在认识自然中的重要作用，使学生养成关系社会重大问题、关注科学技术的新进展和新思想的良好习惯。【教学重点和难点】重点：火箭的工作原理。难点：火箭的工作原理【教学器材】挂图【教学过程】一引入新课我国是火箭的故乡。“起火”实际就是火箭的祖先。早在一千多年前的北宋初期，士兵们就已经发明了“起火”绑在箭上。(展示挂图)点燃“起火”，箭就向敌方飞去。这就是最早的火箭板书课题二进行新课1、火箭升空的原理火箭为什么能升上天呢？为了说明这个问题，我们先做个小实验。演示：气球的反冲运动。(要提醒学生注意以下几点)气球充
22、气后，松开气口，气球向着喷气的反方向飞行。气充得越足，飞得越远。说明：气球内的气体以很大速度向外喷出时，对气球产生一个向喷气的反方向的推力，使气球飞出去。火箭升空的原理与气球反冲运动相同。在火箭燃烧室内部装着燃料和氧化剂。燃料燃烧时产生高温高压燃气，燃气通过喷管高速喷出时，对火箭产生巨大推力，从而把火箭发射出去。从能量的角度来看，火箭也是把内能转化成机械能的机器，所以它也是热机家族中的一员。同时由于它所用燃料的形态不同，我们又把火箭分为固体火箭和液体火箭两种，较常用的是液体火箭。2、现代火箭组成现代液体燃料火箭主要由燃料箱、氧化剂箱、输送装置、燃烧室和尾部喷口组成。现代火箭的工作过程3、我国火
23、箭的发展过程 建国以来，在我国几代航天工作者的不懈努力下，我国的运载技术已跃居世界先进行列，具有国际水平的“长征二号E”捆绑火箭，已在国际商业卫星发射中赢得了很高声誉。航天事业有着诱人的、广阔的前景。航天事业的未来也将责无旁贷地落到你们身上。未来的航天器将会出自你们之手。希望同学们努力学习，掌握本领，为祖国航天事业的飞速发展贡献自己的才智。 小结：火箭的工作原理，工作过程 【板书设计】一、火箭升空的原理二、现代火箭 【课后作业】查阅有关资料，了解火箭的发展史。练习册第11页：3、4题【课后反思】六、燃料的利用和环境保护【教学目标】1.知识与技能知道在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能。知道什么是
24、燃料的热值和单位，会查燃料热值表。了解提高锅炉效率和燃料利用率的措施，进行节约燃料的教育。2.过程与方法通过对燃料燃烧过程的分析，归纳出燃料燃烧过程中的能量转化。通过对影响炉子效率的分析，了解提高炉子效率的具体措施。3.情感、态度与价值观通过对影响炉子效率的分析，了解提高炉子效率的具体措施，提高节能意识；初步认识科学技术的发展对自然环境造成的影响，增强环保意识。通过燃料燃烧放出有害物质的学习，使同学们初步认识到事物都是一分为二的，培养初步的辩证观点，养成辩证看问题的良好习惯。【教学重难点】教学重点：热值的定义及其单位。燃料的有效利用。教学难点：理解热值的物理意义。【教学过程】一、引入新课人要生
25、存，离不开能量，机器要运转，也离不开能量，而内能又是人类和各种动力机械主要利用的能量形式之一。本节我们的任务就是来认识一下人们是如何利用内能的。说到内能的利用，首先要考虑内能的来源，而燃料的利用正是这一来源的主要途径。下面我们先来讨论燃料及与燃料有关的问题。二、进行新课（一）、燃料的特点教师：我们都知道，煤炭、汽油、柴油是燃料，除此之外还有哪些是燃料？学生：柴火是燃料。学生：酒精、蜡烛也是燃料。学生：煤气、天然气也是燃料。教师：同学们说得很好，谁能归纳一下，它们都有哪些共同的特点？学生：它们都能够燃烧。学生：它们燃烧时都能放出热量（内能）。教师：那么燃料燃烧时获得的内能是由什么能转化来的呢？学
