物理人教版第十四章 内能的利用综合与测试教学设计及反思

这是一份物理人教版第十四章 内能的利用综合与测试教学设计及反思，共7页。教案主要包含了复习预习，知识讲解，例题精析，课堂运用，课堂小结，课后作业等内容，欢迎下载使用。

1、知道热机的构造及其工作原理；
2 、掌握热机的效率，利用热值进行计算
3 、能够熟练的理解和掌握能量的转化分析
教学重： 效率的计算和能量的转化
教学难点： 利用热值计算效率
教学过程：
一、复习预习
1、复习热机的构造和工作原理
2、复习热值的概念和利用热值进行计算
3、复习能量的守恒和转化
二、知识讲解
考点/易错点1 热机的构造和工作原理
内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机；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。
工作过程分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程
考点/易错点2 热机的效率 热值
1、热机的效率：用来做有用功那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。
2、热机效率是热机性能的一个重要指标。
3、热机的各种损失中，废气占最多，应减小废气的能量损失。
考点/易错点3 能量的守恒和转化
1、不同形式的能之间，在一定条件下可以相互转化
2、在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化和转移。
3、能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总保持不变。

三、例题精析
【例题1】
【题干】汽油的热值是4.6×107J/kg，则完全燃烧2kg汽油放出的热量是1J。
【答案】9.2 ×107
【解析】Q=mq=2kg*4.6×107J/kg=9.2 ×107J
【例题2】
【题干】汽车油箱的汽油用掉一半后，关于油箱内汽油的说法正确的是（ ）
A．它的质量变为原来的一半
B．它的密度变为原来的一半
C．它的热值变为原来的一半
D．它的比热容变为原来的一半
【答案】A
【解析】汽车油箱中的汽油用掉一半后，汽油的质量减少一半，但密度、热值和比热容是不变的
【例题3】
【题干】学习了“能源和能量守恒“的有关知识后，连云港市某班就该市能源问题展开了讨论，提出了如下几条建议和设想，其中永远做不到的是 （ ）
A、前该市利用的能源主要是煤，应着力研究如何使煤充分燃烧以及减少热量损失的措施
B、在该市建设的田弯核电站，将解决该市乃至华东地区的电力紧张问题，但在输电过程中能量损失严重．若能用超导体输电，将大大提高输电效率
C、连云港市位于黄海之滨，应尽早研究开发海洋能
D、连云港市位于黄海之滨，应发明一种能把海水里的内能全部自行转化成我们所需要的机械功的机器
【答案】D
【解析】我们知道能量转化和转移具有方向性，海水里的内能不可能自行转化成机械能．D选项所提的设想是永远做不到的
四、课堂运用
【基础】
1．下列机械不是热机的是（ ）
A、蒸汽机
B、内燃机
C、喷气式发动机
D、电动机
【答案】D
【解析】电动机是利用电能来获得动力，不符合热机的特点；喷气式飞机、内燃机和蒸汽机都是把内能转化成机械能的装置，符合热机的特点．
【例题2】
2．单杠四冲程内燃机在工作过程中，将机械能转化为内能的是（ ）
A、吸气冲程
B、压缩冲程
C、做功冲程
D、排气冲程
【答案】B
【解析】压缩冲程活塞向上运动，压缩燃料混合物对其做功，所以将机械能转化为内能； 故选B．
【例题3】
3．下列关于四冲程汽油机和柴油机区别的说法中错误的是（ ）
A.在吸气冲程吸入的物质不同 B.点火方式不同
C.工作过程中能量转化的形式不同 D.用途不同
【答案】C
【解析】汽油机与柴油机都是热机的一种，都是将内能转化为机械能的机械。在工作过程中有一些不同点，如在吸气冲程中吸入的物质是不同的，汽油机吸入的是汽油与空气的混合物，而柴油机只是吸入空气。点火方式也是不同的，一个是点燃式，一个是压燃式。在用途上也不同，汽油机应用在小轿车的多，而柴油机主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上。
【巩固】
1.关于燃料的热值，以下说法正确的是 （ ）
A.燃料的热值与燃料的燃烧情况有关
B.容易燃烧的燃料，热值一定大
C.煤的热值比干木柴大，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D.0.5 g汽油和2 kg汽油，它们的热值是一样的
2.甲、乙两台汽油机，甲的效率比乙高，则
A.甲每秒钟做的功比乙每秒钟做的功多
B.甲消耗的汽油比乙消耗的汽油少
C.消耗同样多的汽油，甲做的有用功比乙做的有用功多
D.做同样多的有用功，甲消耗的汽油比乙消耗的汽油多
3.已知干木柴的热值是1.2×107 J/kg，完全燃烧0.7 kg干木柴能放出多少热量？假设这些热量全部被水吸收，能使多少千克水的温度由20 ℃升高到70 ℃？已知水的比热容为4.2×103 J/(kg・℃).
