沪科版物理九年级第十三章《内能与热机》教案及学案Word格式.docx
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所以，实验用温度计是利用水银、酒精、煤油等液体的热胀冷缩的性质来测量温度的。
2．体温计
（1）体温计是用什么液体的什么性质来测量温度的?
（是利用水银的热胀冷缩的性质来测量温度的。
）
（2）它的刻度范围是从多少度到多少度?
（刻度范围是从35℃到42℃。
）刻度范围为什么是这样?
（3）它的最小一格是多少度?
（最小一格表示0.1℃）
（4）测体温时，为什么要把体温计夹在腋下近10分钟?
（因为只有时间足够长，才能使体温计中水银的温度跟人体温度相等。
（5）测体温前，为什么要拿着体温计用力下甩?
（因为体温计的玻璃泡上方有一段很细的缩口，水银收缩时，水银从缩口处断开，管内水银面不能下降，指示的仍然是上次测量的温度，所以再用时必须向下甩。
）
3．绝对零度和热力学温度
宇宙中可能达到的最低温度大约是负273摄氏度，这个温度叫绝对零度。
科学家们提出了热力学温度，它的单位是开尔文，用K表示。
热力学温度是以绝对零度即负273摄氏度为起点。
－273℃=0K，0℃=273K，100℃=373K。
所以，摄低温度的数值加上273就等于热力学温度。
练习：
（1）水的沸点=____℃=____Ｋ
（2）沸水的温度=____℃=____Ｋ
（3）绝对零度是____℃=____Ｋ（4）人体正常体温是____℃=____Ｋ
三、温度计的使用
我们在使用温度计前，应该认真观察温度计，首先观察温度计的量程。
温度计的量程是温度计能测量的温度范围。
因为被测物体
的温度低于温度计的最低温度值，则无法进行测量；
被测物体的温度超过了它能测量的最高温度，不但不能测出结果，还会使温度计内的液体把温度计胀破。
所以使用温度计前应先观察它的量程，选用量程合适的温度计。
还要观察温度计的分度值。
注意事项：
1．使用前应观察温度计的量程和最小刻度值。
2．使用时应：
（估、放、读、取）
（1）估：
首先估计被测液体的温度，选取合适量程的温度计
（2）放：
应使玻璃泡全部浸入被测液体中，不得接触容器底和容器壁。
（3）读：
待温度计液柱稳定后再读数，读数时玻璃泡要继续留在被测液体中，视线要与液柱上表面相平。
（4）取：
实验完毕取出温度计并放回原处。
四、学生实验
实验步骤
1．倒一杯热开水，先估计它的温度，再测出它的温度。
数据填入表格
2．再往热水杯中倒入一些冷水，先估计，后测量，把数据填入表中。
3．再倒入少量冷水，先估计，后测量，把数据
填入表中
五、小结：
师生共同进行。
六．作业：
预习第二课时的内容。
【板书设计】
第十二章内能与热机
第一节温度与内能
一．温度
1、物体的冷热程度叫温度。
2、读法：
5℃读：
5摄氏度；
-5℃读：
负5摄氏度或零下5摄氏度。
二．温度计
1、常见的温度计：
实验室用温度计；
寒暑表；
体温计。
2、原理：
利用液体的热胀冷缩性质
3、体温计量程：
35℃至42℃，分度值是0.1℃
三．热力学温度（T=t+273k）
四．正确使用温度计
1．使用前应观察温度计的量程和最小刻度值。
（第2课时）
1、知道为什么是内能，物体的内能是不同于机械能的另一种形式的能量。
2、知道物体温度改变时，内能随之改变。
3、通过探究活动，认识改变物体内能的途径。
4、知道热量的初步概念及热量的单位——焦耳。
5、在科学探究活动中，培养了学生初步分析概括能力，具有对科学的求知欲。
1、内能的概念和其与温度有关。
2、改变内能的方式：
做功
3、热传递和内能改变的关系
1、内能、热量概念的建立。
2、用做功和内能改变的关系来解释摩擦生热等常见的物理现象。
3、判定内能改变的方式。
空气压缩器、铁丝、墨水，三只烧杯分别倒入冷水、温水和热水。
复习提问：
1、分子动理论的内容是什么？
2、物体怎样才具有动能和重力势能。
3、扩散现象表明了什么？
〖新课教学〗
1．内能的概念：
物体内部所有分子做无规则运动的动能和分子势能的总和叫物体的内能。
2．内能大小与温度有关。
（1）演示实验：
分别滴入墨水观察扩散情况。
（2）实验表明什么（教师作适当启发）。
结论：
