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1、苏科版初中物理教材第十二章第四节机械能与内能的相互转化教学设计（第二课时）吉临荣 (无锡市太湖格致中学 江苏 无锡 214000)一、教学目标1.实验探究不同燃料燃烧时放出的热量；2.建立热值的概念，会查热值表；3.会进行有关热量的简单计算。二、重点和难点重点：热值概念的建立，热量的计算；难点：热值概念的建立。三、实验器材铁架台（含铁圈、支架）、石棉网、烧杯、燃烧皿、温度计，托盘天平，酒精、纸屑、煤油，火柴/打火机、镊子、滴管、抹布。四、课堂实录师：汽车用什么作用燃料？还有没有其他燃料？生：汽油，柴油、天然气师：我们生活中还有什么可以作为燃料的？生：煤炭、煤气、石油、氢气、木柴师：大家能对这些
2、燃料进行分类吗？生：固体燃料、液体燃料和气体燃料设计意图：这儿安排了一个实验前的引入，涉及到燃料的分类，是课本上没有的，这个分类是为了后面讲到气体燃料时的热值服务的，因为气体燃料热值的定义、公式和单位与固体燃料不一样。【目标1】探究不同燃料燃烧放出的热量师：这儿有两种燃料煤油和酒精，你能区分它们吗？生：根据颜色来判断，还可以通过气味来区别。师：其实颜色和气味是燃料的一种特性，还有没有其他的区分方法呢，这就是我们这堂课要来解决的问题，我们可以让它们燃烧，看它们放出热量的多少。师：要解决这个问题，首先让我们思考这两个问题：1.燃料燃烧时，发生怎样的能量转化？2.如何反映燃料燃烧时放出的热量多少？（
3、老师要适当的进行引导）生：用不同燃料燃烧加热水，看水升高的问题。师：这是一种什么实验方法？生：转化法师：实验装置如图，让不同的燃料燃烧发出热量来加热水，然后用温度计测出水升高的温度，就能比较出燃料燃烧发出的热量多少。对于水的质量有什么要求？生：水的质量应该相等。师：一会儿把实验交给的大家，但是在实验前大家要了解一下实验的注意点：1.组内二人合作。一人负责点火和燃烧，一人负责温度计读数。2.燃料皿要放在烧杯正下方，确保火焰在烧杯底部加热。3.用酒精为燃料时要用纸条点燃酒精；用纸屑为燃料时要将两片纸条一起点燃，并不断向燃烧皿加入纸条。4.要让燃料完全燃烧，温度计在燃料燃烧结束、且液柱上升到最高温度
4、时迅速读数。5.手不能碰、不要拿燃烧皿，实验中要注意安全。师：实验中需要天平吗？生：控制水的质量相同，测量每组燃料的质量。师：下面大家开始做实验。请同学把你的实验数据填在表格中。燃料质量m/g升高温度t/酒精215酒精421酒精630酒精852燃料质量m/g升高温度t/碎纸片28碎纸片412碎纸片625碎纸片825师：这些数据我们怎样进行处理并找出其中的规律？ -我们可以通过图像来找出实验数据的规律。它的横坐标是燃料的质量，纵坐标是水升高的温度。谁能利用坐标图找出这两组数据的规律?有些数据点的误差比较大的话，它就分布在直线的两侧左右，我们找规律的时候不一定每个点都在直线上。师：这个副图直线说明
5、了什么？生：直线说明成正比，升高的温度与质量成正比。师：就是，在前面分析的时候，我们认为水的温度升得越高说明了什么呢？生：说明燃料燃烧放出的热量更多。师：因此我们就可以把转化成，所以就可以写成。酒精燃烧放出热量和质量的比值是直线1，碎纸片燃烧放出热量和质量的比值是直线2。想想我们在定义密度之前，由实验得出的水和铝的mv图像（如图所示），可以从这幅图得出了什么结论？生：同种物质的质量和体积的比值相同，不种物质的质量和体积的比值不同。师：那么我们今天得到的这幅图，说明了什么呢？生：不同燃料燃烧放出的热量与质量的比值不同，同种燃料燃烧放出的热量与质量的比值相同。师：我们还可以用另外一种方法来研究这些
6、数据。我们可以发现这些比值大体在一个数值范围以内。回忆一下，我们之前的学习中有没有遇到这样的描述同种物质比值相同、不同物质比值不同。生：密度和比热容。目标2】建立热值的概念 师：我们也可以用类似的方法来学习这部分内容。通过类比可以说也是一个有物理意义的量，这个物理量就是热值，用来表示燃料燃烧发出热量的本领大小。用q来表示这个比值，则这就是热值的计算公式，你能根据这个公式说出热值的定义，并推导出热值的单位吗？生：燃料完全燃烧放出的热量与质量的比值。单位：师：两种燃料酒精和煤油，可以通过颜色、味道来区别它们，也可以通过热值来区分它们。每一种燃料都有自己的热值，当然极个别的燃料热值可能相同。查热值表
7、，并思考：1.热值最大的燃料是多少? 表示什么物理意义?2.气体燃料通常用体积来表示多少，热值的单位又是什么？公式？物理意义？3.“在标准状况下”说明气体燃料的热值与什么有关? 设计意图：本环节的亮点是利用对比的方法帮助学生自主建立热值的概念，这样设计的可以使学生能把所学的知识前后联系，让不同的知识融会贯通，从而达到巩固的目的。在概念教学中，要适时引导学生运用对比的方法，对比是认识几种事物的质或量之间的区别和联系的一种有效方法，有利于分清有关概念间的区别和联系。最后安排学生阅读热值表，让学生会查燃料的热值表，通过分析热值表进一步认识到热值也是燃料的一种特性，知道某种燃料热值的物理意义，初步认识
8、常见的各种燃料热值的大小关系。了解气体燃料热值的单位后，可以让学生自主认识气体热值的单位、公式以及物理意义，同时要让学生注意在描述气体两人热值时“标准状况下”的含义。【目标3】有关热量的计算、从能量转化的角度认识燃料的热值师：思考：1.你能根据热值的定义式写出燃料燃烧放出热量的计算公式吗?2.我们还学习过哪些热量计算公式? 师：请说出这两个公式和的区别。生：第一个公式是计算物体降低温度放出热量的多少，第二个公式是计算燃料燃烧放出热量的多少，虽然都是计算放出热量，但两者的本质是不同的。师：燃料在燃烧的时候，本来是加热水，但是烧杯也要吸收热量，还要向空气中散发热量，所以这里有一个燃料利用率的问题。
9、燃料的利用率：对人们有用的那部分能量与燃料完全燃烧所放出能量的比值。公式：师：完成例题利用煤气灶烧水，锅内水的质量为5kg、初温为20，消耗煤气0.1kg。已知煤气的热值为4.2107J/kg，水的比热容为4.2103J/（kg）求：煤气完全燃烧放出的热量？在标准大气压下，水烧开需要吸收的热量？此煤气灶烧水的效率是多少？师：看书P55-56化石燃料的燃烧与环境保护设计意图： 课程标准指出，有关燃料燃烧的计算要求不高，因此在此只安排了一道例题，帮助巩固热值的概念。其中加了燃料的利用率的问题，学生学习后可以更好的理解热值和热量，也联系了我们的生活实际，遵循我们物理从生活中来走到生活中去的理念。【课堂检测】
