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九年級物理機械能與內能的相互轉化
《機械能與內能的相互轉化》教學設計
【教材依據】：本節課于蘇科版物理九年級上冊第十二章機械能與內能第四節機械能與內能的相互轉化
一、設計思路：
1、指導思想：物理教學不僅僅是傳授知識，更重要的是要讓學生經歷知識的獲得過程，親身體驗，注重知識的形成過程。同時物理教學中更要注重培養學生的學科發展能力，最終目的培養學生終身的學習能力和可持續發展的能力。
2、教材地位作用分析：本節課處于蘇科版九年級物理上冊第十二章第四節。本章整體學習能量知識，前面學習了《機械能》、《內能》。這一節是將機械能與內能進行結合，學習兩種能量的轉化及生活應用。同時本節也是對改變內能的方式的補充，所以學好前三節知識是前提，學好本節知識是對前面知識的提升和應用。
3、教學目標：
知識技能目標：
1、通過探究實驗，知道做功是改變物體內能的另一種方式
2、通過視頻了解熱機基本結構和工作原理
3、知道四沖程內燃機工作過程中的能量轉化
過程方法目標：
體驗科學探究過程，了解科學探究的基本特征，提高探究能力、思維能力及合作學習能力。
情感態度價值目標：
1、了解內能的利用在社會發展史上的意義
2、通過探索性實驗，提高觀察能力、實驗操作能力和比較、分析、概括的能力，培養和實事求是的科學態度。
4、重難點及突破方法：
本節重點為：認識到做功是改變物體內能的一種方式，是其他形式能向內能的轉化過程。難點是：通過觀察、分析內能轉化為機械能的實例，知道熱機的工作原理。學生在學習過程中對實驗現象的分析不會時，教師要為學生搭建一些問題臺階，幫助學生逐步通過現象分析到本質。在對做功改變物體內能的兩種情況分析時（外界對物體做功時內能增加；物體對外界做功時內能減小）通過實驗歸類，進行突破。對熱機的工作原理這個重難點突破方法上，我采用多種方式對學生進行刺激：有視頻、有自主學習課本、有問題引導合作討論、有模具針對點觀察（曲軸的轉動情況）。調動學生的各種學習機能來主動學習。
5、教法設計：
實驗探究法、視頻輔助法、指導讀書法、問題引導法。運用實驗探究法能更好的讓學生經歷知識的獲得過程，同時還能讓學生親身體驗。視頻輔助法把不容易展現的汽油機工作過程全方面多角度的展示給學生，彌補了模具小、可視性差的缺陷。指導讀書法是為了培養學生自主學習能力、在閱讀課本時教師通過問題引導，使自主學習更具指向性，目標性更強。對學生不容易理解的知識點教師通過針對點專門突破講解。
6、學法設計：實驗法、觀察法、閱讀法、討論法。這些方法的應用都是為了讓學生最大限度的參與教學，做學習的主人，自己參與，自己解決。
二、教學準備：利用鐵絲、鉛筆、圖釘等隨手可得的器材讓學生動手體驗做功可以改變物體內能。演示兩個實驗空氣壓縮引火儀、電子式火花發生器、酒精、小瓶，學生體會歸納內能與機械能的轉化。利用汽油機模型、觀看汽油機工作視頻，物體與視頻資源結合，學生通過多種方法學習。
教 學 過程
教學步驟
教 師 活動
學生活動
設計意圖
一、新課引入
ppt圖片導入提問：通過前面的學習，我們知道了改變物體內能的一種方式是什么？
圖片情境導入：為什么汽車高速行駛時，輪胎的溫度會升得很高？
火箭上天，能量是如何轉化的？
《機械能與內能的相互轉化》教學設計
《機械能與內能的相互轉化》教學設計
尋找圖片中改變內能的方式，復習回顧舊知
復習舊知，引出新課題。
二、新課教學
1、做功——改變物體內能的另一種方式
活動與演示：
（1）把圖釘按在鉛筆的一端，手握鉛筆使圖釘在粗糙的硬紙板上來回摩擦，用手觸摸一下摩擦的地方，有何感覺？圖釘的內能變化了嗎？
（2）小組活動：彎折鐵絲十余次，用手指觸摸一下彎折處，有何感覺？鐵絲的內能變化了嗎？
（3）學生演示：空氣壓縮引火儀，你看到了什么現象？
