10.4 热机 同步教案 初中物理北师大版九年级全一册（2022年）

10.4 热机
教学目标
一、知识目标
1．通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。
2．通过教师引导学生观看模型，教师并演示汽油机工作中一个周期的四个冲程，让学生了解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。
3．通过讨论和讲解了解燃料的热值和热机的效率。
4．通过能量的转化和转移认识效率。 　　
二、能力目标
1．通过演示实验提高学生观察和分析问题的能力。
2．利用演示实验、讲解和讨论，引导学生理论联系实际、利用物理知识分析实际问题的能力。
3．培养学生的创新意识。 　　
三、情感体验目标
1．通过演示实验，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，培养学生实事求是的科学态度。
2．对学生进行爱祖国爱科学的教育。提高学生重视效益、效率的意识和科技意识，激励学生为科技的发展而努力学习，教育学生重视环境保护。
教学重难点
教学重点
1. 通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。
2. 知道四冲程汽油机的基本结构和工作原理。
3. 通过讨论了解燃料的热值和热机效率。 　　
教学难点
1. 组织、指导学生通过演示实验得出可以利用内能来做功。
2. 利用实验演示让学生知道四冲程汽油机的工作原理。　
教学过程
教学准备
试管、水、酒精灯、铁架台、汽油机模型、火柴、金属网等。 　　
新课引入
（一）导入新课
请大家拿出小汽车模型（各人自带），今天这节课，我们主要研究小汽车等机器的“心脏”——热机。
新课讲解
1．整体感知
内燃机是内能转化为机械能的机器，内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。内燃机在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次，完成一个冲程所用时间是整个周期的四分之一。内燃机的能量来源于燃油燃烧时的化学能。而1 kg的某种燃料在完全燃烧时放出的热量叫做热值。也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否燃烧均无关系。有效利用燃料是节能的重要措施，有效利用燃料的途径：一是要让燃料尽可能充分燃烧；二是要减小热量的损失。
2．教学互动
互动1：实验（教科书中图10-21），引出内能可做功。
明确 教师引导学生分析：酒精燃烧放出热量（化学能转化为内能），通过热传递将一部分内能转移给了水，水的内能增加使其温度逐渐升高直至沸腾，产生大量水蒸气，水蒸气越来越多，对软木塞的压力越来越大，最后将软木塞推出试管口，这就是水蒸气膨胀对软木塞做功。由这个实验我们知道，利用内能可以做功，热机就是把内能转化为机械能的装置。
互动2：内燃机的基本结构和工作过程。
明确 内燃机的主要特点：燃料直接在汽缸内燃烧。教师引导学生观看模型，教师并演示汽油机工作中一个周期的四个冲程，引导学生得出：内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次。在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。
互动3：燃料的热值。
明确 教师提出问题：燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、柴油等，气体燃料有煤气、天然气等。根据你的经验，相同质量的不同燃料燃烧时放出的热量是不是相同？学生讨论后得出：不同。教师进一步引导后得出：燃料燃烧的本质是发生了化学变化，在燃烧的过程中燃料的化学能转化为内能。相同质量的不同燃料燃烧时放出热量是不同的。物理学中，把1 kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。引导学生浏览书上的一些燃料的热值，使他们知道热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关。
互动4：有效利用燃料。
明确 从家用煤炉怎样节能谈起，引导学生结合实际来讨论，然后得出结论：一是要让燃料尽可能燃烧充分；二是要减小热量的散失。
互动5：学生讨论怎样提高燃料的利用率。
明确 根据教科书让学生讨论，内燃机中的燃料燃烧放出的热量是否能全部用来做功？学习讨论后，教师引导鼓励学生根据当地的实际情况提高燃料利用率。
板书设计
四、热机一、汽油机的四冲程　A．吸气冲程　B．压缩冲程（机械能转化为内能）　C．做功冲程（内能转化机械能）　D．排气冲程　二、热值：1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。单位：J/kg　三、有效利用燃料的途径　　一是让燃料尽可能充分燃烧；二是要减小热量的损失。
教学反思
（1）内容总结
本节课我们学习了汽油机的一个循环，知道内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程阻成以及各个冲程的具体情况，另外学习了热值这个新的物理量和怎样有效的利用燃料。
（2）方法归纳
本课通过以实验为主导的综合启式发教学，提高我们将科学技术应用于日常生活和社会的能力。
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