人教版初中物理九年級(jí)上冊(cè)課時(shí)8 第十四章 第一節(jié)第2課時(shí)：柴油機(jī) 教案

第1節(jié)熱機(jī)之柴油機(jī)教學(xué)設(shè)計(jì)2021.8.20廣州市江南外國語彭妙PPT語言表述（★表示單擊ppt）各位同學(xué)，大家好，我是來自廣州市江南外國語學(xué)校的彭妙老師。今天我們來學(xué)習(xí)《熱機(jī)》中的柴油機(jī)。熱機(jī)是如何使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)起來的?！镌搶?shí)驗(yàn)有一定的風(fēng)險(xiǎn)，請(qǐng)同學(xué)們不要模仿。老師提前在有機(jī)玻璃筒內(nèi)注入了一些燃料★，然后用橡膠塞塞住了有機(jī)玻璃筒的上端★，接著按壓點(diǎn)火器★。請(qǐng)同學(xué)們一邊觀察之后的現(xiàn)象，一邊思考剛才的問題：熱機(jī)是如何使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)起來的頁演示實(shí)驗(yàn)秒】★◎停頓5秒★嗯，我們看到了燃料在玻璃筒內(nèi)被點(diǎn)燃，產(chǎn)生內(nèi)能很大的氣體，★氣體推動(dòng)活塞做功★將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞、連桿、曲軸、飛輪等的機(jī)械能★。因此熱機(jī)是通過將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)起來的。這個(gè)實(shí)驗(yàn)過程相當(dāng)于★我們學(xué)習(xí)過的四沖程汽油機(jī)中的哪個(gè)沖程呢？◎停頓兩秒◎停頓）★在日常生產(chǎn)和生活中，人們加工石油后，有了汽與汽油機(jī)相同的工作方式/燃燒柴油使機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)起來呢？（停兩秒）★首先我們就要了解汽油和柴油的特點(diǎn)（停兩秒）?！锼麄兣c空氣的混合能力不汽油容易汽化，因此容易與空氣形成混合氣，柴油相對(duì)粘稠，難與空氣混合（停兩秒）。★他們?cè)谙嗤w積內(nèi)的含碳量是不同的，柴油的含碳量比汽油的多★因此相同體積的燃料在充分燃燒時(shí)所需的氧氣含量（即空氣的含量）哪個(gè)更多呢？（停兩秒）嗯，柴油所需的空氣更多。要解決這個(gè)問題，如果在汽油機(jī)吸氣沖程的基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，你想到了應(yīng)該怎么辦嗎？（停兩秒）1工程師們想到了其中一個(gè)辦法就是在吸氣沖程時(shí)不再像汽油機(jī)那樣吸入汽油和空氣的混合氣★，而是全部吸入空氣?！锪硪环矫?，★由于汽油和柴油與空氣的混合能力不同很顯然★，汽油與空氣的混合氣容易被火花塞點(diǎn)燃，而柴油難與空氣混合，通常為液態(tài)，就較難被火花塞點(diǎn)燃。盡管如此，人們發(fā)現(xiàn)相同氣壓下柴油的燃點(diǎn)卻比汽油的低。而燃點(diǎn)是指物質(zhì)著火燃燒時(shí)所需要的最低溫度值★在標(biāo)準(zhǔn)氣壓下，汽油的燃點(diǎn)約427℃，柴油的燃點(diǎn)約220℃.基于這一特點(diǎn)，你想到如何解決柴油點(diǎn)火的問題了嗎？（◎停頓五秒）是的，人們采取的措施★就是在做功沖程時(shí)★不再像汽油機(jī)那樣用火花塞點(diǎn)火★。那同學(xué)們可以想一想，沒有了火花塞，怎樣點(diǎn)燃柴油呢？（停3秒）看來，我們只好設(shè)法讓柴油快速達(dá)到它的燃點(diǎn)才行。那么，在不另外添加加熱裝置的前提下，有什么簡(jiǎn)單的方法可以提高氣缸內(nèi)的溫度呢？（◎停頓五秒）對(duì)了，最簡(jiǎn)單的方法就是在壓縮沖程時(shí)將空氣壓縮的程度更就像我們學(xué)習(xí)過的壓縮引火儀那樣的方式★即壓燃…★依據(jù)以上分析，要設(shè)計(jì)一臺(tái)柴油機(jī)，首先在吸氣

