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第二章
改变世界的热机
2.2
内燃机
导学目标：
1.
理解内燃机的基本原理。
2.
了解汽油机的工作过程。
3.
了解汽油机与柴油机的异同。
4.
知道汽油机、柴油机是活塞发动机；知道轮机和火箭发动机的原理。
重点：对汽油机四个冲程的认识，弄清楚各个冲程的作用。
难点：对汽油机四个冲程的认识，弄清楚各个冲程的作用。
导学方法：实验探究法、讨论法
课
时：1课时
导学过程
课前导学
1．热机工作时，燃料在
里燃烧，产生燃气直接推动
做功；叫做活塞式内燃机。
2．常见活塞式内燃机有______
__和
。
3．汽油机由
、
、
、
四个冲程
。汽油机的一个工作循环中，活塞往复各运动
次，只有第
个冲程燃气推动活塞做功，把
能转化为
能，其他
个冲程是靠
转动的
来完成的。
4．人类很早就梦想飞向太空：我国有一位官吏叫
，进行飞天尝试，成为人类飞行的先驱者。所用火箭是在竹筒内装火药，点燃火药，火药燃烧后产生的气体体积
，从竹筒尾端向后高速喷出，推动箭筒向
飞行。
课堂导学
一、什么是内燃机
1．热机工作时，燃料在
里燃烧，产生燃气直接推动
做功；叫做活塞式内燃机。
2．常见活塞式内燃机有______
__和
。
二、汽油机的工作过程
3．汽油机由
、
、
、
四个冲程
。汽油机的一个工作循环中，活塞往复各运动
次，只有第
个冲程燃气推动活塞做功，把
能转化为
能，其他
个冲程是靠
转动的
来完成的。
三、飞向太空
4．人类很早就梦想着飞向太空：我国有一位官吏叫
，进行飞天尝试，成为人类飞行的先驱者。所用火箭是在竹筒内装火药，点燃火药，火药燃烧后产生的气体体积
，从竹筒尾端向后高速喷出，推动箭筒向
飞行。这和现代
原理是一样的。
教师引导、学生归纳小结
课堂练习
1.
如图是四冲程内燃机工作循环中的一个冲程，它是
（
）
A.
压缩冲程，将内能转化为机械能
B.
压缩冲程，将机械能转化为内能
C.
做功冲程，将内能转化为机械能
D.
做功冲程，将机械能转化为内能
2．随着人们生活水平的不断提高，汽车走进了很多家庭。下列关于汽车的知识相关说法正确的是
A．汽车加油时人能闻到汽油的味道，说明分子间存在相互作用力
B．汽车的汽油机在工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是做功冲程
C．汽车在刹车过程中，刹车片与碟盘摩擦使汽车减速，在摩擦过程中，内能转化为机械能
D．汽车在冬天时挡风玻璃上会起雾，这是汽化现象
3.
汽油机在工作过程中，进气门和排气门都关闭的冲程是
、
。
4.
汽车已经成为人们现代生活中不可缺少的一部分，大多数汽车的发动机以汽油为燃料的内燃机，使汽车获得动力的是
冲程，排出废气的是
冲程。
5.内燃机的四个冲程有两个冲程发生了能量的变化，一是压缩冲程，二是
冲程，虽然汽油和柴油都是内燃机的工作物质，但是质量相等的汽油和柴油完全燃烧时放出的热量却是
。
6.内燃机飞轮的作用是
，四冲程内燃机的一个工作循环中曲轴转动
周。
7.柴油机和汽油机在构造上的主要区别是柴油机的顶部没有
，而有
，在吸气冲程里，汽油机吸入汽缸的是
，而柴油机吸入汽缸的是
。
在做功冲程里，汽油机是
汽油和空气混合物，而柴油机是
。
课后反思
参考答案：
课前导学：
1．气缸、活塞。2.汽油机、柴油机。3.