温度越高，分子的无规则运动越激烈，物体内能就越大。
（3）：
热运动：
物体内部大量分子做无规则运动称为热运动。
内能也常称热能。
3．一切物体都具有内能（任何情况下都具有）。
4．内能与机械能的区别：
（让学生讨论，并归纳回答，教师作启发诱导）
——内能是物体内部分子运动所具有的能量，而机械能是与物体的机械运动有关，是整个物体的情况。
5．改变内能的方式。
物体的内能跟物体的温度有关，温度越高，物体的内能越大。
也就是说当物体的温度发生了变化时，它的内能就发生了变化。
如何改变物体的温度，同学们能够从生活实际上举出许多的事例。
一．做功
〖演示〗压缩空气引火实验。
（1）出示压缩空气引火器，简单介绍它的构造。
取绿豆粒大小的一块干燥硝化棉，用镊子把棉花拉得疏松一些，放入玻璃筒底。
将活塞涂上少许蓖麻油（起润滑和密封作用），放入玻璃筒的上口。
此时要提醒学生注意观察筒内的棉花。
迅速地压下活塞，可看到硝化棉燃烧发出的火光。
（2）分析现象：
组织学生议论"
实验现象说明了什么"
，从而得出压缩空气做功，使空气内能增大，温度升高引起棉花燃烧。
（3）生活事例：
实际这种现象在日常生活中，同学们也遇到过。
例如，在给自行车轮胎打气时，打气筒也会变热，这也是由于压缩空气的缘故。
用其他的方法对物体做功，也能使物体内能增加，摩擦生热就是一个例子。
让学生解释课本的事例，并列举其他事例。
（4）归纳学生所举事例，得出结论：
对物体做功，物体的内能就会增大。
师：
同学们所举的事例都是做功使物体的内能增加，做功能不能使物体的内能喊小呢?
〖演示〗气体膨胀温度降低的实验。
（说明时间够用的话补充这一实验）
（1）在瓶内装入少量的水。
实验时告诉学生，由于水的蒸发，瓶内存在水蒸气。
由于水蒸气是无色透明的，所以水蒸气是看不到的。
提醒学生注意观察瓶塞跳起时容器中有什么现象。
瓶塞跳起是水蒸汽对瓶塞做功，那么水蒸气的内能就减小，温度就降低，水蒸气就液化成小水珠，就是我们看到有雾的产生。
（3）结论：
物体对外做功，物体的内能就会减小。
内能的改变可用做功来量度。
做功改变物体内能实质是机械能与内能之间的相互转化。
二．热传递
通常物体温度的升降，反映出内能的改变。
那么一个物体温度的升高除了摩擦生热外还有其他方法吗？
观察图，并引导学生概括热传递共同特点。
1．热传递：
列举事例说明热传递的现象。
①物体间存在温度差——发生热传递的条件，直到物体的温度相同为止。
②高温物体温度降低，低温物体温度升高。
③归纳：
热传递现象实质是：
内能从高温的物体传到了低温的物体或从同一物体的高温部分传向低温的部分。
（即是内能的转移）
6．热量
热量：
热传递过程中，传递内能的多少叫做热量。
由于热传递过程中，内能总是从高温物体传向低温物体，所以高温物体的内能减少，叫做放出了热量；
低温物体的内能增加，叫做吸收了热量。
在热传递过程中，总是存在着放热物体和吸热物体，物体放出或吸收的热量越多，它的内能的改变越大。
热量的单位：
焦（j）
通过做功改变物体内能时，可以用功来量度内能的改变；
用热传递改变物体内能时，可用物体放出热量和吸收热量的多少来量度。
热量和功都可以用来量度物体内能的
改变，所用的单位也应该相同，都是焦耳。
〖小结〗师生共同进行。
〖作业〗
第一节温度与内能
1．内能的概念。
3．改变内能的两种途径：
做功、热传递。
4．热量。
单位：
第二节科学探究：
物质的比热容
【教学课时】
2课时。
比热容概念是通过科学探究方式建立的，要在科学探究过程中经历制定探究计划和设计实验的过程，要重视通过交流与讨论培养学生的合作的意识，初步具有整体观点。
建立了比热容的概念后，更要重视其与自然、生活和社会的联系。
本节的习题大多是以比较比热容的大小、热量的计算为主。
（第一课时）
1、知道什么是物质的比热容，知道比热的单位及其读法。
2、知道比热是物质的特性之一，会查物质的比热表。
3、会根据水的比热较大这一特性来解释一些有关的简单现象。
理解比热的概念。
根据水的比热较大这一特性来解释有关的简单现象。
烧杯，电加热器，空气温度计，水，煤油等。
一、复习
提问：
热传递的实质是什么?
什么叫做热量?
为什么热量的单位跟功的单位相同?
二、引入
提出问题：
水吸热多少与什么因素有关?