沖程時(shí)氣缸中★只吸入空氣?！飰嚎s沖程時(shí)，空

氣的內(nèi)能增大溫度升高?！铩锏珕栴}是，★如何

將柴油注入氣缸呢？（◎停頓五秒）人們可以★

加裝噴油嘴，在壓縮沖程末段將柴油通過噴油嘴

噴入氣缸即可★而且設(shè)計(jì)師只要設(shè)計(jì)活塞在壓縮

沖程時(shí)將空氣★壓縮的程度更大，內(nèi)能更大，空

氣的★溫度更高，★柴油在噴入氣缸后就會(huì)自動(dòng)

點(diǎn)燃，即★“壓燃”?！镅芯勘砻鳎禾嵘剂系?/p>

機(jī)器的效率也提高了。而且★相同體積的柴油，

含碳量比汽油更高。因此，★燃燒時(shí)會(huì)釋放出更

多的能量；氣缸規(guī)格相同時(shí)★燃?xì)猱a(chǎn)生的壓強(qiáng)也

會(huì)更大★燃?xì)鈱?duì)活塞的推力更大★相同時(shí)間內(nèi)對(duì)

外做的功越多，即輸出的功率增大。可是，★又

有新的問題出現(xiàn)了：零件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度無法承受燃

氣產(chǎn)生的強(qiáng)大氣壓應(yīng)該怎么辦呢？（◎停頓停五

秒）★工程師們就會(huì)進(jìn)一步改進(jìn)機(jī)器，★來增強(qiáng)

機(jī)器的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。因此，柴油機(jī)相對(duì)于汽油機(jī)就

