沪科版九年级物理全一册教案(教学设计)
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第十一章 从水之旅谈起
本章教材通过学生熟悉的自然现象,展现了自然界水的循环过程。以常见的自然现象和生活事例引导学生观察、认识自然界形形色色的水。让学生在探究过程中加深对水的认识,学会运用科学规律解释自然界和生活中常见的物态变化现象。通过一系列实验,探究水的三种状态相互转化的条件,了解物态变化过程中的吸热、放热现象,总结、归纳出三种物态变化的普遍规律。最后从水是生命之源,联系当前全球面临的缺水及水污染问题提出珍惜每一滴水、合理利用和保护水资源的新课题。启迪学生去思考、去探究,激发学生振兴中华的使命感与责任感。
第一节科学探究:熔点与沸点
a、通过对冰的熔化现象的科学探究,熟悉科学探究全过程的各个环节。
b、体验水的三种状态,会描述水的三种状态的特征。
c、了解自然界的水循环现象熟悉水的熔点与沸点。
d、学会对物质进行简单的分类。初步认识常见晶体的熔点与沸点。
e、从科学探究过程中,感知熔化、汽化现象及其产生的条件。
一、 奇妙的水
1. 世界上70%左右的面积被水覆盖。大部分的水储存在海洋里和南北极的冰山上。
2. 水是循环着的:高山上的水
3. 水存在的形式:水蒸气、液态水、冰、雪、雾、云、雨、霜、露、冰雹。
二、 水之旅
1. 水存在的三种状态:固态:冰、雪、霜、冰雹
液态:水、雾、云、雨、露
气态:水蒸气
2. 三种状态间是可以相互转化的。
3. 物体存在的其他状态:等离子体、超固态、中子态。
三、 科学探究:冰的熔点与水的沸点
1. 固体分为晶体和非晶体两大类
1) 晶体内部的原子按照一定规律排列。非晶体内部原子的排列无规则。
2) 熔化(melting):物质从固态变为液态的过程叫做熔化。
熔点:晶体熔化时的温度。
3) 熔化是物质状态变化的一个过程,完成这样的过程都需要一定的时间。
2. 汽化过程。
1) 定义:物质从液态变为气态的过程。
2) 分类: 和 。
3) 蒸发:只发生在液体表面的汽化现象。
4) 沸腾:在液体和内部都同时发生的剧烈的汽化现象。
5) 实验探究:
a) 装置名称:水浴加热法
b) 注意事项:冰要压为碎冰;用酒精灯的外焰;温度计要插入碎冰的内部,不要接触容器壁和容器底;温度计读数时将温度计的玻璃泡浸泡在被测物质中读数;视线与温度计内液面齐平;为了防止水沸腾过于厉害,在烧杯中可以适当加入碎瓷片;为了便于读数,要缓缓加热;每半分钟或者1分钟记录一次。
c) 实验记录及曲线
冰的熔化记录表
时间t/(min) | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
温度T(℃) | -15 | -10 | -5 | 0 | 0 | 0 | 0 | 5 | 10 |
冰的熔化曲线
水沸腾记录表
时间t/min | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
温度T/℃ | 25 | 45 | 65 | 85 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
水的沸腾曲线
d) 冰d、冰的熔点是0℃,水的沸点是100℃。
四、 常见晶体的熔点
1. 常见的晶体和非晶体:
1) 晶体:各种金属、水晶、砖石、海波、冰
2) 非晶体:玻璃、沥青、石蜡、塑料、松香
2. 晶体与非晶体的区别:
1) 晶体有固定的熔点,非晶体没有固定的熔点。
2) 晶体在熔化过程中温度保持不变,非晶体在熔化过程中温度不断升高。
3) 非晶体熔化时由硬逐渐变软,最后变成液体;警惕没有变软的过程,而是在固定的温度下熔化为液体。
3. 物质的熔点、沸点及应用:
不同物质的熔点一般不同,人们根据在生产生活中的需要选用不同熔点的材料。
1) 灯泡的灯丝用钨制成,因为钨的熔点高,不易熔化。
2) 电路焊接材料用锡制成,因为锡的熔点低,很容易熔化。
3) 两种以上的晶体混合形成新的固体,新的固体的熔点比熔点最低的那种组成晶体的熔点还要低。
一、选择题
1.下列说法正确的是: ( )
A.增大压强,水的沸点不变
B.0℃的水变成0℃的冰要吸收热量
C.松香由固态转化成液态时的温度不变
D.冰在熔化时吸热
2.某种物质熔点为232℃,在这种温度时该物质的状态应为: ( )
A.固态 B.液态 C.固液共存状态 D.上述情况都有可能
3.要使水的沸点高于100℃可以采用的方法是: ( )
A.加强火力 B.延长加热时间
C.加密闭的盖子 D.移往高处加热
4.在很冷的地区使用酒精温度计,而不用水银温度计,其主要原因是: ( )
A.水银有毒
B.固态水银比固态酒精的熔点低
C.液态酒精比液态水银的凝固点高
D.液态酒精比液态水银的凝固点低
5.下列说法错误的是: ( )
A.水有固、液、气三种状态,在一定条件下可以相互转化。
B.云是有空气中的水蒸气凝结成的小水滴或小冰晶。
C.冰的熔点是0℃。
D.1标准大气压下,水的沸点是100℃
6.关于水池中的水结冰先后,下列说法正确的是 ( )
A. 池底的水先结冰 B. 水池中部的水先结冰
C. 表面的水先结冰 D. 全池的水同时结冰
7.现代建筑出现一种新设计:在墙面装饰材料中均匀混入小颗粒状的小球,球内充入一种非晶体材料,当温度升高时,球内材料熔化吸热,当温度降低时,球内材料凝固放热,使建筑内温度基本保持不变.在下面四个图象中,表示球内材料的熔化图象的是( )
8.白炽灯发光时,灯丝温度高达2000以上,那么下列材料中可作为灯丝的是( )