根据已有的生活经验说出猜想并说出猜想的依据。
鼓励学生大胆猜想，积极发言。
（1）水的质量。
猜想的理由：
烧开一壶水比烧开半壶水加热时间长，吸热多
（2）加热后的温度
（3）升高的温度
组织讨论
（2）、（3）猜想哪个更合理，说出理由：
烧开一壶水比烧开半壶水需要的热量多，把一壶水烧开比烧成温水需要的热量多。
可见，水在温度升高时吸收的热量和水的质量有关，和温度升高的度数有关，水的质量越大，温度升高的度数越多，吸收的热量越多。
别的物质也是这样的。
那么，所有的物质，在质量相等、温度升高的度数也相等时，吸收的热量是不是跟水一样多呢?
为了更准确的做出判断要进行实验探究。
1．探究。
与学生共同设计实验方案：
选用实验器材、测量什么物理量、记录那些数据、怎样分析实验数据以及实验步骤。
并演示实验：
图实验。
（一）实验探究：
（1）、提出问题：
水和煤油，问：
如果它们质量相同，升高相同的温度，两者吸收的热量是否相同。
由此提出怎样的研究课题，由学生总结。
（2）、设计实验与制定计划：
讨论：
选择哪两种物质加热进行对比，加热液体好还是固体好；
如何控制变量；
测量那些物理量；
用什么器材。
方案一：
质量相同的不同物质，升高相同的温度，吸收的热量不同。
方案二：
质量相同的不同物质，吸收相同的热量，升高的
温度不同。
（3）进行实验与收集证据：
按照设计方案，分组实验，小组成员合作，注意操作规范。
设计记录表格，准确记录数据。
（4）分析与论证：
做好两种物质的数据对比，学会分析数据，探究结论，先小组交流意见，再师生共同交流，最后确定实验结论。
（5）评估：
交流实验的得与失，操作是否规范，实验误差的原因，结论是否恰当，描述是否准确等等。
＃实验结果：
煤油温度升得快。
这表明质量相等的水和煤油在温度升高的度数相同时，水吸收的热量比煤油多。
2．比热容。
换用其他物质，重复上述实验，得到的结果是类似的。
就是说，质量相等的不同物质，在温度升高的度数相同时，吸收的热量是不同的。
怎样来表示各种物质的这种物质上的不同呢？
-----在物理学中就用比热容来表示。
单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容。
比热容是物理的一种性质，它只与物质的种类有关，与物质的体积和质量等因素无关。
3．比热的单位：
在国际单位
制中，比热的单位是焦／（千克·
℃），读作焦每千克摄氏度。
符号：
J/（kg·
℃）
单位质量的某种物质温度降低1℃放出的热量和它温度升高1℃吸收的热量相等。
数值上也等于它的比热容。
4．查比热表：
观察比热容表，了解常见物质比热容。
学会读表，引导学生寻找规律，让学生说出自己的发现：
（1）比热容是物质的特性，不同物质比热容一般不同
（2）同种物质状态不同时比热容
不同
（3）液体的比热容一般比固体的比热容大
5．比热容的物理意义
（1）水的比热是4.2×
103J/（kg·
℃）。
它表示1千克的水当温度升高（或降低）1℃所吸收（或放出）的热量是是4.2×
103焦。
（2）查铜、铅、铝等物质的比热，并与水的比热作比较。
得出水的比热最大。
水比热大的特点，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。
（3）为什么夏季内陆比沿海炎热，冬季内陆比沿海寒冷。
〖小结〗通过一些具体问题的讨论，使学生进一步理解比热的概念。
〖作业〗课本
【板书设计】
第二节科学探究：
物质的比热容（第1课时）
一、探究物质的比热容
相同物质质量不相等，在温度升高的度数相同时，吸收的热量是不同的。
质量相等的不同物质，在温度升高的度数相同时，吸收的热量是不同的。
二、单位质量的某种物质温度升高1℃吸收的热量叫做这种物质的比热容。
三、比热的单位是焦／（千克·
℃）
（第二课时）
1加深比热的概念的理解，学会根据比热容进行热量计算。
2理解热量的计算公式。
理解热量的计算公式。
热量计算公式的应用。
一．复习
1．什么叫做比热？
比热的单位是什么？
怎样读？
2．水的比热是多少？
它表示什么物理意义？
3．比较下列物质谁的比热大：
一滴
水和一桶水？
一枚铁针和一支铁棒？
0℃的水和100℃的水？
二．引入。
以水的比热为例，说明它的物理意义，使1千克的水温度升高1℃，需要吸收4.2×
103焦的热量，完成下列表格。
质量
升高温度
吸收热量
1kg
1℃
4.2×
103J
2kg
2℃
从填上表格引入热量的计算，并启发学生得出热量计算用比热×
质量×
升高的温度。
一、公式理解。
Q＝cmΔt
1．吸
热公式及理解。
（1）Q吸＝cm（t-t0）用Δt升=（t-t0）表示升高的温度可写成Q吸＝cmΔt升
式中的Q吸是吸收的热量，单位是J；
c是物质的比热；
m是物质的质量，单位是kg；
t0初温，t是末温，单位是℃。
（2）公式的应用。
例题1要把2kg温度地20℃的水加热到100℃，至少需供给多少热量？
解：
水的比热容c＝4.2×
103J/（kg℃）,水的初温L1＝20℃，末温L2＝100℃。
2kg水吸收的热量是
4.2×
103J/（kg.℃）×
2k
g×
（100℃－20℃）＝6.72×
105J。
所以，至少需供给6.72×
105J的热量。
2．放热公式的理解。
（1）Q放＝cm（t0－t）用Δt降=（t0－t）表示降低的温度可写成Q放＝cmΔt降
例题2质量是100kg的铁锭，温度从1.3×
103℃降到30℃，放出多少热量？
根据比热容的定义式也可以计算物体降温放出的热量，只是公式中的温度差必须改为（t1－t2）。
钢的比热容c＝0.46×
103J/（kg℃）,钢锭的初温t1＝1300℃，末温t2＝30℃。
100kg钢锭放出的热量是
0.