提問：在剛才的活動中，物體增加的內能從何而來的？能量是如何轉化的？（在克服摩擦做功時，物體的機械能減少，內能增加，即機械能轉化為內能。）
板書：改變物體內能的另一種方式：做功
提問：（1）采用哪些辦法可以使鐵絲溫度升高內能增大？這些方法中，哪些是采用熱傳遞的方式改變物體的內能的？哪些是通過做功改變物體的內能的？
學生舉例，如：放在太陽下曬；在石頭上摩擦；放在熱水中燙；放在火上燒；用錘子敲；用力反復彎折等。
（2）僅憑鐵絲溫度升高內能增大這一現象，能否斷定是通過熱傳遞方式還是做功方式來實現的？（做功與熱傳遞的等效性）
（3）你能再舉一些通過做過來改變物體內能的實例嗎？（鉆木取火；飛船自由下落時溫度升高；）
區別：熱傳遞方式是內能的轉移過程，能的形式沒有變；而做功方式是機械能向內能的轉化過程，能的形式已經發生改變。
2、熱機
（1）熱機中的能量轉化情況
演示：演示點火爆炸實驗。
《機械能與內能的相互轉化》教學設計 分析能量轉化情況：化學能 內能 機械能
結論：酒精燃燒后的燃氣對外做功，燃氣的內能減少，轉化成機械能。
（2）汽油機的結構和工作原理
熱機：是將燃料燃燒產生的高溫高壓燃氣的內能轉化為機械能的裝置。
觀看視頻：汽油機的工作過程
指導學生閱讀課文并設問：
（1）汽油機的主要結構是哪幾部分？名稱各是什么？各有什么作用？
（2）汽油機完成一個工做循環要經歷幾個沖程？分別是什么？
（3）每個沖程的特點是什么？（從氣門的開閉和活塞的移動角度分析）
（4）這四個沖程都有能量轉化嗎？如果有分別是怎么轉化的？
（5）汽油機完成一個工做循環曲軸旋轉 圈，活塞往返 次，四沖程內燃機只有________沖程對外做功，其他三個沖程靠_______完成。
第5個問題教師利用模具進行突破。
用考一考的方式來考察對汽油機的學習效果,用超鏈接制造出翻翻看的效果.
3、閱讀：了解熱機的發展歷程。向學生補充一些蒸汽機、燃氣輪機、渦輪噴氣發動機、火箭發動機的初步知識。
4、小結本節課的學習：你學到了哪些知識？有什么收獲？
做一做
看一看
學生思考，內能的增加是通過什么方式？
歸納這三個活動的共性：做功，并且是外界對物體做功
學生舉例
指導學生總結熱傳遞與做功改變內能時的區別。
分析能量的轉化情況
思考：與前三個試驗的區別是什么？
學生看視頻
學生獨立自主學習后經過小組討論再回答
學生自主學習，互動交流后填寫答案
通過多個活動讓學生親自體驗，并歸納總結。注重知識的獲得過程。
三個活動分別對應：克服摩擦做功、壓縮做功，讓學生總結共性，學會歸納的方法。
讓學生明白：新舊知識既有聯系，又有區別進行歸納，尋找異同
由點火爆炸試驗引出熱機，同時與前面知識做一對比。讓學生分清機械能與內能轉化包括兩種情況：外界對物體做功與物體對外界做功
先通過視頻讓學生對汽油機有一個整體認識
再通過問題驅動，指導學生自主學習，合作學習尋找答案
課堂練習
1、如圖所示是熱機的四個沖程，其中屬于做功沖程的是（ ）
《機械能與內能的相互轉化》教學設計
2、汽油機工作過程中，機械能轉化為內能的沖程是（ ）
A.吸氣沖程 B.排氣沖程 C.做功沖程 D .壓縮沖程
3、汽油機在壓縮沖程中，工作物質被壓縮，氣缸中氣體的（ ）
A.壓強增大，溫度降低 B.壓強增大，溫度升高
C.壓強減少，溫度降低 D.壓強減少，溫度升高
作業布置
練習冊21頁1-----10題
板書設計
第四節 機械能和內能的相互轉化（1）
一、 做功---------改變物體內能的另一種方式
克服摩擦做功 外界對物體做功，將機械能轉化為內能
《機械能與內能的相互轉化》教學設計 壓縮體積做功
二、 演示點火爆炸試驗：物體對外界做功，將內能轉化為機械能
三、 熱機：將內能轉化為機械能的裝置
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