1、12.4 机械能与内能的相互转化（第一课时） 教学目标 1通过实例和实验，知道做功是改变物体内能的另一种方式，是其他形式能向内能转 化过程。 2通过观察和分析内能转化为机械能的现象，知道热机的工作原理。 3借助模型等媒体，了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。 4通过“热机的发展历程” ，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义。 教学重点、难点 重点：做功改变物体内能、内燃机的原理 难点：做功和热传递改变物体内能的等效性的理解 教学具准备 铁丝、空气压缩引火仪、电子式火花发生器、图片类（包括汽车发动机、汽油机四冲 程等） 、图像类（包括蒸汽机、内燃机等） 教学过程设计 一、生活实验、预习
2、交流 1、给你一块冰，你能用那些方法使其熔化？这些方法中，归类和比较，你会发现些什么？ 2、用打气筒给自行车轮胎打气。打完后，摸一摸打气筒的外壁，会发现什么现象？ 二、创设情境、引入新课 投影图片（图 12-24、图 12-25） 提出问题： 为什么汽车高速行驶时，轮胎温度会升得很高？ 燃料是怎样使汽车发动机工作的？ 三、体验实验、合作探究 机械能与内能的相互转化（板书课题） 1、学生活动研究做功能否改变物体的内能 实验方法：反复弯折铁丝七八次，触摸弯折处的温度有无变化（小心烫手） 提出问题： 触摸弯折处，你会观察到什么现象？ 铁丝的温度升高，说明铁丝的内能发生了怎样的变化？ 演示实验空气压缩
3、引火仪 实验方法：在玻璃筒中放入浸有乙醚的一小撮棉絮，用力迅速向下压活塞，观察看到的现 象。 （看到燃烧的火光） 问题讨论： 在上述活动中，物体增加的内能从何而来？能量是如何转化的？ 还有什么方法使铁丝的温度升高？在这些方法中，归类一下，哪些是用热传递的方式改 变物体内能，哪些是用做功的方式改变物体内能？ 还能再举出一些通过做功的方式改变物体内能的实例吗？ 学生回答： 物体增加的内能通过做功转化而来，是机械能转化为内能。 将铁丝加热，使铁丝的温度升高。加热铁丝是用热传递的方式改变物体内能，弯折铁丝 是用做功的方式改变物体内能的。 用做功的方式改变物体内能的实例还有：钻木取火、拉锯条锯木头、搓手
4、取暖等 合作小结： 实验和事例表明： 是改变物体内能的另一种方式。 事实证明：做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 2、演示点火爆炸将内能转化为机械能 提出新的问题： 做功可以将机械能转化为内能，那么能否反过来，通过做功将内能转化为机械能呢？汽车 发动机的动力是不是来源于此呢？ 演示实验：电子式火花发生器：将内能转化为机械能 实验方法：如图 12- 28 所示，在透明塑料盒的底部钻一个 孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中，打 开塑料盒盖，向盒内滴入 2-3 滴酒精，在将盒盖盖紧，揿 动电子式火花发生器的按钮，观察发生的现象。 实验表明：酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的 能减少，转
5、化为 能。根据 这个原理，可以制造出一种将内能转化为机械能的机器来提供动力装置。 3、内能转化为机械能的应用热机 讨论：比较空气压缩引火与发射瓶塞这两个实验，你有什么发现？ 合作小结： 对物体做功，机械能可转化为内能，内能增加；物体对外做功，内能可转化为机械能，内 能减少。机械能与内能之间可以相互转化。 提出新的问题： 酒精燃烧后的高温高压燃气对外做功，燃气的内能减少，转化为机械能。这种转化有什么 应用价值？ 学生自学：根据这个原理，可以制造出一种将内能转化为机械能的机器来提供动力装置。 这类热力发动机叫热机。 展示汽油机的模型和示意图、并识别汽油机主要部件的名称。 信息快递 汽油机工作时，活