46×
103J/（kg℃）×
100kg×
（1300℃－30℃）＝5.84×
107J
〖小结〗
回扣目标，总结学到了什么，有哪些疑问，及时补救。
1、学生容易把t0和t混淆，所以要告诉学生记忆的方法：
有标脚“0”的就可想到“一切从零开始”就表示开始的温度即初温。
没有标脚的就是末温。
2、区别“升高”、“升高了”、“升高到”和“降低”、“降低了”、“降低到”。
课本
物质的比热容（第2课时）
公式理解。
1．吸热公式及理解。
第三节内燃机
1课时。
通过四冲程内燃机工作原理的学习，使学生了解内燃机的主要结构；
大致了解内燃机工作时，能量的转化与转移情况；
了解内燃机在现代生活特别是交通方面的应用。
1.常识性了解汽油机的基本构造和工作原理。
2.常识性了解柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。
3.常识性了解四冲程内燃机工作过程中的能量转化。
内燃机的基本构造和工作原理。
内燃机的工作过程。
【教学方法】
讲解与阅读指导并行。
内燃机示教模型（带电灯指示），教学挂图。
1、改变物体内能的两种方式是什么？
2、内能有哪两方面的主要作用？
新课引入
热机是指把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。
热机应用历史上从蒸汽机到内燃机，内燃机有汽油机及柴油机等,大多数交通工具,都使用它们。
我们有必要学习内燃机原理。
内燃机：
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。
1．汽油机：
指出汽油在汽油机汽缸内燃烧、生成高温高压燃气，燃气推动活塞而做功，燃气内能转化为活塞运动的机械能。
（1）构
造（图）。
（出示模型或挂图。
边指示边讲解）。
进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。
（介绍名称的同时，介绍各部分的功能）
冲程：
活塞从气缸一端运动到另一端的单向运动叫做一个冲程。
（2）工作原理。
如图
（边运转模型边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况）
内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。
1．〈吸气冲程〉开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门军关闭。
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。
2．〈压缩冲程〉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。
3．〈做功冲程〉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向上向下运动，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。
4．〈排气冲程〉做功冲程结束，活塞继续向下向上运动，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。
此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。
在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两周，对外做一次功。
（3）能的转化：
在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。
其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成。
2．柴油机：
用柴油作燃料的内燃机。
（1）学生根据图，描述柴油机的工作过程。
（2）思考：
一个工作循环有四个冲程，活塞运动2次，燃油燃烧1次，对外做功1次。
问在不做功的冲程活塞为什么也会运动？
（3）柴油机与汽油机的区别：
①柴油机与汽油机的相同点：
都是内燃机；
一个工作循环都要经历四个冲程。
②柴油机与汽油机的不同点：
构造方面：
些油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴。
吸入的气体不同，点火方式不同。
使用范围。
汽油机工作原理：
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
进气门
打开
关闭
排气门
活塞
向下运动
向上运动
主要作用
混合汽油可燃气被吸入
压缩燃气温度升高
燃气对外做功
废气排出
惯性
内能转化为机械能
通过曲杆对外做功
汽油机和柴油机的区分：
汽油机
柴油机
相同点
吸气、压缩、做功、排气四个冲程内燃机
不
同
点
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。
1、汽油机：
用汽油作为燃料的内燃机
构造：
进气门、排气门、火花塞、气缸、活塞、连杆、曲轴
工作原理：
工作
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