初中物理人教九年級（2022年更新）第十四章 內(nèi)能的利用熱機教學(xué)設(shè)計

1、 熱機教學(xué)設(shè)計 教學(xué)目標(biāo)：知識與技能了解四沖程汽油機的基本工作原理通過觀察汽油機工作過程，知道壓縮沖程和做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化。通過觀察、對比汽油機和柴油機的模型和工作過程，了解二者的異同。 2. 過程與方法(1) 通過演示實驗使學(xué)生了解可以利用內(nèi)能來做功 (2) 利用圖片、模型講解四沖程汽油機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理 （3）通過閱讀“科學(xué)世界”了解現(xiàn)代汽車的一些常識 3情感態(tài)度與價值觀（1）通過演示實驗培養(yǎng)學(xué)生觀察和分析問題的能力（2）通過閱讀“科學(xué)世界”擴展學(xué)生的知識面 （3）了解生活中常見的熱機工作時的利弊，喚起學(xué)生節(jié)約能源，保護環(huán)境的意識。教學(xué)重點與難點：重點：汽油機的工作原理及能的轉(zhuǎn)化過程

2、；汽油機和柴油機的主要區(qū)別 難點：熱機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化器材準(zhǔn)備: 酒精燈、試管、軟木塞、火柴、汽油機模型、柴油機模型。教學(xué)課時：1課時教學(xué)過程：師：熱機廣泛使用在汽車、火車、輪船、飛機、火箭上。熱機到底是怎樣將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成我們需要的能量呢？這節(jié)課讓我們來共同探討。師：觀察實驗，在試管內(nèi)裝一些水，用橡膠塞塞住管口，將水加熱一段時間，觀察現(xiàn)象。生：塞子沖出，試管口冒“白汽”。師：同學(xué)們觀察得很仔細！塞子為什么沖出？請同學(xué)們討論這個過程中不同形式的能量之間轉(zhuǎn)化情況。生：燃料燃燒時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水和水蒸氣的內(nèi)能，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的動能。師：蒸汽機的工作原理：燃料燃燒時將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水和水蒸氣的

3、內(nèi)能，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為動能。師：熱機：利用內(nèi)能做功的機械。熱機的種類很多，如：蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。蒸汽機 噴氣發(fā)動機 汽輪機內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。內(nèi)燃機分為汽油機和柴油機。汽油機柴油機一、汽油機生：觀察汽油機模型主要構(gòu)造：進氣門、排氣門、火花塞、活塞、連桿、曲軸。師：汽油在氣缸里燃燒時產(chǎn)生高溫高壓燃氣，推動活塞做功，活塞移動帶動曲軸轉(zhuǎn)動。沖程：活塞在氣缸內(nèi)往復(fù)運動時，從氣缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。四沖程汽油機是由：吸氣、壓縮、做功、排氣，四個沖程的不斷循環(huán)來連續(xù)工作的。生：閱讀“圖 四沖程汽油機工作示意圖”，填表。沖程名稱進氣門開

4、閉情況排氣門開閉情況活塞運動方向沖程的作用能量的轉(zhuǎn)化吸氣沖程打開關(guān)閉向下空氣和汽油的混合物被吸入汽缸。無能量轉(zhuǎn)化壓縮沖程關(guān)閉關(guān)閉向上燃料混合物被壓縮，使其溫度升高。在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花。機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能做功沖程關(guān)閉關(guān)閉向下燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓燃氣推動活塞由上向下運動，通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外做功。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能排氣沖程關(guān)閉打開向上排出廢氣無能量轉(zhuǎn)化師：點評學(xué)生填表情況，結(jié)合圖，師生共同回顧：四沖程汽油機工作過程。可根據(jù)汽油機活塞運動方向和進氣門、排氣門的開閉情況來判斷汽油機的四個沖程。師：壓縮沖程、做功沖程，能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？哪個沖程使汽車獲得動力？生：在壓縮

5、沖程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，在做功沖程中，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。 做功沖程使汽車獲得動力。師：老式摩托在啟動時，需踏動啟動桿，這是為什么？生：提供第一次啟動時的初動力，主要完成吸氣和壓縮沖程。當(dāng)做功沖程如約發(fā)生后， 其余的沖程就依靠飛輪的慣性完成了。依靠飛輪慣性完成的沖程是：吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程。師：現(xiàn)代汽車?yán)锏鸟R達起什么作用？是一個電動機，依靠電力轉(zhuǎn)動的機器。當(dāng)馬達幫助發(fā)動機完成吸氣和壓縮沖程，假如做功沖程能如約完成，馬達就完成啟動任務(wù)了。過去的老式汽車都是靠手搖完成第一次啟動的?，F(xiàn)在，一些簡單的農(nóng)機，比如小拖拉機，在啟動時，還有用手搖方式啟動的。一個工作循環(huán)有 個沖程，曲軸（或飛輪）轉(zhuǎn)

6、圈，活塞往復(fù) 次，做 次功。師：1、四沖程汽油機的一個工作循環(huán)包括哪四個沖程?生：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。師：2、哪個沖程使汽車獲得動力？生：做功沖程。師：3、哪個沖程排出了汽車的廢氣？生：排氣沖程師：現(xiàn)在，汽車已經(jīng)走進千家萬戶，內(nèi)燃機的大量使用給我們的環(huán)境帶來了不小的壓力。師：柴油機燃燒的是柴油，也是內(nèi)燃機，我們閱讀P19頁“柴油機”內(nèi)容，對照表格，比較汽油機與汽油機的相同點和不同點。不同點汽油機柴油機構(gòu)造汽缸頂部是火花塞汽缸頂部是噴油嘴吸氣沖程吸入汽油和空氣的混合氣體，只吸入空氣。壓縮沖程壓縮程度較小壓縮程度較大點火方式點燃式（火花塞點火）壓燃式（柴油遇到熱空氣而燃燒）效率

7、較低較高應(yīng)用機體較輕，主要用于汽車、飛機、摩托車等。機體較重，主要用于載重汽車、火車、輪船等。相同點汽油機的火花塞和柴油機的噴油嘴的工作時刻都是在壓縮沖程末。都是由吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程構(gòu)成一個工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)兩周，對外做功一次。排氣沖程排出廢氣的過程相同。師：你能根據(jù)汽油機的工作過程描述柴油機的工作過程嗎？生：描述。師：引導(dǎo)學(xué)生糾正補充。師：從柴油機的工作過程，你能說出柴油機的功率為什么更大嗎？生：柴油機對空氣的壓縮程度比汽油機更高，做功沖程氣體的壓強也大于汽油機，因而可以輸出更大的功率。師：汽油機輕巧但效率較低，柴油機笨重但效率較高，各有優(yōu)點，它們在生活中各應(yīng)用在哪些地方？生：柴油機比較笨重，主要用于載重汽車、拖拉機、火車輪船上。生：閱讀“科學(xué)世界”，了解現(xiàn)代汽車。師：引導(dǎo)學(xué)生總結(jié)：1、熱機的原理是什么？2、四沖程汽油機的工作過程是怎樣的？3、柴油機和汽油機有何異同點？課堂練習(xí)：1、四沖程汽油機