A. 铜 B. 铁 C. 铝 D. 钨
二、填空题
9.汞、橡胶、金刚石这些物质中,常温下呈液态的是 ,适宜用做冲击钻钻头的是 。
10.在熔化过程中, 有一定的熔点, 没有一定的熔点。
11.一般情况下,冰的熔点是 ℃。冰是晶体,它在熔化过程中要 热量,温度却保持不变。
12.物质从液态变为气态的过程称为 ,它有两种方式分别是 和 。
三、分析与思考
13.在观察水的沸腾实验中,当水温升到90℃时,随着加热过程,每隔1min记录一次水的温度,某同学记录数据如下表:
时间/min | 0 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 |
9温度/℃ | 90 | 92 | 94 | 96 | 98 | 100 | 100 | 100 | 100 | 100 |
⑴根据记录在图5中画出水的沸腾图像
⑵由实验现象归纳水沸腾时的特点:
14、在“观察水的沸腾”实验中,实验装置如图13所示:
(1)实验时所选用的温度计应该是____________温度计。(填“酒精”或“水银”)
(2)实验时,先后四次观察到烧杯中水出现的现象如图14所示,把四个现象按出现时间的先后顺序排列,正确的是________________。
(3)图15所示是根据实验记录作出的水的沸腾图象,由此可知此时水的沸点是_________℃。
15、简述云、雨、雪的形成。
16、生活中,人们常常把碗放在锅内的水中蒸食物,要求是碗不能与锅底接触,当锅里的水沸腾时,碗里的水会( )A,稍后沸腾B,同时沸腾C,温度总是低于锅内水的温度,因而不会沸腾D,温度能够达到沸点,但不会沸腾
总结:
第二节 物态变化中的吸热过程
a、认识熔化是吸热过程。学会记录、处理实验数据,学习根据实验数据作出物理图象的方法。能分析熔化图象的物理意义。
b、认识汽化是吸热过程。会对蒸发和沸腾进行比较,找出它们的区别。
c、理解升华是吸热过程。能用分子动理论初步解释熔化、汽化、升华的吸热过程。
一、熔化与吸热(熔化是一个吸热过程)
1.微观解释:分子动理论指出——温度升高,固体分子震动加剧,分子间距离加大,分子力变弱,部分分子就能够自由游动,呈现“流动性”(开始熔化),继续加热,越来越多的分子能够自由游动(达到熔融状态),外观上表现为液态。
2.晶体熔化过程中,外界的加热用于克服分子力作用,增大分子间距离(转化为分子势能),温度不会升高。
3.非晶体在熔化过程中,温度越高熔化就越快。
4.实验探究:
5.晶体的熔化条件:一、达到熔点;二、继续吸热。
二、汽化与吸热
1.汽化:是指物质由液态变为气态的过程,分为两种方式:蒸发和沸腾。
2.沸腾:
1) 沸腾:达到一定温度(沸点)时,在液体表面和内部同时剧烈进行的汽化现象。
2)沸腾的条件:一、达到沸点;二是继续吸热。
3. 蒸发
1)定义:在任何温度下,只在液体表面发生的汽化现象。
2) 影响蒸发快慢的因素:液体温度高低、液体表面积(裸露表面积)大小、液体表面空气流动的快慢。液体温度越高、液体表面积(裸露表面积)越大、液体表面空气流动越快,则蒸发进行的越快。
3) 应用:
A.扇扇子感到凉快的分析
扇扇子——空气流动——加快汗液蒸发——从身体吸热——皮肤降温——感到凉快
B.喝开水
对准开水面吹气——空气流动加快——开水水面蒸发加快——吸收大量热量——开水温度降低
4. 蒸发和沸腾的区别:
1) 发生的位置不同:蒸发——液体表面;沸腾——液体表面和内部同时发生
2) 发生条件不同:蒸发——任何温度;沸腾——温度必须达到沸点
3) 剧烈程度不同:蒸发——平缓;沸腾——剧烈
4)现象不同:蒸发——无明显现象;沸腾——有气泡产生
三、升华与吸热
1. 升华:物质直接从固态变为气态的过程。
2. 实验:
名称:做碘的升华和凝华实验
过程:对碘加热,碘直接变成碘蒸汽,停止加热后,碘蒸汽遇冷降温凝华成固体附着在烧瓶壁上
分析:碘在升华过程中要对它加热,说明它在升华过程中要吸热
结论:升华过程是一个吸热过程
3.常见事例:
冰冻的衣服变干
樟脑球变小
人工降雨(干冰——固态的二氧化碳,升华)
选择题
1、晶体熔化时 ( )
A.吸收热量,温度升高 B.不吸收热量,温度升高
C.吸收热量,温度不变 D.不吸收热量,温度不变
2、冰是一种制冷剂,主要是因为: ( )
A.冰的温度低 B.冰的传导热的能力强
C.冰在熔化过程中吸收热量 D.主要是因为冰的放热能力强
3、同学在“研究影响液体蒸发快慢的因素”时,选用两块完全相同的玻璃片,分别在玻璃片滴上一滴水,放在同一张实验桌上,如图11所示,观察图中情景可知该同学主要研究蒸发快慢是否与
………………………………………( )
A.液体的温度有关。
B.液体的种类有关。
C.液体的表面积有关。
D.上方空气的流速有关。
4、气温高游泳会觉得不太冷,但上岸后会觉得冷这是因为( )
A.人体皮肤上的水蒸发时从人体吸收热量 B.人刚上岸,还没有习惯岸上的环境
C.空气温度比水的温度低 D.人体热量一部分传到空气中所以人冷
5、夏天,人站在吊扇下吹风会凉爽,如把一只温度计放在这个吊扇下,温度计的示数将会 ( )
A.升高 B.降低 C.不变 D.以上三种情况均可能发生`
6、夏天扇扇子,会感到身上很凉爽,这是因为( )
A.扇出的风把身体周围的热空气赶跑
B.扇来的风是凉的
C.扇来的风加快了身上汗液的蒸发,汗液蒸发时要吸热
D.扇来的风把身上的热吹掉了
7、在唐朝的皇宫里,夏天由宫里人推动高大的水车,将水洒到宫殿的房顶上,水再顺着房顶流下.当时这样做的目的是为了( )
