安徽省樅陽縣錢橋初級中學九年級物理上冊 第14章 第一節(jié) 熱機教案 新人教版

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1、第一節(jié) 熱機 （一）教學設計思路： 本課學生在之前已經(jīng)學習了內(nèi)能的相關知識，但利用內(nèi)能做功的實際情況了解的并不是很清楚，而且汽油機、柴油機的工作過程比較復雜，學生更是難以理解。所以本課以講解原理為主，重點在熱機的工作過程上，本課通過幾個自制動畫，力圖改變傳統(tǒng)的以模型和掛圖為主的講解方式，動態(tài)展示熱機的工作過程，教學中重點講解四沖程汽油機的工作過程，最后對比講解柴油機的工作過程，對照得出汽油機和柴油機的異同，最后對熱機的效率和熱機與環(huán)境保護做簡要講解。 （二） 教學目標 知識目標： （1）知道熱機中能量的轉化 （2）知道四沖程熱機的構造和工作原理 （3）了解汽油機和柴油機的主要區(qū)

2、別 能力目標： 通過分析汽油機和柴油機的構造和工作過程的異同，學習分析和比較的研究方法． 情感目標： 了解熱機在生產(chǎn)和生活中的應用，感受到技術進步在工業(yè)文明發(fā)展中的重要作用，以及熱機與環(huán)境保護的重要性。 （三）教學重點、難點 1．了解四沖程汽油機的基本工作原理及能量的轉換 2．能從能量轉化的角度認識燃料的熱值 （四）教學資源 熱機示教模型，flash動畫課件、掛圖 （五）教學過程 1．引入新課 　提問學生幾個問題　 ①你們曾經(jīng)乘坐的交通工具有哪些？ ②當今社會主要的交通工具有哪些？ ③你能說出它們的動力裝置是什么嗎？ 汽車是我們生活中不可缺少的交通工具，那么汽車在

3、行駛過程中靠什么提供動力？火箭為什么又能上天呢？ 課件動畫展示酒精燈給試管中的水加熱，你觀察到什么現(xiàn)象？這說明了什么？在這個過程中能量是如何轉化的？ 2．進行新課 與此類似，下面這些機器工作過程中有什么共同點呢？（都是將燃料燃燒產(chǎn)生的化學能轉化為內(nèi)能再轉化為機械能） 你想知道這些機器是怎么工作的嗎？請帶著下列問題閱讀教材 1、什么叫熱機？熱機工作過程中能量如何轉化？ 2、四沖程熱機工作過程中有哪四個沖程？每個沖程活塞怎么運動？能量怎么轉化？ 3、汽油機和柴油機工作過程有什么異同？（5分鐘） 熱機：熱機是指把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉變?yōu)闄C械能的裝置。 熱機的種類：蒸汽機、內(nèi)燃機、

4、汽輪機、噴氣發(fā)動機、火箭等 內(nèi)燃機：燃料在氣缸內(nèi)燃燒的熱機 常的內(nèi)燃機：汽油機、柴油機 最常見的內(nèi)燃機是汽油機和柴油機，下面我們以汽油機和柴油機為例講解熱機，首先介紹汽油機 板書： 一、汽油機：用汽油作燃料的內(nèi)燃機（出示動畫） ①構造（出示模型、動畫演示，邊指示邊講解）。 進氣門，排氣門，火花塞，氣缸，活塞，連桿，曲軸。（介紹名稱的同時，介紹各部分的功能） ②工作原理解說。 沖程：活塞從氣缸一端運動到另一端叫做一個沖程 （動畫講解，提醒學生注意觀察活塞、氣門、連桿、曲軸的動作情況） 熱機的工作過程以一個循環(huán)為一個單元，一個循環(huán)又分為四個沖程開始工作前，活塞位于氣缸上端，進

5、、排氣門均關閉。工作時，活塞由上向下運動，進氣門打開，排氣門仍關閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓強減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入氣缸。這是第一個沖程 板書：吸氣沖程 活塞運動到最下端，就開始轉為向上運動。這時進氣門、排氣門都關閉，混合氣體被強行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強增大。這是第二個沖程 板書：壓縮沖程 壓縮結束時雖然溫度較高，但未能達到燃料的燃點。在壓縮沖程結束的瞬間，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，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動。實現(xiàn)了內(nèi)能向機械能的轉化。這是第三個沖程 板書：做功沖程 做功沖程結束，活塞繼續(xù)由下向上運動，進氣門關閉，排

