2021-2022学年人教版九年级物理全册学案 第1节 热机（无答案）

第1节
热机
学习目标
1.知道内燃机的四个冲程和工作原理
2.知道内燃机的能量转化
3.会判断内燃机的四个工作过程
教学过程
一、板书课题
导入语：同学们，来看一段神九升天的视频。火箭的强大推动力是从哪里来的呢？这就是本节课要学习的热机。
二、出示目标
过渡语：本节课的学习目标是什么呢？请看屏幕。
出示学习目标
学习目标
1.知道内燃机的四个冲程和工作原理
2.知道内燃机的能量转化
3.会判断内燃机的四个工作过程
三、师生实验
过渡语：怎样才能达标呢？我们要通过几次实验探究来获得知识，学会应用。
（一）第一次“先学后教”：直接用内能能否转化为机械能。
过渡语：电影中的蒸汽火车就是采用内能和机械能转化的，我们通过简单的实验来验证。
第一次“先学后教”
看课本P17——P18的内容，边看边思考以下问题:
1.依照图14.1-1实验的现象是什么？
2.这个过程中涉及到的两次能量转化是什么？
3.内燃机分为几大类？
步骤：（教师口述，师生同步做实验）
①将试管里装一部分水，斜插入铁架台上，下方放好点燃的酒精灯。
②过一会，试管中的水开始沸腾。
③实验现象：瓶塞会
（跳起/不跳起），试管口有
出现。
2、讨论得出结论：①在这个过程中，燃料燃烧将燃料的__
_能转化为水和水蒸气的___
能。塞子被推出的过程是水蒸气的
能转化为塞子的_______能。即_______对_______做功。
②这个实验展示了______的工作原理。而热机就是把_____能转化为_____能的机器。
（二）第二次“先学后教”：探究汽油机的工作原理
过渡语：汽车中的内燃机就是汽油机，我们拿来了汽油机的模型，来探究它的工作原理。
第二次“先学后教”
看课本P18——P19的内容，边看边思考以下问题:
1.依照图14.1-3，分别指出汽油机各部分的名称。
2.什么叫做一个冲程？汽油机一个循环有几个冲程？
3.根据图14.1-4说出每个冲程的特点是什么？
1、步骤：（教师口述，师生同步做实验）
①吸气冲程：将吸气冲程的进气门
，排气门关闭，活塞
运动，汽油和空气的混合物进入气缸。
②压缩冲程：将进气门和排气门都
，活塞向
运动，燃料混合物被压缩。
③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，产生高温高压气体，气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
④排气冲程：将进气门
，排气门
，活塞向
运动，把废气排出气缸。
2、讨论得出工作过程：汽油机分吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且四个冲程为一个循环，在一个工作循环中，曲轴和飞轮转两周，对外做功一次。
第三次“先学后教”：探究柴油机的工作原理
过渡语：拖拉机中的内燃机就是柴油机，我们拿来了柴油机的模型，来探究它的工作原理。
第三次“先学后教”
看课本P19——P20的内容，边看边思考以下问题:
1.柴油机的结构和汽油机有什么地方是不同的？
2.柴油机吸入气缸的是什么？汽油机吸入气缸的是什么？
3.柴油机的一个工作循环是几个冲程？
4.柴油机和汽油机有哪些异同点？
1、步骤：（教师口述，师生同步做实验）
①分组观察柴油机的结构，并一一指出。
②观察柴油机在进气、压缩的过程中，进排气门、活塞往
运动。
③观察柴油机在做功冲程，不再有火花塞，而是喷油嘴，喷出的是
。
2、讨论得出结论：柴油机在吸气冲程中，汽缸里只有空气，在压缩冲程中，汽缸中的气体温度超过了柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来了。
四、检测题
（1）如图是汽油机工作循环中的某一冲程,这个冲程是(
)
A.吸气冲程
B.
压缩冲程
C.做功冲程
D.
排气冲程
（2）四冲程汽油机的转速为720r/min，则在每秒内，汽油机对外做功的次数为（
）
A、360次
B、720次
C、12次
D、6次
五、后教
1.根据演示实验，指名学生回答1、4、5、6问题
师强调：实验时为确保人身安全在试管周围安装金属网。
讲述：同学们，这个简单的实验展示了热机的基本原理，指名学生回答2、3。
2.师强调：辨别汽油机的四个冲程，关键就是要看气门的关闭情况、活塞的运动方向或曲轴的转动方向。
总结：内燃机一个工作循环活塞往复两次，曲轴、飞轮转两圈，对外做一次功，其它三个冲程靠飞轮的惯性带动完成。
拓展延伸：启动内燃机，要靠外力（人力或电动机的驱动力）先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程。在做功冲程中燃气对活塞做功，内能转化活塞的机械能，并将一部分机械能通过飞轮储存起来，然后依靠飞轮的惯性来带动活塞，完成排气冲程及下一个循环的吸气和压缩冲程。
评1（6）：列表对比柴油机与汽油机有哪些异同点
名称
汽油机
柴油机
构造
燃料
一个工作循环
吸气冲程
压缩冲程
做工冲程
排气冲程
主要特点
适用范围
相同点
当堂训练：
燃料燃烧是一种__________反应，燃料燃烧时，燃料的__________能转化为________，也就是通常说的放出__________；热值是指____________，它的单位是________。
有一瓶煤油的热值是4.6×107J／kg，它的物理意义是____________________；若将它倒掉一半，余下煤油的热值是__________。
热机的效率是指__________，一般情况下，柴油机的效率比汽油机的要__________。
4．如图15.3，通过我们看到的完整的现象，下面说法正确的是（
）
图15.3
A．机械能转化为内能
B．内能转化为机械能
C．化学能转化为机械能
D．先是化学能转化为内能，然后转化为机械能
5．下列提高热机效率的方法中，不可行的是（
）
A．减少各种热损失B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦
C．充分利用废气的能量，如建热电站D．采取少消耗总能量的办法
6．在内燃机中，实现了内能向机械能转化的是（
）
A．吸气冲程B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
7．汽油机在压缩冲程中，汽缸中的燃料混合物（
）9
A．压强增大，温度降低
B．压强减小，温度降低
C．压强增大，温度升高
D．压强减小，温度升高
拓展：
8．关于燃料的热值正确的是（
）
A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关B．燃料的热值与燃料的种类有关
C．燃料的热值与燃料的多少有关D．燃料的热值与上面三个因素都有关
9．下面说法不正确的是（
）
A．燃料燃烧时，将化学能转化为内能
B．人类使用的能量绝大部分是从燃料的燃烧中获得的
C．l
kg的某种燃料燃烧时放出的燃料叫做这种燃料的热值
D．提高燃料的利用率是节约能源的重要措施
七、教后记