A. 清洁房顶. B. 解暑降温. C. 寻欢作乐. D. 为了新奇、美观.
8、将在熔化过程中的冰放到0℃的恒温箱后( )
A.冰继续熔化
B.冰不能继续熔化,原来的冰熔化成的水在开始凝固
C.冰不继续熔化,水也不凝固
D.如果冰的质量太少,它将继续熔化
二、填空题
9、夏天,水泥马路的温度往往比湖水高得多,为此,市政部门经常派出洒水车向路面洒水降温,这是利用了 的道理。
10、 2005年春节晚会上,一群风华少女用精美绝伦的舞蹈把我国佛
文化中的"千手观音"演绎得淋漓尽致,给人以美的熏陶,善的启迪。
舞台上云雾潦绕,宛如天庭,它们是固态二氧化碳 _______时吸热
导致空气中的水蒸气遇冷而产生的效果。(填物态变化)
11、 不同季节的气温变化时,水会发生各种物态变化:春天,冰雪消融是 现象;夏天洒在地板上的水很快干了,这是 现象;以上两种物态变化时都 热。
12、液体在任何温度下都要蒸发,蒸发时要______热,雾、露、白气的形成都是水蒸气的________现象,
三、分析与思考
13、研究一下热现象
小组进行200g冰的熔化实验,图像如下:
(l)根据图像判断,下列说法不正确。请你将错误之处圈出来,并在其下方改正:
晶体在熔化时,不断吸收热量,温度不断上升。
( )
在C 点时,物质是固体状态。
( )
(2)根据该图像能够获得合理的信息有
信息一: ;
信息二: ;
信息三: 。
14、炎热的夏天,四人到青岛浮山游玩.爬到光秃秃的山顶岩石上休息时,随身带的几瓶矿泉水都被晒成了温水。大家多么想喝上一口凉水呀!小张用毛巾擦汗时,想到了一个办法,大家终于喝上了凉水!
(l)办法: ;
(2) 道理: ;
15、阅读下面的短文,然后解答后面的问题:
植物是我们的好朋友,它们与我们的生活息息相关,每一种植物都具有蒸腾作用.植物的蒸腾作用是一个水分的运输和散失的过程.蒸腾过程如下:土壤中的水分→根毛→根内导管→茎内导管→叶内导管→叶肉细胞→气孔→大气.蒸腾作用对植物体具有重要的意义:①降低植物的温度,②促进根吸收水分,③促进水分和无机盐的运输.植物一天中蒸腾作用的变化规律是:日出后,蒸腾作用随之增强,到午后三时左右达到最高峰,三时以后,植物体内的水分减少,气孔逐渐关闭,蒸腾作用随之下降,日落后蒸腾作用降
到最低点.
(1)你认为蒸腾作用能降低植物及其周围环境的温度的
物理原理是 ;
(2)根据短文,影响植物蒸腾作用强弱的因素有: ;
16、用物理知识解释“下雪不冷化雪冷”这句话的含义。
第三节 物态变化中的放热过程
1、理解冰、雾、霜的形成过程及放热现象。
2、能对实验现象和自然现象进行分析、归纳,总结出晶体物态变化的一般规律。
3、理解物态变化图像的物理意义和作用。
4、会用物态变化的规律解释自然界或生活中一些简单的物态变化现象。了解电冰箱的基本原理及生产“无氟冰箱”的意义,有环境保护意识。
一、课前准备
1. 利用石蜡制成各种各样的玩具或饰物或小动物。
2. 收集有关有氟冰箱、无氟冰箱的资料。
二、冰、雾、霜的形成
1. 冰与凝固
1) 凝固:物质从液态变为固态的过程。
2) 同一种晶体的熔点和凝固点是相同的温度值
3) 实验:液态铁在冷水中冷却——观察放热过程
用酒精灯加热铁至液态——迅速放入适量冷水中——看到冷水在沸腾(液态铁同时也变成了固态的铁)——说明凝固过程中要放热
4) 凝固曲线
5) 冰雹的形成:《信息窗》
2. 雾与液化
1) 液化:物质从气态变为液态的过程。
2) 雾、云的形成
3) 露的形成
4) 应用:
汽车需要配置防雾灯
3. 霜与凝华
1) 凝华:物质直接从气态变为固态的过程。
2) 凝华是升华过程的相反过程
3) 玻璃上的冰花、树枝上的“雾凇”
4) 应用及事例:
A. 烟熏防霜
B. 防霜长效烟熏弹
C. 灯泡用久了玻璃壁会变黑
三、物质变化过程中的吸热、放热
1、某晶体物态变化曲线
2、热平衡方程Q吸=Q放(热量不损失)
3、凝固、液化、凝华均为放热过程
4、应用:北方的冬季储存蔬菜时在地窖中放一桶水、冰箱的制冷原理。
一、选择题
1、雷州半岛常年干旱少雨,严重影响了我市的工农业生产.今年2月21日我市在廉江高桥镇发射了6枚火箭,利用火箭把催化剂播撒到云中实现了人工降雨.催化剂使空气中的水蒸气变成小冰粒,冰粒在下降过程中变成了雨滴.水蒸气变成冰粒,冰粒变成雨滴的物态变化过程分别属于 ( )
A.凝华、熔化 B.升华、熔化 C.凝华、液化 D.升华、液化
2、水烧开后,壶嘴向处喷出“白气”,这“白气”形成过程是( )
A.先液化再蒸发 B.先汽化再液化