26、生：在燃料燃烧过程中，燃料的化学能转化为内能放出热量。教师：燃料燃烧实际发生的是一种化学变化，在燃烧过程中燃料的化学能转化为内能。总结：燃料的特点：能够燃烧。燃烧是化学能转化为内能的过程。（二）、燃料的热值教师：同学们归纳了燃料的共同特点是都能燃烧。那么不同燃料在燃烧时有什么不同呢？煮饭时用煤为什么比用柴草好呢？学生：煤比柴草放出的热量多。教师：煤一定比柴草放出的热量多吗？怎样比较才更合适？（类比：铁一定比棉花重吗？）学生：应取相同质量的煤与柴草相比。教师：它们质量相同，就一定是煤放出的热量多吗？学生：不知道教师：还应补充一条：要让它们都充分燃烧。在它们都烧完、烧尽的条件下，才有可比性。为了比
27、较不同燃料的这一差异，我们引入一个新的概念：燃料的热值1、定义：1千克的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值2、单位：焦/千克。3、物理意义：热值直接反映了燃料的燃烧特性。热值大，反映单位质量的该种燃料完全燃烧时放出的热量多（化学能转化成的内能多）。4、热值的计算看课本中的表：几种燃料的热值（指导学生学会表述其物理意义）教师：汽油的热值为4.6107焦/千克。其物理意义是什么？一筒汽油与半筒汽油相比，哪个热值大？教师：2kg的汽油完全燃烧，放出的热量是多少？板书：（）（三）、燃料的有效利用1、影响燃料有效利用的因素教师：1千克干木柴完全燃烧能放出多少热量？学生：1.2107焦。教师：这
28、些热量若全部被水吸收，可把35千克左右的水由20烧开。实际生活中1千克干木柴能把35公斤20的水烧开吗？学生：不可能。教师：那是为什么呢？学生：因为燃料不可能做到完全燃烧。学生；因为热量有散失，水吸不到那么多热量。教师：燃料燃烧时需氧气助燃，供氧不足是燃料不能完全燃烧的主要原因。另外，烟气也会带走大量热量，炉壁还会传走一部分热量。这样就使得真正传给水的热量仅占燃料放出热量的一小部分。当然不能烧开那么多水。2、提高炉子效率的措施为了反映炉子对燃料的利用率，我们经常用炉子的效率来描述。炉子有效利用的热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做炉子的效率。为了提高炉子的效率，人们做了种种努力，主要措施有：
29、增加供氧量。如用风箱、吹风机就起了这一作用。大型工业锅炉还采用把煤粒用鼓风机吹起来烧，使效率大大提高。炉壁选用隔热材料。这主要是为减少炉壁向外传热。增大受热面积。大型锅炉采用供水管道直接分布在炉膛内，使其充分受热，减小了烟气的热损失。目前，我国炉具的平均效率还较低，若平均效率能提高1%。全国每年节省的燃料相当于一个大型煤矿的年产量。可见。改造炉具，提高炉子的效率具有巨大的节能潜力。（四）、内能对环境的影响。1、废气污染（CO、SO、酸雨），2、噪声污染。（五）、保护环境，减小污染措施。1、改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。2、提高内能的综合利用率。把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。3、充分开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。我国政府历来重视环境问题，把发展经济与保护环境放到了同等重要的位置。只要我们大家都能像重视生命一样重视环境，责无旁贷地承担起保护环境的义务，难题也就变得不难了，就一定能使天更蓝、水更清。3、小结（略）【板书设计】（一）、燃料的特点能够燃烧。燃烧是化学能转化为内能的过程。（二）、燃料的热值1、定义：1千克的某种燃料完全燃烧放出的热量叫做这种燃料的热值2、单位：焦/千克。3、物理意义：热值
