2019-2020年九年級物理全冊 第十四章 第1節(jié) 熱機教案 （新版）新人教版.doc

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2019-2020年九年級物理全冊 第十四章 第1節(jié) 熱機教案 （新版）新人教版 一、教學目標 （一）知識與技能 1．通過觀察、分析內能轉化為機械能的實驗，知道熱機的概念，初步了解其工作原理。 2．借助于模型、掛圖和動畫視頻，了解汽油機和柴油機的構造和工作過程。 （二）過程與方法 通過了解汽油機和柴油機的構造和工作過程，利用對比的方法來認識這兩種內燃機的異同點。 （三）情感態(tài)度和價值觀 通過閱讀“現(xiàn)代汽車”，了解內能的利用對人類社會發(fā)展的重要意義。 二、教學重難點 本節(jié)是由熱機、汽油機和柴油機三部分內容組成的，它是前一章內能知識的實際應用。內能在實際中主要用于加熱物體和做功，熱機就是把內能轉化為機械能的應用，通過實驗得出內能可以轉化為機械能。實際中蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等都是熱機在實際中的應用，內能的應用對社會的進步、人類的發(fā)展具有重大意義。汽油機和柴油機是內燃機在生活中應用廣泛的兩種機器，它們是如何把內能轉化為機械能的？為什么它們能連續(xù)工作？要解決這些問題，就必須對四沖程汽油機的結構及工作原理有一定的了解。雖然汽油機和柴油機在實際中應用廣泛，但學生對其工作原理還不是很了解，所以了解四沖程汽油的基本工作原理既是本節(jié)重點，也是本節(jié)的難點。 重點：了解四沖程汽油機的基本工作原理。 難點：了解四沖程汽油機的基本工作原理。 三、教學策略 把內能轉化為機械能是內能利用的一個方面，可以通過蒸汽機、內燃機、噴氣發(fā)動機等應用來引入本節(jié)課的主題。通過實驗來證明內能可以轉化為機械能，得出熱機的概念，舉例說明生活中熱機的應用情況，重點介紹內燃機中的汽油機。利用掛圖、模型、視頻等認識汽油機的構造，了解汽油機的基本工作原理。學生可以結合課本上的想想議議的問題初學課本內容，請同學根據(jù)掛圖來介紹每個沖程，其余同學進行補充，重點強調四個沖程中的能量轉化、沖程的判斷依據(jù)等。柴油機的工作原理與汽油機基本相同，可以利用對比的方法來學習柴油機，從構造、工作過程、點火方式等方面與汽油機進行對比。柴油機與汽油機各有優(yōu)缺點，實際生活中會根據(jù)不同的需要使用不同的機器。隨著技術的發(fā)展，柴油機的一些缺點得到了改進，使用的范圍更廣泛了。適當介紹其他的熱機，了解內能的利用對人類社會發(fā)展的重要意義。 四、教學資源準備 多媒體課件、試管、酒精燈、鐵架臺、水、火柴、汽油機模型和掛圖、柴油機模型和掛圖等。 五、教學過程 教學環(huán)節(jié) 教師活動 學生活動 設計意圖 創(chuàng)設情景 （5分鐘） 播放超音速汽車，思考汽車是如何獲得機械能的？ 學生觀看視頻，思考提出的問題。 創(chuàng)造課堂情景，激發(fā)學生的興趣和求知欲。 引入新課 （5分鐘） 播放蒸汽機、內燃機、噴氣發(fā)動機、汽輪機等視頻。 這些機器在使用時都要使用化石燃料作為能源，燃燒后放出大量的內能，向外輸出機械能。它是如何把內能轉化為機械能的呢？生活中還有沒有類似的實例？ 學生觀看視頻，思考如何把內能轉化為機械能。結合生活實際來說明。 提出問題，引入新課。 新課內容（25分鐘） 利用內能做功 演示實驗：利用內能來做功。 利用課本所示的實驗裝置，利用橡膠塞塞緊試管口，用酒精燈加熱試管中的水，觀察發(fā)生的現(xiàn)象。 請同學來描述實驗現(xiàn)象。 塞子為什么會飛出去？它的機械能從哪來的？ 酒精燃燒釋放出熱量，通過熱傳遞將一部分內能轉移給水，水的內能增加，溫度升高，產(chǎn)生的水蒸氣也越來越多，是水蒸氣對塞子做功。 為什么在塞子附近會出現(xiàn)“白氣”呢？ 學生觀察實驗。 學生結合觀察的實驗，回憶實驗現(xiàn)象。試管內出現(xiàn)大量氣泡；試管塞會被水蒸氣沖出去；在試管口附近會出現(xiàn)大量“白氣”。 學生思考，塞子飛出去說明有其他物體對它施加的力做了功，機械能增大。試管內產(chǎn)生的高壓水蒸氣對塞子做了功，把水蒸氣的內能轉化為塞子的機械能。 水蒸氣對外做功，內能減少，溫度降低，水蒸氣液化成的小水滴。 通過實驗來證明內能可以轉化為機械能，引入熱機的概念。 熱機 你生活中還見過內能轉化為機械能的實例嗎？ 人們把各種利用內能做功的機械叫熱機。熱機的能量轉化是把內能轉化為機械能。 生活中還有哪些熱機？ 燃料直接在發(fā)動機汽缸內燃燒產(chǎn)生動力的熱機，叫做內燃機。內燃機分為兩大類：汽油機和柴油機。 投影汽車和貨車的圖片。這些運輸工具的心臟就是汽油機和柴油機。 