吸气、压缩、做功、排气。两、三、内、机械、三、飞轮、惯性。
4．万户、膨胀、前。
课堂导学
1．气缸、活塞。2.汽油机、柴油机。3.
吸气、压缩、做功、排气。两、三、内、机械、三、飞轮、惯性。
4．万户、膨胀、前、火箭发动机。
课堂练习：
1.B。2.B。
3.
压缩冲程，做功冲程。
4．做功冲程，排气冲程。
5.做功，不同的。
6.贮存能量，两。
7.火花塞，喷油嘴；汽油和空气混合物，空气；点燃，压燃式。
1.D；2.D；3.C；4.A；5.D；6.C。
1.略。
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精品试卷·第
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页
（共
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2.2
内燃机
教学目标:
1.知识与技能
（1）理解内燃机的基本原理。
（2）了解汽油机的工作过程。
（3）了解汽油机与柴油机的异同。
（4）知道汽油机、柴油机是活塞发动机；知道轮机和火箭发动机的原理。
2.过程与方法
（1）观察“塑料盒内酒精的爆炸过程”，获得爆炸力做功的体验。
（2）通过分析汽油机的四个冲程，了解活塞发动机的工作过程。
（3）了解不同热机的不同用途。
3.情感态度与价值观
（1）通过对内燃机和轮机（蒸汽轮机、燃气轮机）在生产和生活中的应用，感受技术进步在工业文明发展中的重要作用。鼓励学生主动了解社会生产中运用的技术、设备及其原理，加深对技术应用的了解，提高学生关注科学技术应用于生活和社会的意识。
（2）通过了解我国长征系列火箭的发展和成就，激发学生的爱国热情和献身科学事业的精神。
教学重点：
对汽油机四个冲程的认识，弄清楚各个冲程的作用。
教学难点：
对汽油机四个冲程的认识，弄清楚各个冲程的作用。
教学用具：
电子点火器、135胶卷盒、酒精（分析纯级）。（或试管、水、铁架台、软塞、酒精灯。）汽油机模型及挂图。
教学互动设计：
一、创设情景，导入新课
第一节
热机的“试管热机”演示实验给我们留下了较为深刻的印象。从实验情境来看，用酒精灯给试管加热，由于燃料在试管外部加热，会有很多内能散失在空气中，内能的利用效率低。能不能把燃料的燃烧转移到内部以提高燃料的利用率呢？
赛车场上，一辆辆赛车发出阵阵轰鸣，闪电般地飞驰，或许你不知道，赛车的强劲动力来自赛车内的一系列“爆炸”。
二、新课讲授，师生互动
（一）什么是内燃机
观察：内能转化为机械能
如图2-2-2所示，在透明塑料瓶上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔中，打开盒盖，在瓶中滴入几滴酒精，再将盒盖好，然后按动火花发生器的按钮，观察发生的现象。
塑料盒内酒精的爆炸演示实验是用来表现燃料在汽缸内爆炸性燃烧的做功过程的。
演示之前，要把目的交代清楚，并有意识地引导学生关注滴入酒精的滴数。
建议教师在做实验前用不同滴数做一下对比实验，尽量减少酒精的用量，使学生形成“一点儿酒精能获得很大的爆炸力”的感性体验。
活塞式内燃机：燃料在汽缸内燃烧，产生燃气直接推动活塞做功的热机。
常见的活塞式内燃机有汽油机和柴油机。
构造：汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞、飞轮。
（二）汽油机的工作过程
吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环。完成一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动两周。只有第三个做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮的惯性来完成。
（三）飞向太空
14世纪，中国万户精心制作一个带47支火箭作动力的装置，进行了“飞天”尝试，成为人类飞行史上的先驱者。
嫦娥五号于2020年11月24日成功发射。2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品以接近第二宇宙速度返回地球，按照预定方案降落在内蒙古四子王旗着陆场。12月19日，重1731克的嫦娥五号任务月球样品正式交接。2021年3月，嫦娥五号轨道器在地面飞控人员精确控制下，成功被日地拉格朗日1点捕获，成为我国首颗进入日地L1点探测轨道的航天器。
师生互动，学生合作，阅读课文P25“物理在线”柴油机
，填写下面表格。
柴油机与汽油机的异同
异同
汽油机
柴油机
相同点
吸气、压缩、做功、排气四冲程内燃机
不同点
构造
火花塞
喷油嘴
吸气方式
混合物
空气
点火方式
点燃式
压燃式
优点
轻便
便宜、功率大、效率高
三、板书设计，整合提升
四、大海扬帆，尝试远航
1.