會(huì)顯得笨重一些了。2那么四沖程柴油機(jī)是怎樣連續(xù)工作的呢？（停兩秒）下面我們通過動(dòng)畫來模擬演示完整的、柴油機(jī)連續(xù)工作的過程。請(qǐng)同學(xué)們一邊觀看，一邊思考比較柴油機(jī)與汽油機(jī)工作時(shí)有何相同和不同之處呢【播放視頻：柴油機(jī)-10頁-柴油機(jī)的工作過程，37秒】★通過動(dòng)畫演示，★我們進(jìn)一步明確了四沖程柴油機(jī)的工作過程?！镂鼩鉀_程★進(jìn)氣門打開★排氣門關(guān)閉，★活塞向下運(yùn)動(dòng)，★氣缸中只吸入了空氣；然后是壓縮沖程★：★兩個(gè)氣門都關(guān)閉★活塞向上運(yùn)動(dòng)★將空氣壓縮★到很小的空間★，此時(shí)活塞飛輪等的機(jī)械能★轉(zhuǎn)化為★空氣的內(nèi)能★，空氣的溫度升高★，超過柴油的燃點(diǎn)；★在壓縮沖程結(jié)束時(shí)★向氣缸內(nèi)噴入柴油，與高溫的空氣混合，★柴油自動(dòng)點(diǎn)燃，★產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓苿?dòng)活塞★向下運(yùn)動(dòng)★對(duì)外做功★，即為做功沖程★柴油燃燒產(chǎn)生的★內(nèi)能就★轉(zhuǎn)化為活塞飛輪等的★機(jī)械能；★排氣沖程時(shí)★★排氣門打開，★活塞★向上運(yùn)動(dòng)★排出廢氣。這樣，柴油機(jī)就完成了★一個(gè)工作循環(huán)。★如此往復(fù)，柴油機(jī)就可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)起來了。汽油機(jī)和柴油機(jī)各有不同，他們主要用于哪些地方呢？（停三秒）★汽油機(jī)由于工藝制造上比較小巧，常常用于小型飛機(jī)、小汽車、摩托車等?！锒裼蜋C(jī)功率大，常常用于拖拉機(jī)、載重卡車、坦克、輪船等。通過對(duì)汽油機(jī)和柴油機(jī)的學(xué)習(xí)，你能總結(jié)四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)有哪些不同嗎？下面我們就一起來回顧一下吧（停五秒）★。首先，他們的結(jié)構(gòu)有何最大的不同呢★（停兩秒）？汽油機(jī)有火花塞★而柴油機(jī)有噴油嘴★、柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度比汽油機(jī)大★★。吸氣沖程時(shí)他們吸入的物質(zhì)有何不同★（停兩秒）？汽油機(jī)吸入的是汽油與空氣的混合氣★★而柴油機(jī)只吸入空氣★★。他們的點(diǎn)火方式也不同（停兩秒）★：汽油機(jī)由火花塞實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料點(diǎn)燃★★而柴油機(jī)是通過壓縮空氣★使空氣升溫的方式實(shí)現(xiàn)對(duì)燃料壓燃★。他們有各自的優(yōu)缺點(diǎn)★：汽油機(jī)功率較小、效率較低★他們工作時(shí)轉(zhuǎn)化燃油的效率在20%-30%巧、輕便★。柴油機(jī)★較笨重，★但功率較大、效率較高，轉(zhuǎn)化燃油的效率通常在30%-45%之32020年9月我國的濰柴控股集團(tuán)在世界上首次將柴油機(jī)的效率提高到了50%量產(chǎn)。下面我們就一起來看看來自央視的報(bào)導(dǎo)吧。-10-柴油機(jī)的工作過程，2分13秒】科技改變生活，科技振興祖國。希望同學(xué)們也要發(fā)奮學(xué)習(xí)，將來為祖國的發(fā)展作出自己的貢獻(xiàn)。今天的課堂到此結(jié)束，謝謝大家的觀看，再見！各位同學(xué)，學(xué)完今天的內(nèi)容你一定有所收獲吧接下來讓我們小試牛刀，檢驗(yàn)一下學(xué)習(xí)的效果吧（展示題目5秒，再讀一次題）同學(xué)們，你一定已經(jīng)有了自己的答案吧？下面我們一起來分析，發(fā)現(xiàn)題目的四個(gè)選項(xiàng)中指向的目標(biāo)有一：圖中是何沖程？二：是此時(shí)氣缸內(nèi)為什么物質(zhì)？帶著這兩個(gè)目標(biāo)我們來分析題中的圖片，依據(jù)什么可以判斷沖程情況呢？（停兩秒）對(duì)了，通過分析圖片，兩個(gè)氣門均處于關(guān)閉狀態(tài)★★，說明這是壓縮沖程或做功沖程★。因此可以排除A★、B★我們還要判斷活塞是向上運(yùn)動(dòng)還是向下運(yùn)動(dòng)，我們依據(jù)什么可以判斷呢？（停兩秒）對(duì)了，★我們依據(jù)曲軸正在順時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，說明連桿、活塞正依據(jù)所學(xué)知識(shí)：柴油機(jī)的做功沖程是通過柴油被D選項(xiàng)才是正確的。同學(xué)們，下面我們來完成第2題。（展示題目5首先審題，“柴油機(jī)的壓縮沖程把氣體壓縮到很小的空間”★的目的是什么（停兩秒）？我們依據(jù)已學(xué)的知識(shí)，柴油機(jī)在壓縮沖程時(shí)把空氣壓縮到很小的空間，是把★活塞、飛輪等的機(jī)械能★轉(zhuǎn)化為★空氣的內(nèi)能的過程，