學生舉例，如水燒開時，壺蓋會被頂起來。裝有半瓶水的熱水瓶瓶塞有時會“跳”出來等。 蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。 觀察圖片，了解汽油機和柴油機在實際中的應用。 利用實例了解熱機。 利用實際應用提高學生學習興趣，產(chǎn)生繼續(xù)研究的欲望。 汽油機 閱讀課本上有關汽油機的內容，思考下列問題： 1．四沖程汽油機包括哪些主要部件？ 2．什么是沖程？ 3．汽油機一個工作循環(huán)有幾個沖程？各個沖程的名稱分別是什么？ 4．在四個沖程中，壓縮沖程和做功沖程各發(fā)生了怎樣的能量轉化？ 5．哪個沖程實現(xiàn)了內能轉化為機械能，使汽車獲得動力？ 6．如何根據(jù)四沖程汽油機的簡圖判斷出沖程的名稱？判斷的依據(jù)是什么？ 展示汽油機各沖程的掛圖。 汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。這四個沖程中內能和機械能的相互轉化發(fā)生在壓縮沖程和做功沖程。 出示汽油機模型，對照模型介紹各部件的名稱，演示各沖程，可以直觀地看到各沖程活塞運動的方向、兩個氣門的開閉情況。 觀察模型，總結汽油機一個工作循環(huán)活塞往復幾次？曲軸轉幾圈？對外做功幾次？ 學生帶著問題閱讀課本，自學汽油機的內容。 結合掛圖和課本內容，回答自學時提出的思考題。同學之間進行補充回答。 學生小結各沖程的判斷方法，可以觀察活塞的運動方向，如果活塞遠離火花塞是吸氣沖程或做功沖程；如果兩個門均關閉則為壓縮沖程或做功沖程。 汽油機的一個工作循環(huán)活塞往復兩次，曲軸轉兩圈，對外做功一次。 培養(yǎng)學生的自學能力。 培養(yǎng)學生的自學能力和總結能力。 柴油機 柴油機是另外一種常見的內燃機，它與汽油機有很多相似之處，但也有不同之處，請閱讀課本柴油機的相關內容，與汽油機進行對比，說出汽油機和柴油機的異同。 給出柴油機的結構示意圖和實物模型。 用動畫演示柴油機的工作過程。 柴油機對空氣的壓縮程度比汽油機更高，因此在做功沖程中氣體的壓強也大于汽油機，因而可以輸出更大的功率。 柴油機較笨重、工作噪聲大，多用于大型機械，但隨著技術的進步，體積、噪聲和污染等方面缺點逐步得到改善，柴油機也開始小型化了，得到更多的應用。 完成汽油機和柴油機的工作過程的相同點和不同點的表格。 汽油機 柴油機 工作過程 吸氣沖程 不同 相同 壓縮沖程 不同 相同 做功沖程 不同 相同 排氣沖程 說說在實際中你見過哪些地方使用了汽油機，哪些地方使用了柴油機。 學生自學，相互討論后進行總結。 相同點：汽油機和柴油機都有四個沖程，名稱相同；壓縮沖程和做功沖程能量轉化相同。 不同點：結構不同，汽油機有火花塞，柴油機是噴油嘴；點火方式不同，汽油機是點燃式，柴油機是壓燃式；汽油機在吸氣沖程中吸入的是汽油和空氣的混合物，柴油機吸入的是空氣；用途上不同，汽油機輕便，可用于小型機械，如小汽車等，柴油機較笨重，但輸出功率較大，可用于大型機械，如坦克、載重汽車等。 學生完成表格，并進行交流。 學生舉例說明，汽油機應用與小汽車、割草機等；柴油機應用于載重汽車、坦克、大型發(fā)電機等。 培養(yǎng)學生的自學能力。 鞏固利用對比的方式研究問題的方法。 利用列表對比的方法加深對汽油機和柴油機的工作過程的了解。 物理聯(lián)系生活。 閱讀科學世界“現(xiàn)代汽車”，了解汽車的組成以及技術的發(fā)展對現(xiàn)代汽車發(fā)展的影響。 閱讀“現(xiàn)代汽車”，了解內能利用技術的進步，對人類社會發(fā)展的重要意義。 了解內能的利用對人類社會發(fā)展的重要意義。 總結（5分鐘） 課堂小結： 1．通過這節(jié)課你學到了什么？ 2．什么是熱機？列舉常見的一些熱機。 3．什么是沖程？汽油機一個工作循環(huán)有幾個沖程？曲軸轉幾圈？活塞往復幾次？對外做功幾次？ 4．柴油機與汽油機有哪些相同點和不同點？ 5．列舉實際中哪些地方使用汽油機和柴油機？ 學生梳理本節(jié)課本知識內容。 1．本節(jié)主要學習了熱機、汽油機和柴油機，研究了汽油機和柴油機的工作過程、工作原理等。 2．熱機是將內能轉化為機械能的機器，熱機在生活中應用廣泛，例如內燃機、蒸汽機、噴氣發(fā)動機等。 3．汽油機中活塞從汽缸的一端運動到另一端叫一個沖程，一個工作循環(huán)有四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。一個工作循環(huán)曲軸轉兩圈，活塞往復兩次，對外做功一次。 4．可以從結構、工作過程、使用范圍等方面進行比較。 5．汽油機輕便，可用于小型機械，如小汽車等；柴油機較笨重，可用于大型機械，如坦克、載重汽車等。 培養(yǎng)學生總結歸納的能力。 作業(yè)布置 課本“動手動腦學物理”第2～4題。 按要求完成。 知識鞏固。