如图所示是汽油机的( )
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
2.
汽油机将机械能转化为内能的是( )
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
3.
如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（
）
A.压缩冲程，将化学能转化为内能
B.压缩冲程，将机械能转化为内能
C.做功冲程，将内能转化为机械能
D.做功冲程，将机械能转化为内能
4.
下图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的,你认为压缩冲程是 ( )
5.
下图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的,你认为让汽车获得动力的冲程是 ( )
参考答案：1.C；2.B；3.B；4.C；5.B。
五、作业：P28T1、T2。
课外作业：P28家庭实验室：制作热风车。
吸气冲程
进气门打开，排气门关闭。
活塞下行，汽油和空气吸入气缸。
压缩冲程
进气门和排气门都关闭。
活塞上行，燃料混合物被压缩。
机械能变内能
做功冲程
进气门和排气门都关闭。
活塞下行，燃气推动活塞做功。
内能变机械能
排气冲程
进气门关闭，排气门打开。
活塞上行，把废气排出气缸。
内燃机
燃料在汽缸内燃烧，产生燃气直接推动活塞做功。
常见有汽油机和柴油机。
吸气冲程
进气门打开，排气门关闭。
活塞下行，汽油和空气吸入气缸。
压缩冲程
进气门和排气门都关闭。
活塞上行，燃料混合物被压缩。
机械能变内能
做功冲程
进气门和排气门都关闭。
活塞下行，燃气推动活塞做功。
内能变机械能
排气冲程
进气门关闭，排气门打开。
活塞上行，把废气排出气缸。
汽油机工作过程
飞向太空
内燃机
14世纪，中国万户进行“飞天”尝试。火箭多级设计，2020.11-2020.12嫦娥五号到达月球并取样返回
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2.2
内燃机
教科版
九年级上册
作者
高文超
教学目标
1.知识与技能
（1）理解内燃机的基本原理。
（2）了解汽油机的工作过程。
（3）了解汽油机与柴油机的异同。
（4）知道汽油机、柴油机是活塞发动机；知道轮机和火箭发动机的原理。
2.过过程与方法
（1）观察“塑料盒内酒精的爆炸过程”，获得爆炸力做功的体验。
（2）通过分析汽油机的四个冲程，了解活塞发动机的工作过程。
（3）了解不同热机的不同用途。
教学目标
3.情感、态度与价值观
（1）通过对内燃机和轮机（蒸汽轮机、燃气轮机）在生产和生活中的应用，感受技术进步在工业文明发展中的重要作用。鼓励学生主动了解社会生产中运用的技术、设备及其原理，加深对技术应用的了解，提高学生关注科学技术应用于生活和社会的意识。
（2）通过了解我国长征系列火箭的发展和成就，激发学生的爱国热情和献身科学事业的精神。
教学重点：对汽油机四个冲程的认识，弄清楚各个冲程的作用。
教学难点：对汽油机四个冲程的认识，弄清楚各个冲程的作用。
新知导入
赛车场上，一辆辆赛车发出阵阵轰鸣，闪电般地飞驰。或许你不知道，赛车的强劲动力来自赛车的一系列燃烧。
新知导入
如图所示，在透明塑料盒上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插入孔中，打开盒中滴入几滴酒精，再将盒盖盖好，然后按下火花发生器大按钮，观察发生的现象。
燃烧
注意安全
新知导入
现象:按下按钮，产生电火花，点燃酒精和空气混合物，酒精燃烧爆炸，推动盒子做功。
燃烧
注意安全
结论:燃气的内能转化为机械能。
新知导入
汽油机和柴油机
新知导入
汽油机的构造：1.汽缸
2.活塞
3.连杆
4.曲轴
5.进气活门