C.先升华再液化 D.先汽化再凝华
3、夏天,从冰箱中取出瓶装矿泉水时,会发现瓶外壁“出汗”,这是……………( )
A.水从瓶内渗出来的结果 B.空气中水蒸气遇冷的液化现象
C.空气中水蒸气的汽化现象 D.瓶外壁上的水汽化产生的现象
4、在下列物态变化中,都能放出热量的是 ( )
A.蒸发、沸腾 B.汽化、升华 C.凝固、熔化 D.液化、凝华
5、人类的生存离不开水,水在大自然中循环,形成不同的状态,如雾、露、霜、冰等,下列物态变化中,属于凝华的是( )
A.雾的形成 B.霜的形成 C.露的形成 D.冰的形成
6、下列说法正确的是 ( )
A、冰比水温度低 B、冰的熔点就是水的凝固点
C、水温降到0℃就会逐渐结成冰 D、水烧开时看到的“白气”是水蒸气
7、当晶体的温度正好是熔点或凝固点时,它的状态为( )
A、一定是固体 B、一定是液体 C、一定是固液共存 D、可能是固液共存
8、牙科医生在给病人检查时要用到一个小的平面镜,在放入病人口腔之前总是先放到酒精灯上烤一下,再放入病人口中,这样做是( )
A、为了卫生,放在酒精灯火焰上烧一下,能杀死病菌
B、为了让病人不感到太凉,所以要放在火焰上烤一下
C、纯属职业习惯,其实不烤也行
D、防止水蒸气液化,对于他看清病情是有利的
二、填空题
9、、下列常见物理现象各属于哪种物态变化:
A.严冬玻璃窗上结有冰花__________ B.秋天早晨草叶上挂满露珠_________
C 炎夏洒在地上的水很快就干______ D.铸造车间里铁水铸成零件________
10、阅读下列文字,完成表格内的填空:
缥缈的雾/晶莹的露/凝重的霜/轻柔的雪/同样的水分子/装点着我们生活的空间/物态可以变化/犹如生活需要色彩
文中的句子 | 物态变化 | 吸放热情况 |
缥缈的雾 | 液化 | |
凝重的霜 | 吸热 | |
晶莹的露 |
11、2003年10月15日,“神舟5号”飞船在“长征二号F”火箭的推动下,开始了中国人的首次太空飞行。请你结合物理知识解释下列问题:
⑴火箭中的燃料和氧化剂是 (填“固”、“液”或“气”)态的,
⑵火箭点燃后,尾部的火焰如果直接喷到发射台上,发射架要熔化。为了保护发射架,在发射台底建一个大水池,让火焰喷到水池中,这是利用了水汽化时要 ,使周围环境温度不致太高,我们看见火箭刚点燃时周围大量的“白气”是由于水先 后 形成的。
请你也举出一个生产技术或生活中利用物态变化来调整环境温度的例子:
⑶飞船返回进入大气层时,由于和空气高速摩擦而使船体表面温度很高,为了防止烧坏飞船,科学家在飞船表面涂上一层特殊物质(又叫“烧蚀层”),这层物质在高温下
从而保证飞船温度不至于升得太高。
12、电冰箱是利用制冷剂气体在冰箱背后的冷凝管中 放热,使冰箱后背发烫,制冷剂液体进入蒸发器 吸热,使冰箱内温度降低。(填物态变化)
三、分析与思考
13、如图4-3所示,为锡熔化或凝固的图象,根据图象可知 (1)锡的熔点是_________℃。 (2)AB段图象表示的是___________,BC段表示的是___________过程,这段过程中___________保持不变,但必须从外界___________。 CD段表示的是_______,DE段表示的是__________,EF段表示 的是____________________,锡必须向外 ___________,FG表示的是_______________过程(3)锡熔化过程经过_______________分钟,在3—6分钟的时间内锡所处的状态为_________________,9—12分钟内锡处于_________过程,锡在3—6分钟内与9—11分钟内的不同点在于__________。
14、李明同学认真观察烧开水的过程,初步发现当水沸腾时,不断有“白气”出现;但通过进一步的仔细观察发现“白气”的位置总是与壶嘴有一小段距离,而在水壶嘴位置什么也看不见,请你用所学的物理知识解释上面两个现象。
15、由于天气炎热,会议室内开着空调,一位参加会议的同学发现会议室的玻璃窗上结了层小水珠,对这种现象的下述解释中正确的是:
低温的水蒸气在玻璃窗上室外的一侧形成了小水珠
B.高温的水蒸气在玻璃窗上室内一侧形成了小水珠
C.室内的水蒸气遇冷液化,在玻璃窗室内一侧形成了小水珠
D.室外的水蒸气遇冷液化,在玻璃窗室外一侧形成了小水珠
16、“下秧太冷怕烂秧,小秧出水怕青霜。”你对这句话的理解是:_________________
第四章水资源危机与节约用水