6、氣門打開，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。這是最后一個沖程 板書：排氣沖程 此后，活塞又由上向下運動，從此進入下一輪循環(huán)。 ③能的轉化。 教師：汽車在開動前，是如何使熱機起動的？學生回答后總結：通過外力先使飛輪和曲軸轉動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，消耗機械能來幫助熱機完成吸氣、壓縮兩個沖程，熱機一旦開始做功，內(nèi)能就會轉化成曲軸的機械能。這時曲軸獲得的機械能一部分通過做功，一部分通過飛輪（與曲軸相連的質(zhì)量較大的輪子）保存起來。然后依靠飛輪的慣性再反過來向外輸出帶動曲軸轉動，靠消耗飛輪的機械能完成排氣以及下一循環(huán)的吸氣、壓縮。這樣熱機就可連續(xù)工作下去了。 板書：在做功沖程燃氣對活塞做功

7、，內(nèi)能轉化為機械能。其余三個沖程靠消耗飛輪的機械能來完成 打開Flash課件，讓學生根據(jù)動畫，填空完成汽油機各沖程的狀態(tài)。 思考： 1、汽油機工作時，四個沖程周而復始，在一個工作循環(huán)中,活塞來回往復____次,曲軸轉動____圈,對外作功___次。 2、汽油機工作時，哪些沖程有能量的轉化？ 汽油機的缺點： 汽油機采用汽油作為工作物質(zhì)，但汽油的燃點低、能夠承受的壓縮比也比較低，如果壓縮比過大，很容易在活塞不到頂點的時候就會發(fā)生爆炸，十分不好控制，所以汽油機工作時用火花塞點火，因此汽油機功率比較小，適合應用于小型機械。 有沒有一種工作物質(zhì)能克服汽油的缺點，能夠承受較大的壓縮比，不發(fā)生

8、爆炸，而又能夠提供更大功率的動力呢？ 這就是柴油。柴油不易點燃和汽化，但柴油在高溫高壓下自燃溫度低，人們采用柴油做工作物質(zhì)，制成了柴油機，柴油機工作時，用壓縮空氣的方法，使空氣的溫度超過柴油的自燃溫度，這時噴入柴油，柴油自燃推動活塞做功。 二、柴油機 柴油機：用柴油作燃料的內(nèi)燃機 柴油機與汽油機有共同的地方，也有不同之處。 ①柴油機與汽油機的相同點：都是熱機；一個工作循環(huán)都要經(jīng)歷四個沖程 ②柴油機與汽油機的不同點： 構造方面：柴油機沒有火花塞，而在相應位置上安裝的是噴油嘴； 工作過程上：吸入的氣體不同（汽油機吸入的是什么？柴油機吸入的只是空氣）； 項目 汽油機 柴油機

9、 相 同 點 工作循環(huán) 能量轉化 活塞、曲軸運動 不 同 點 構造 吸入物 點火方式 壓縮程度 點火方式不同（汽油機靠火花塞點火。柴油機由于壓縮氣體溫度已超過柴油燃點，從噴油嘴噴入霧狀柴油便可立即燃燒。這種方式稱為壓燃式）； 用途方面：柴油機比汽油機便宜，但汽油機一般比柴油機輕巧，所以汽油機通常用在飛機、小汽車、摩托車及一些小型農(nóng)用機械上。而柴油機一般用在艦船、載重汽車、拖拉機、坦克以及發(fā)電機等大型設備上。 三、對比汽油機和柴油機，找出它們工作過程中的相同點和不同點,完成學案上的表格。 四、熱機的效率 熱機的效率：用來做有用功的那部分能量和燃料完全燃燒放出的熱量之比。叫熱機的效率。 讀熱機的效率圖，你知道了什么？ 如何提高熱機的效率？ （l）盡可能減少各種熱損失，如保證良好的潤滑，減少因克服摩擦所消耗的能量； 　　(2)充分利用廢氣的能量，提高燃料的利用率。 五、熱機與環(huán)境保護 熱機的發(fā)展和應用推動了社會的快速發(fā)展。但熱機在工作過程中也給環(huán)境帶來了大氣污染和噪音污染，為保護環(huán)境，應采取哪些措施？請聯(lián)系生活，寫一篇關于熱機與環(huán)境的調(diào)查報告。 1、當堂完成學案上的習題 2、課堂小結：通過本課的學習，你學到了些什么？ （六） 教學后記：