6.排气活门
7.火花塞
8.飞轮
汽缸
活塞
连杆
曲轴
进气活门
排气活门
火花塞
飞轮
新知导入
汽油机和柴油机
汽油、柴油等燃料与空气混合，如果遇到火花就会发生燃烧。在活塞式内燃机里，这样的燃烧是在汽缸内进行的，汽缸内每次燃烧，都会生成高温高压燃气，推动活塞做功，而活塞通过连杆、曲轴与飞轮相连，从而使飞轮转动。
新知导入
汽油机和柴油机
燃料在汽缸内燃烧，产生燃气直接推动活塞做功，叫做活塞式内燃机。
常见活塞式内燃机有汽油机和柴油机。
新知导入
汽油机
要使汽油机连续工作，活塞必须在推动曲轴回到原来的位置，以便再次推动曲轴，这就要求活塞能在汽缸里往复运动。活塞在汽缸一端运动到另一端叫做一个冲程。多数汽油机是由吸气、压缩、燃烧—膨胀做功（简称做功）和排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
新知导入
吸气冲程，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气混合物从进气门吸入汽缸。
新知导入
压缩冲程，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。
新知导入
做功冲程，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体，高温高压的气体推动活塞向下运动，并通过连杆带电曲轴转动，对外做功。
新知导入
排气冲程，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
新知导入
汽油机
汽油机的一个工作循环要经历四个冲程，属于四冲程内燃机。它的一个工作循环中，活塞往复各运动两次，只有第三个冲程燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能，其他三个冲程是靠飞轮的惯性来完成的。
新知导入
汽车用四缸内燃机
在实际应用中，为了增大功率和减小震动，常把四个或更多的汽缸组合在一起，它们的做功冲程轮流进行。如图所示的内燃机是一部汽车配备的四缸发动机。这可是汽车里构造最为精密、复杂的部件！
新知导入
在实际应用中，为了增大功率和减小震动，常把四个或更多的汽缸组合在一起，它们的做功冲程轮流进行。如图所示的内燃机是一部汽车配备的四缸发动机。这可是汽车里构造最为精密、复杂的部件！
汽车用四缸内燃机
新知导入
在实际应用中，为了增大功率和减小震动，常把四个或更多的汽缸组合在一起，它们的做功冲程轮流进行。如图所示的内燃机是一部汽车配备的四缸发动机。这可是汽车里构造最为精密、复杂的部件！
汽车用四缸内燃机
新知导入
人类很早就想着飞向太空。14世纪末，我国有一官吏叫万户，精心制作了以47支火箭做动力的装置，进行了“飞天”尝试，成为人类飞行史上的先驱者。
中国古代的火箭
新知导入
万户所用的火箭是在竹筒（或纸筒）内装上火药，然后点燃火药，火药燃烧后产生的气体膨胀，从从竹筒的尾端向后高速喷出，推动箭筒向前飞行。这和现代火箭发动机（rocket
engine）的原理是一样的。
新知导入
现代火箭发动机：火药燃烧后产生的气体体积膨胀，从尾端向后高速喷出，推动火箭向前飞行。
新知导入
我国不仅是火箭的发源地，还是一个航天大国我国大的长征系列运载火箭，有着极佳的性能。
新知导入
常用的火箭是多级火箭。如图所示是一枚三级火箭运行过程。三级火箭的第一级燃料用完以后就自动脱落，以减小质量；随后第二级点火发动，燃料用完后也将自动脱落，再点燃第三级。
新知导入
利用火箭，人类不仅可以发射卫星，还成了载人的宇宙飞船。2003年10月15日，“神舟”五号载人飞船用“长征二号F”运载火箭发射成功，将宇航员杨利伟送上太空，实现了中国人的飞天梦。
新知导入
2003年10月15日，“神舟”五号载人飞船用“长征二号F”运载火箭发射成功，将宇航员杨利伟送上太空，实现了中国人的飞天梦。
新知导入