1、认识水与人类的关系,了解常见的水污染源及水污染现状,认识水污染与缺水是当今世界最严重的社会问题。
2、认识合理利用和保护水资源的重要性,有节约用水的意识;有保护环境、防治污染的紧迫感。
3、树立可持续发展的意识、树立正确的科学观。
一、水资源危机现状
1.全球水资源危机
2.我国水资源危机
二、 水资源短缺主要原因及其主要表现
1. 主要原因:水的污染等。
2.污染来源:生活污水、生活垃圾、工业废水、工业固体废弃物及海上溢油污染事件的频发等。
3.表现:水资源生态平衡严重破坏,生活、生产用水严重缺缺,某些水生物大量死亡或灭绝, 某些有害生物的爆发性繁殖,如:赤潮等。
三、 水资源危机的应对措施
采取多种可行措施,合理利用与保护水资源:如采取节水技术,防治水污染,植树造林等。
四、珍惜每一滴水
一、选择题
1、不会造成污染危害的是 ( )
A 、汽车排放的尾气 B、污水的任意排放
C 、农药化肥的任意使用 D、植物的光合作用
2、下列关于水的说法中,正确的是 ( )
A、被污染的水,经过过滤后就可消除污染
B、水是取之不尽、用之不竭的天然资源
C、人食用的自来水是经过沉淀、过滤、消毒等净化过程除去污染的水
D、大量放养鱼虾不,会造成水体污染
3、解决日益严重的水资源危机的重要措施是节约用水。在我国这样的人口大国,节约用水意义重大,下面的节水办法中不可行的是( )
A、每日定量、定时供水。
B、在每天的淘米、洗衣、冲厕的过程中,限量用水。
C、减少每个人每天的饮用水
D、在农业生产中,推广喷灌技术
二、填空题
4、许多地方把工业生产中 排放到附近的水源,造成对水源的严重污染。而目前城市生活 的任意排放、农业生产中 的任意使用都是造成水被污染的因素。
三、分析与思考
5、水灾是我国的一种多发的自然灾害。下面是一些历史上的水灾记录:
黄河在2000年内决口成灾1500多次,重要改道26次,水灾波及范围达25万平方米。
1117年黄河决口淹死百余万人。1642年黄河决口,水淹开城河,全城37万人中有34万人淹死。1933年黄河决口54处,受灾面积1.1万平方米,受灾人口360多万,死1.8万人。长江在1300多年间水灾200多次。1931年自沙市至上海沿江城市多被水淹,武汉市受淹百日,淹没农田333.3万顷,受灾人口2850万人,死亡14.5万人。淮河在历史上每2至年即发生一次水灾。特别是黄河夺淮期500年间,发生水灾达350次。1931年淮河大水,水淹蚌埠,淹地面积513.3公顷,死7.5万人。1975年淮河上游暴雨,板桥、石漫滩两座大型水库失事,严重受灾人口550万,死亡数万人,京广铁路被冲毁102千米,中断停车18天。1991年,江淮及太湖流域梅雨期暴雨洪涝成灾,安徽、江苏、河南、湖北、湖南、浙江、上海等省市受灾人口达1.3亿,死亡1200多人,伤25万多人,仅安徽、湖北两省55个市县受淹,直接经济损失600多亿元。
由上面的资料,有人得出“我国经常闹水灾,我国不缺水”的结论,对吗?为什么?
6、你认为防治水污染应该注意哪些方面?
7、、关于水有这么一组数字:每个普通人体含水50L,占体重的65%,占人体组织的70%至75%,对于血液几乎100%,即使骨骼也占20%。
由上面的资料我们可以得到什么结论?
第十一章 综合能力提升与实践
[例]:吃饭前,爸爸给小明晾了一碗热汤,汤上漂着一层油。小明吃饭太急,噎得难受,顺手就端起汤喝了一口,烫得小明大叫起来:“哎哟!真烫,凉了半天还这么烫?”爸爸说:“你看见了吗,汤上还漂着一层油呢?”小明还没有想明白。爸爸说:“我在云南吃过“过桥米线”,一座下来,服务员会给你端来一碗汤,汤上也是漂着一层油,看上去不像热汤,随后又端来一盘切得薄薄的生肉片,把肉片往汤里一涮,生肉片就熟了,最后放进刚熟的米线,吃起来就鲜美可口,别有风味。”请你用学过的物理知识对上面话中所描述的有关物理现象做出合理的解释。
解:(1) “汤上漂着一层油”,因为油的密度小于汤的密度,油浮在汤的表面上形成油膜。(2)“看上去不像热汤”,是因为油膜隔绝了水与空气的接触,有效的减缓了水份的蒸发,所以不见冒热气。(3)“居然把生肉片涮熟”,汤的实际温度很高,肉片吸热升温,最后被烫熟。
评析:本题综合考查了密度、浮力、温度、蒸发、液化、热传递等知识。解答本题应明确一个关键环节,那就是:汤不冒热气是因为表层的油阻挡了水的蒸发,而不冒热气的汤因为减少了热量的损失而温度很高,能在较长的时间内保温。
1、夏天从冰箱中取出的鸡蛋:,常看到鸡蛋先湿后干的现象,此现象反映的物态变化过程正确的是 ( )
A.先液化后蒸发 B.先升华后蒸发
