苏科2011课标版《五、能源与可持续发展》精品优质课教案设计

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3.会计算能量转化的效率，知道解答的基本思维途径；

4.理解效率的本质意义。

【教学重点和难点】

1. 理解能量转化装置的效率的含义，归纳出不同能量转化装置的效率公式；??

2. 理解效率的本质意义。

【教学过程】

引入课题：同学们知道什么是温室效应吗?同学们能说出造成温室效应的原因吗？为了防止温室效应的进一步发展，除了减少使用煤、石油、天然气等矿物燃料外，我们还应该做些什么呢?本节课我们将一起探讨这个问题．随着世界人口的增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长．能量是守恒的，但是，根据上一节课学过的能量转移和转化的方向性，能源却不是取之不尽，用之不竭的物质．化石能源、核能等是不可再生的能源，我们现在开采得越多，留给子孙后代的就越少.人类自1973年以来，共向地球索取了5 000亿桶：约合800亿吨)石油，剩下的石油按现有生产水平计算，还可保证开采44年．天然气也只能持续开采56年，一些煤炭资源已采掘殆尽．为了人类的未来，我们该如何合理利用能源呢?

活动一：理解效率的含义

想一想：什么叫做有用功?什么叫做总功?什么叫做机械效率?

说一说：学生思考后回答．

点??拨：我们是在能量转化和转移过程中使用能量的，而且我们知道能量在转化过程中，可利用的能量会减少，总有一部分散失到空气中，或转化为我们不需要的能量．也就是说能量转化装置也存在一个效率问题．

1．想一想：根据核能发电的能量流程图，用数学表达式写出核电站发电效率η1= ；

发电机的效率η2= 。

2.算一算：国产某型号四冲程柴油机的燃油消耗率是0.27kg/（kw·h），“燃油消耗率”是指柴油机正常工作时，每输出1kW·h的能量柴油机所消耗柴油的千克数，则该柴油机正常工作时的效率约为 。已知柴油的热值为3.3×107J／kg。

3.议一议：效率η=

设计意图：通过分析知道效率的含义1.效率是有用的能量与总的能量之比的百分数或输出的能量与输入的能量之比的百分数；2. 效率是有用功率与总功率之比的百分数或输出功率与输入功率之比的百分数

活动二：解答的基本思维途径

1.想一想：随着“西气东输”，小明家已经开始使用天然气了。小明为了知道天然气炉具的效率进行了实验并收集到有关数据：水壶里放入5kg、20℃的水烧至沸腾100℃时，消耗天然气0.14 m３。小明查到天然气热值约为4．0×107Ｊ/m３，则小明家天然气炉具的效率是多少？［c水＝4．2×103J／(kg·℃)］

2.算一算：某塔式起重机（如图甲）是通过电动机带动滑轮组（如图乙）竖直起吊物料的。已知起吊重为3×104N的物料时，电动机的输出功率为60kW，物料匀速上升的速度为1.5m/s。试求：这次起吊时滑轮组的机械效率。

3.议一议：电动自行车使用前要先对车上的蓄电池充电，骑行时，蓄电池对车上的电动车供电，电动机为车提供动力。下表是某品牌电动自行车的一些主要技术参数：

最高车速≤30km/h一次充电连续行驶里程50km蓄电池工作电压36V充电时间8h一次充电耗电量0.6kwh电动机效率75％质量40kg最大骑行噪声≤62dB若质量是60kg的人骑电动自行车在水平路面上以6m/s的速度匀速行驶时，受到的阻力是人与车总重的0.02倍，取g=10N/kg，求：

行驶10分钟，电动机对自行车做的功。（2）通过电动机线圈的电流。

设计意图：1.需要解决三个问题：（1）求谁的效率？（2）有用的或输出的能量（或功率）（从作用：干什么的角度思考）？（3）总的或输入的能量（或功率）（从消耗什么能量角度思考）？

2.归纳出不同能量转化装置的效率公式。

活动三：效率的本质意义