2012年6月16日，“神舟”九号载人飞船再次升空，与“天宫”一号交会对接成功，将三位宇航员送入“天宫”一号实验舱。中国，已经揭开了迈向“太空文明”新时代序幕。
刘洋
景海鹏
刘旺
新知导入
2020年11月24日4时30分，中国在中国文昌航天发射场，用长征五号遥五运载火箭成功发射探月工程嫦娥五号探测器，顺利将探测器送入预定轨道。
新知导入
2020年12月17日，探月工程嫦娥五号返回器在内蒙古四子王旗预定区域成功着陆，标志着我国首次地外天体采样返回任务圆满完成。
新知导入
柴油机的构造：
1.汽缸
2.活塞
3.连杆
4.曲轴
5.进气门
6.排气门
7.喷油嘴
柴油机是以柴油做燃料的内燃机。柴油机的构造跟汽油机相似，主要区别是柴油机汽缸顶部有一个喷油嘴，而没有火花塞。
新知导入
柴油机与汽油机的工作循环有所不同。在吸气冲程汽油机吸入汽油和空气混合物，柴油机吸入汽缸里的只是空气。在压缩冲程末，柴油机把吸入气体体积压缩比汽油机更小，压强更大，温度也更高。在做功冲程，汽油机利用火花塞产生电火花点燃燃料，而柴油机是在压缩冲程结束时，由喷油嘴喷向汽缸内雾状柴油，雾状柴油弥散在高温高压空气中，便立即燃烧。
课堂练习
1.如图所示是汽油机的( )
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
C
课堂练习
2.汽油机将机械能转化为内能的是( )
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
B
课堂练习
3.如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（
）
A.压缩冲程，将化学能转化为内能
B.压缩冲程，将机械能转化为内能
C.做功冲程，将内能转化为机械能
D.做功冲程，将机械能转化为内能
B
课堂练习
4.下图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的,你认为压缩冲程是 ( )
C
课堂练习
5.下图中的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的,你认为让汽车获得动力的冲程是 ( )
B
课堂总结
一、内燃机：热机工作时，燃料在气缸里燃烧，产生的燃气推动活塞做功。内燃机有汽油机和柴油机。
二、汽油机的工作过程由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成。压缩冲程，机械能能转化为内能；做功冲程，内能转化为机械能。完成一个工作循环活塞往复各两次，曲轴转动
两周，只有做功冲程燃气推动活塞做功，其余三个冲程靠飞轮的转动惯性完成。柴油机与汽油机在构造和工作过程中有不同。
三、飞向太空。我国万户进行飞天尝试，成为人类飞行史上的先驱者。2012年神舟九号将三位
航天员送入“天宫”一号实验舱，嫦娥五号于2020年12月在月球上取回样品返回地球。
板书设计
一、内燃机：热机工作时，燃料在气缸里燃烧，产生的燃气推动活塞做功。内燃机有汽油机和柴油机。
二、汽油机的工作过程由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成。压缩冲程，机械能能转化为内能；做功冲程，内能转化为机械能。完成一个工作循环活塞往复各两次，曲轴转动
两周，只有做功冲程燃气推动活塞做功，其余三个冲程靠飞轮的转动惯性完成。柴油机与汽油机在构造和工作过程中有不同。
三、飞向太空。我国万户进行飞天尝试，成为人类飞行史上的先驱者。2012年神舟九号将三位
航天员送入“天宫”一号实验舱，嫦娥五号于2020年12月在月球上取回样品返回地球。
作业布置
1.
P28T1、T2。
2.家庭作业：P28家庭实验室：制作热风车。
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