答案：1.D 2.C 3. 8.4×106 J 40 kg
【拔高】
1、太阳能是21世纪重点发展的能源之一．太阳能汽车是利用太阳能电池将接收到的太阳能转化为电能，再利用电动机来驱动汽车的一种新型汽车．如图17－45所示是一辆太阳能实验车，车上太阳能电池接收太阳能的面板的有效面积为S＝8 m2，太阳光照射到电池板每平方米面积上的辐射功率为P0＝1 kW，在晴朗的天气，电池对着太阳产生的电压为U＝120 V，并对车上的电动机提供I＝10 A的电流，试问：
(1)太阳能电池将太阳能转化为电能的效率是多少?
(2)如果这辆汽车的电动机将电能最终转化为机械能的效率为75％，当汽车在水平路面上匀速行驶时，受到的牵引力为150 N，则汽车的行驶速度是多大?
【答案】15％ ，6m／s
【分析】：(1)太阳能电池的面板接收到太阳能的功率为P＝P0S＝103W／m2×8 m2＝8000 W．转化为太阳能汽车的电功率为 P电＝UI＝120 V×10A＝1200 W．太阳能光电转换效率为η1＝×100％＝×100％＝15％．
(2)设汽车的机械效率为η2，则汽车的机械功率为P机＝P电 η2＝1200 W×75％＝900 W．当汽车匀速行驶时，∵P机＝＝＝Fv，∴v＝＝＝6m／s．
2、某地区五月份每天1 m2的面积在1小时内获得的太阳辐射能的平均值为3．5×4 106J．现有一太阳能热水器，它的18支集热管有效面积为1．8 m2，太阳辐射能的 50％被水吸收，若要把水箱里100 kg水从20℃加热到50℃，需要多少小时?
【答案】4 h
【分析】：设所需时间为t，依题意，50％Q太阳＝Q吸水，因为Q吸水＝c水m水△t，100 kg×4．2×103J／(kg·℃)×(50℃－20℃)＝50％×3．5×106J／h·m2×1．8 m2×t，t＝4 h．
五、课堂小结
1、热机
利用燃料燃烧释放出来的能量做功的机械，叫做热机。内燃机是最常见的一种热机；
2、热值
某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值；
3、热机的效率
热机工作时候，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做热机的
效率
4、能量守恒定律
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成其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
六、课后作业
1．一台柴油机飞轮的转速为2400 r/min，则每s做功的次数为（ ）
A.10 次 B.20 次
C.30次 D. 40 次
2．汽油机甲的效率比汽油机乙的效率高，这说明（ ）
A.甲做的有用功多
B.甲比乙用的汽油少
C.完全燃烧相等的汽油，其内能转化为有用功的能量甲比乙多
D.相同的时间内，汽油机甲比乙所用的汽油节约一些
3．热机的热效率总小于1，下述原因中，错误的是（ ）
A.热机工作时排出的废气的温度还很高，要带走一部分热量
B.热机的一些部件在运动时要克服摩擦做功
C.燃料燃烧时使热机温度升高，也要向周围散失一些热量
D.许多热机设计和制造不够精良
4．下列说法中正确的是（ ）
A.汽油机的效率比柴油机的效率高
B.在四冲程柴油机的吸气过程中，燃料进汽缸
C.在柴油机的压缩过程中，机械能转化为柴油和空气混合物的内能
D.柴油机的燃料点火方式是压燃式
5.煤的热值大于干木柴的热值，这里是指( )
A、煤比干木柴含有的热量多一些
B、烧煤比烧干木柴产生的温度高一些
C、烧煤比烧干木烧产生的热量多一些
D、要使它们放出相同的热量，烧煤用的质量较少
6.不属于大气污染主要来源的是( )
A、家庭炉灶和取暖设备
B、大型机电排灌站
C、工业企业(包括火电站、钢铁厂、化工厂等)
D、汽车、摩托车等交通工具
7.对于燃料的热值, 下列说法中,属于正确理解的是：( )
A、燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比；
B、燃料的热值跟燃料的质量成正比；
C、容易燃烧的燃料热值一定大。
D、就某种确定的燃料而言, 它的热值是一个确定的值, 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关；
8.一瓶酒精倒掉一半，剩下的半瓶酒精的密度、比热容、热值和原来相比，以下的说法正确的是（ ）
A只有密度和热值不变 B只有密度和比热容不变
C 只有比热容和热值不变 D三个都不变
9.甲乙两台柴油机，甲的效率低于乙的效率，意义是 （ ）
A.甲的功率大于乙的功率
B.甲消耗的燃料多于乙消耗的燃料
C.乙将燃料燃烧放出的能变成有用功的那部分能的比例比甲大
D.工作相同时间甲消耗的燃料一定比乙少
10、下列关于能量的转化和守恒的说法中错误的是（ ）
A．高山上滚下的石块越来越快，说明重力势能转化为动能
B．酒精燃烧时，将化学能转化为内能
C．发电机发电时，将机械能转化为电能
D．人们对太阳能的开发和利用，说明能量可以凭空产生
答案： 1.B 2.C 3.D 4.D 5.D 6.B 7.D 8.D 9.C 10.D