6、塞在汽缸里往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。 演示实验汽油机模型 结合动画实验讲述分析汽油机的四个冲程 汽油机的一个工作循环由以下四个冲程组成： （1）吸气冲程进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动由于缸内体积增大，压强减小， 空气和汽油的混合物被吸入气缸 （2）压缩冲程进气门、排气门关闭，活塞向上运动混合气体被强行压缩，使气体的温 度升高，机械能转化为内能。 （3）做功冲程进气门、排气门关闭，活塞向下运动在压缩冲程末，火花塞产生电火花， 使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气推动活塞做功，通过连杆带动曲轴转动。内能转化 为机械能。 （4）排气冲程进气门关闭，排气门打开，活塞向上
7、运动排出废气 合作探究、完成书本 P49 的想一想 汽油机完成一个工作循环： 1.活塞经历四个冲程，分别为 、 、 、 ；其中 冲程是燃气对外做功的过程。 2.曲轴旋转 周，活塞往复 次； 3.压缩冲程和做功冲程的能量转化 压缩冲程： 做功冲程： 4、生活 物理 社会热机的发展历程 学生阅读课本： 阅读“信息库”中关于“柴油机”的内容，初步了解汽油机和柴油机结构及工作过程的异 同点，各自的优缺点及对应的用途。 人类社会文明的进步离不开科技的发展。阅读课本 P49“热机的发展历程” 。 四、课堂小结 通过今天的学习，同学们有哪些收获？还有什么困惑？ 五、及时反馈、当堂检测 1下列事例中，做功改变
8、物体内能的是 （ ） A用酒精灯加热烧杯中的水， B冬天室内使用暖气取暖 C用锯锯木板，锯条发热 D盆中的热水温度逐渐降低 2下列事例中，属于机械能转化成内能的是 （ ） A火药气体把子弹从枪膛中射出 B电流通过白炽灯发光 C古人用钻木的方法取火 D用酒精灯加热烧杯里的水 3我国发射的宇宙飞船在完成任务后，返回地面指定地点，宇宙飞船在下落到地面附近时， 由于空气阻力作用做匀速直线运动，则宇宙飞船在匀速下降的过程中，它的（ ） A动能不变，势能减小，内能增大 B动能不变，势能增大，内能减小 C动能减小，势能不变，内能增大 D动能增大，势能减小，内能不变 4以下现象中，由内能转化为其他形式能的现象
9、是 （ ） A刀在磨刀石上被磨得发烫 B雨滴从高空下落时温度会升高 C电熨斗熨衣服 D被加热的试管中的水蒸气膨胀做功，把管塞推出管口 4汽油机工作是，在 冲程中，机械能转化成内能，在 冲程中， 内能转化为机械能。 5一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速是 1200 r/min，则汽油机每秒内完成 个冲 程，做功 次。 六、课后实践与思考 1、用打气筒给自行车轮胎打气。打完后，摸一摸打气筒的外壁，会发现什么现象？你能否 解释产生这现象的原因。 2、把打好气的轮胎放置一段时间，使轮胎里外的温度一致。然后将轮胎放气，同时把温度 计的玻璃泡置于喷出的气流中，仔细观察温度计的示数，你将会有惊喜的发现。如果没有 温度计，你可以观察喷气嘴旁是否出现了小水珠。请你用今天所学的知识去解释。 板书设计 12.4 机械能与内能的相互转化（第一课时） （一）做功是改变物体内能的另一种方式 做功的实质：能量的转化 内能改变的多少可用做功的多少来量度 （二）内能转化为机械能热机装置 （三）机械能与内能之间可以互相转化。 （四）热机 1、热机种类 2、热机的共同特点： 燃烧 做功 燃料的化学能-内能-机械能 3、汽油机的主要构造、一个工作循环是由哪个冲程组成 4、做功冲程和压缩冲程中的能量转换关系