C.先液化后升华 D.先凝华后升华
2、人类的生存离不开水,水在大自然中循环,形成不同的状态,如雾、露、雪、冰晶、霜、雨等,下列物态变化中,属于液化的是( )
A.雾的形成 B.霜的形成 C.露的形成 D.雪的形成
3、下图所示是自然界中常见的一些现象,针对各种现象的解释,正确的是( )
玻璃上的小水珠是空气中的水蒸气凝华形成
B.棒冰冒“白气”是棒冰升华形成的
c.花草上的小露珠是草叶分泌出来的
D.热风干手器的作用是加快手上的水分蒸发
4、水烧开后,壶嘴向处喷出“白气”,这“白气”形成过程是( )
A.先液化再蒸发 B.先汽化再液化
C.先升华再液化 D.先汽化再凝华
5、在桶中盛水,水中有一块冰,外界给的热量恰好能使冰全部熔解,则: [ ]
A.由于冰的熔解水温下降 B.由于冰的熔解水温升高
C.水的温度不随冰的熔解而改变 D.由于冰的熔解水面将升高
6、小明两次煮鸡蛋,第一次在水沸腾后,继续用“急火”煮,第二次在水沸腾后即将火焰调小用“文火”煮,但仍然保持锅中的水沸腾,直到将鸡蛋煮熟,两次比较( )
A,第一次省时间
B,第二次省时间
C,两次所用时间基本相同
D,第一次省燃料
7、用同样多的0℃的水和0℃的冰来冷却食品,事实证明,用冰的效果更好一些。这是因为( )
冰可以和食品充分接触
冰比水的温度低一些
冰熔化时要吸大量的热
水结冰时要放大量的热
8、下列说法中正确的是
冰的温度升高到0℃就一定会化成水
水在沸腾的过程中吸热,温度保持不变
液体在凝固过程中放热,温度逐渐降低
把20℃的水放入20℃的房间里,水仍可蒸发
二、填空题
9、如图9所示的温度计示数为_____℃。我国南极科考队成功登上南极的最高点——冰穹A的气温达零下80℃以下,用这样的温度计____(选填“能”或“不能”)测量当地的气温。
10、不同季节的气温变化时,水会发生各种物态变化:春天,冰雪消融是 现象;夏天洒在地板上的水很快干了,这是 现象;以上两种物态变化时都 热。
11、下列常见物理现象各属于哪种物态变化:
A.严冬玻璃窗上结有冰花__________ B.秋天早晨草叶上挂满露珠_________
C 炎夏洒在地上的水很快就干______ D.铸造车间里铁水铸成零件________
12、空气中的水蒸气在夜间温度 时,它在草木上凝结成小水珠,就形成了 ;如果凝结在空气中的浮尘上,就形成了 。
13、上物理课复习时,老师写下一幅热学对联,上联是“杯中冰水,水结冰冰温未降”,下联是“盘内小冰,冰化水水温不升”。对联中包含的物态变化是 和 ,反映的共性是
14、在探究碘的升华的过程中,装入试管中的碘是 态。跟热水相比,试管中的碘是 温物体,而水是 温物体。把装有碘颗粒的试管放入热水中的目的是为了使碘颗粒 。碘颗粒吸热后 了紫色的碘蒸气,这一现象说明碘发生了
15、环戊烷是一种既容易液化又容易汽化的物质,而且环保,顺德生产的一种新型环保电冰箱就是利用环戊烷替代氟利昂进行工作的。环戊烷在管子里流动,当它流到冷冻室时就会 ,流到冷凝器里就会 这样就可以使冰箱的冷冻室长斯保持低温。(填“吸热”或“放热”)
三、分析与思考
16、据<<北京晚报>>报道:2001年1月5日,阴天,天气约为-15℃,在新疆罗布沙漠的沙丘上覆盖着约5-10cm厚的积雪,然而过了约20min,雪不见了,脚下却是干爽的沙地。这一现象令在场的科学考察队员瞠目。请你用学过的知识回答下面的问题:
请提出你的看法,雪为什么不见了?
简单解释你提出的看法:
17、在桑拿浴室中放着一盆被烧得炽热的石头,在浴室中的人感到室温不够高时,就向石头上浇凉水。越浇凉水,室温越高。
你能分析其中的道理吗?在家中是否有类似的现象?没有经验的同学可以自己烧一块石头试一试。
四、实验探究题
18、雪都是从天空中降落下来的,你相信房间里下雪的事吗?1773年冬天,俄国圣彼得堡的一家报社就报道了这样一件有趣的新闻。
在一个舞会上,由于人多,又有成千上万枝蜡烛在燃烧,使得舞厅里又热又闷,那些身体欠佳的夫人、小姐们几乎要在欢乐之神面前昏倒了,这时,有一个年轻男子跳上窗台,一拳打破了玻璃。于是舞厅里意想不到的奇迹出现了,一朵朵美丽的雪花随着从窗外吹来的寒冷气流在大厅里翩翩起舞,飘落在热得发昏的人们的头发上和手上,好象是要跟他们一起欢乐。有人好奇地冲出舞厅,想看看外面的雪景。令人惊奇的是天空星光灿烂,新月银光如水,丝毫没有雪的影子。
那么,大厅里的雪花是从哪儿飞来的呢?这真是一个使人百思不解的问题。莫非有人在耍什么魔术?
后来,科学家解开了这个谜。你能试着解开这个谜吗?
第十二章 内能与热机
第一节 温度与内能
【教学课时】 2课时。
【教材分析】
本节课是在学生认识了热现象之后,进一步探究热现象本质的开始篇,由此开始了解内能,了解热的本质。所以本节课在此起着承上启下的作用。在课程标准中,本节温度只要求学生能知道生活中常见的温度、知道常见液体温度计的原理和使用方法,认识物理与社会的关系,从热岛效应让学生了解环境温度对人们生活的影响,尝试对环境温度发表自己的见解。温度是一切热过程的表观,又是生活中的最熟悉的物理现象或物理量之一,学生在小学科学课中即已接触过关于温度的概念,了解了常用温度单位及其标定方法。内能跟8年级时所学的看不见的运动有一定的联系,这要求学生要重拾旧课本,使知识前后连通。内能是比较抽象的物理概念,因为内能与分子的热运动相关,而分子的热运动与温度紧密相联,故将内能的概念的建立放在温度之后,并用与机械能作类比的方式来建立,限于初中学生的认识与能力,改变内能的途径是通过生活事例与实验分析来认识的。
(第1课时)
【教学目标】
知识与技能:知道温度的概念,知道温度的常用单位和国际单位制中单位。
过程与方法:了解液体温度计的工作原理,熟悉使用温度计的过程,掌握它的使用方法。
情感态度价值观:1、体会对温度进行准确测量的必要性,养成采集科学准确数据的好习惯。2、培养学生的观察能力。
【教学重点】
液体温度计的原理和摄氏温度的规定。
【教学难点】
温度计的使用。
【实验器材】
各种温度计各一只,演示温度计一只,三只烧杯,分别盛冷水、温水、热水。
【教学过程】
〖引入新课〗
热现象是指物体的冷热程度有关的物理现象,例如,大家在小学自然课中学过的物体的热胀冷缩就属于热现象。我们生活中都用哪些词来形容物体的冷热程度。
开水和烧红的铁块都很烫,但它们烫的程度又有很大的区别。所以,在物理学中,为了准确地描述物体的冷热程度,我们引入了温度这一概念。
〖新课教学〗
一、温度
1、引出温度的概念。
2、提出自学要求,在课本上划出温度的概念,常用单位及单位符号。
常用的表示温度的方法是摄氏温度。温度计上有一个字母℃,它表示摄氏温度。摄氏温度是这样规定的:把冰水混合物的温度规定为0度,沸水温度规定为100度。0度和100度之间分成100等分,每一等分叫1摄氏度,写作1 ℃。例如,人体正常温度为37 ℃,读作37摄氏度。
3、梳理总结,能说出生活中和自然环境中常见的温度值(课本图12-1),并能用温度术语描述生活中的“热”现象。
二、温度计
〖演示〗请一位同学将手伸入三只分别盛冷水、温水、热水烧杯中并说明感觉。
教师:从这个实验中可知凭感觉来判断物体的温度高低是很不可靠的。要准确地测量物体的温度需要使用温度计。温度计的种类很多,有实验用温度计,家庭用的温度计--寒暑表,医用温度计--体温计,等等。
1.构造和原理
实验用温度计的玻璃泡内装有水银、酒精或煤油。泡上连着一根细玻璃管,管壁厚,壁上有刻度。当温度升高时,泡内的液体膨胀,液面上升;温度下降时,泡内液体收缩,液面下降。从液面的位置可读出温度的数值。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 ℃=0 K,0 ℃=273 K,100 ℃=373 K。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分度值。
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分度值。
2.使用时应:(估、放、读、取)
(第2课时)
【教学目标】
1、知道什么是内能,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。
【教学重点】
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
【教学难点】
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。
【实验器材】
空气压缩器、铁丝、墨水,三只烧杯分别倒入冷水、温水和热水。
【教学过程】
〖引入新课〗
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。让学生解释课本图12-10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。
(2)分析现象: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12-11、12-12,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〗P31-4、6
【板书设计】
第一节 温度与内能
1.内能的概念。
2.内能大小与温度有关。
3.改变内能的两种途径:做功、热传递。
4.热量。单位:焦(J)
【教学反思】
第二节 科学探究:物质的比热容
【教学课时】 2课时。
【教材分析】
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)
【教学目标】
(1)了解比热容概念、符号及单位。
(2)会查比热表。能根据水的比热大这一特性解释一此有关的简单现象。
(3)根据比热容能进行热量的计算。
(4)能根据科学探究的猜想与假设,制定探究计划,设计实验方案,有控制变量的意识。
(5)在科学探究中能积极与他人交流探究结论,能对数据进行初步评价。
【教学重点】
理解比热容的概念。
【教学难点】
根据水的比热容较大这一特性来解释有关的简单现象。
【实验器材】
烧杯,电加热器,空气温度计,水,煤油等。
【教学过程】
〖引入新课〗
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。
〖新课教学〗
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:P28图12-16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.比热容的单位:在国际单位制中,比热容的单位是焦/(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.查比热容表:
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4.2×103 J/(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。
水比热容大的特点,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P36-1
【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、比热容的单位是 焦/(千克·℃),读作焦每千克摄氏度。
符号:J/(kg·℃)
(第2课时)
【教学目标】
1加深比热容的概念的理解,学会根据比热容进行热量计算。
2理解热量的计算公式。
【教学重点】
理解热量的计算公式。
【教学难点】
热量计算公式的应用。
【教学过程】
〖引入新课〗
一.复习
1.什么叫做比热容?比热容的单位是什么?怎样读?
2.水的比热容是多少?它表示什么物理意义?
3.比较下列物质谁的比热容大: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。
以水的比热容为例,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 | 1℃ | |
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容×质量×升高的温度。
〖新课教学〗
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-t 0)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是物质的比热容;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 ×103 J/ (kg ℃), 水的初温L1=20℃,末温L2=100℃。
2kg水吸收的热量是
4.2×103J/ (kg. ℃) × 2kg × (100℃-20℃)=6.72 × 105 J。
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
(2)公式的应用。
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?
解: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”。
〖作业〗
课本P36-2。
【板书设计】
第二节 科学探究:物质的比热容(第2课时)
公式理解。Q=cmΔt
1.吸热公式及理解。
(1)Q吸=cm(t-t0) 用Δt升=(t-t 0)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.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
【教学反思】
第三节 内燃机
【教学课时】 1课时。
【教材分析】
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。
【教学目标】
(1)体会现代交通工具对人们生活的巨大影响。
(2)知道热机的概念,了解内燃机是热机的一种。
(3)了解汽油机和柴油机的构造和工作原理及工作过程的异同点。
(4)能表述内燃机各个冲程的工作状态和能量转化。
(5)知道内燃机工作进有废气污染,树立环保意识。
(6)通过对机械的学习,增加实践能力,同时培养了学生的观察能力。
【教学重点】
内燃机的基本构造和工作原理。
【教学难点】
内燃机的工作过程。
【教学方法】
讲解与阅读指导并行。
【实验器材】
内燃机示教模型(带电灯指示),教学挂图。
【教学过程】
〖引入新课〗
复习提问:
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。
〖新课教学〗
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12-21)。(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。(图12-22)
(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12-24,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。
〖小结〗
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 | 关闭 | 关闭 |
排气门 | 关闭 | 关闭 | 关闭 | 打开 |
活塞 | 向下运动 | 向上运动 | 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 | 惯性 | 内能转化为机械能 通过曲杆对外做功 | 惯性 |
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。 |
〖作业〗
课本P42-1、2
【板书设计】
第三节 内燃机
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:工作过程以一个循环为一个单元,一个循环四个冲程
2、 柴油机:用柴油作燃料的内燃机
【教学反思】
第四节 热机效率和环境保护
【教学课时】 1课时。
【教材分析】
"注重学生发展,改变学科本位"。本节阐述了有关燃料的热值,热机效率等物理概念,还涉及了科技发展史(热机的发展),生物,化学知识(酸雨的形成和生物的影响),环境保护(大气污染)等方面的内容。通过具体分析,使学生认识到在利用燃料内能方面,也不可避免地会有一部分内能转化和转移到其他方面,因此要建立热机效率的概念,并与机械效率作联系和类比。使学生了解内燃机的发展对人类进步起到的作用,同时要使学生认识到它给环境带来的污染问题。
【教学目标】
1、能从生活中体会不同燃料燃烧释放内能的本领不同,建立热值的概念
2、会查燃料的热值表,能根据燃料的热值计算机一定质量的燃料完全燃烧所释放的热量
3、能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向,对热机效率有初步认识,能大致说出提高热机效率的途径
4、能举例说明燃料燃烧产生的排放物对环境的影响,能大致说出燃料内能的利用与人类社会的关系
5、能从科学角度读懂媒体对与热机有关的环境方面的报道,培养自觉的环境保护意识
6、能了解内能的利用和环境保护的关系,能激发起环境保护的意识
【教学重点】
了解热机效率及提高热机效率的途径,知道在利用热机形成的环保问题。
【教学难点】
热机效率的理解,并能用热机效率进行简单计算。
【教学过程】
〖引入新课〗
人要生存,离不开能量,机器要运转,也离不开能量,而内能又是人类和各种动力机械主要利用的能量形式之一。而燃料的燃烧正是这一来源的主要途径。下面我们先来讨论燃料及与燃料有关的问题。
(1)燃料的特点:能够燃烧,并放出热量;燃料燃烧的过程是化学能变为内能的过程。
(2)介绍燃料种类(固体、液体、气体),
(3)举例说明不同的燃料燃烧时放出热量不同。
〖新课教学〗
一、燃料的热值。
热值:1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量。符号:q
(1) 单位:焦/千克。(J/kg)。或气体燃料的热值:J/m3
(2) 热值的物理意义:
干木柴的燃烧值是1.2×l07焦物理意义是1千克的干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×l07焦。
(3) 公式: Q=mq或q=Q/m
(4)例题:计算4kg柴油完全燃烧释放的热量。
析:从热值表中查得柴油的热值是q=3.3×107 J/kg,则
Q=mq=4kg×3.3×107 J/kg=1.32×108 J
二、热机效率。
热机是内能转化成机械能的机器,它跟所有机械一样,也有效率的问题。 热机效率是热机性能的一个重要指标。
(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)学生分析图12-27的热机燃料燃烧能量走向示意图讨论如何提高热机效率的效率? 让燃料尽可能充分燃烧,减小内能损失,运动部件润滑良好。
三、环境保护。
1.内能对环境的影响。
(1)废气污染(CO、SO、酸雨),
(2)噪声污染。
2.保护环境,减小污染措施。
(1)改进燃烧设备,采取集中供热,加装消烟除尘装置。
(2)提高内能的综合利用率。
把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品;把内能的一次利用变为多次利用(如用余热供暖等)。
(3)充分开发、利用污染小或无污染的能源(如太阳能等)。
〖小结〗
我国政府历来重视环境问题,把发展经济与保护环境放到了同等重要的位置。只要我们大家都能像重视生命一样重视环境,责无旁贷地承担起保护环境的义务,难题也就变得不难了,就一定能使天更蓝、水更清。
〖作业〗 课本P48-1、2
【板书设计】
第四节 热机效率和环境保护
一、燃料的热值。
热值:1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量。
(1)符号:q
(2)单位:焦/千克。(J/kg)。或气体燃料的热值:J/m3
(3)热值的物理意义:
(4) 公式: Q=mq或q=Q/m
二、热机效率。
三、环境保护。
【教学反思】
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