人教版物理九年级全一册 14.1热机（教案）

第1节　热机
教学目标
(一)知识与技能
1.了解四冲程汽油机和柴油机的基本工作过程。
2.了解能量的转化。
(二)过程与方法
1.培养应用已有知识解决实际问题的能力。
2.培养学生的创新意识。
3.培养学生观察和分析问题的能力。
(三)情感态度与价值观
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.提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。
3.培养学生的主人翁责任感和环保意识。
学情分析
地位和作用:《热机》是人教版九年级全册第十四章第一节内容,它是在上一章内能的基础上,进一步讨论内能的实际应用,通过能量转化来介绍如何利用内能以及结合在现实生活中现代技术的应用,来体现出物理于生活又应用于生活
重点难点
教学重点
汽油机的工作过程和能量转化。
教学难点
汽油机的基本工作过程的理解是难点。
教学过程
活动1【导入】引入新课
(一)导入新课
1.提问:同学们,2016年9月15日发生了什么重大事件
回过头看我们现实生活中的摩托车、汽车能够运动起来,它们的核心设备是什么
2.演示:学生:发动机
问:发动机是怎样获得动力的 请看课本p17页图14.1-1(课件)原理图
3.提问:实验中有哪些能量转换 现象是什么
讲解:化学能——内能——机械能;活塞被弹射出去/叶轮转动。
活动2【导入】讲授新课
(二)、进行新课
一、热机:我们前面所涉及到的发动机是燃料的化学能通过燃烧转化为内能,又通过做功,把内能变成机械能的机器,这种叫做热机。热机种类很多,如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等等。
二、内燃机:用酒精灯给试管中的水加热,由于燃料在试管外燃烧,热量损失较大,内能的利用率较低。把燃料移到内部去燃烧,来获得更大的动力燃料在气缸内燃烧的热机就叫做内燃机。
1.汽油机:最常见的内燃机,以汽油或柴油为燃料,分别叫做汽油机和柴油机我们首先介绍汽油机
①构造:进气门,排气门,火花塞,气缸,活塞,连杆,曲轴。(介绍名称的同时,介绍各部分的功能)
冲程:活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程
②工作过程:提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况
内燃机的工作过程以一个循环为一个单元,一个循环又分为四个冲程。
吸气冲程:开始工作前,活塞位于气缸上端,进、排气门均关闭。提问:a活塞向下运动时,进气门和排气门的状态 b吸入什么气体 (工作时,活塞由上向下运动,进气门打开,排气门仍关闭。由于缸内体积增大,压强减小,空气和汽油的混合气体被吸入气缸。)
压缩冲程:活塞运动到最下端,就开始转为向上运动。提问:a进、排气门的状态 b气体状态 c能量如何转化 (这时进气门、排气门都关闭,混合气体被压缩成高温高压的混合气体。(机械能转化为内能))
做功冲程:提问:a汽缸内部发生了什么 b能量如何转化 (在压缩冲程结束的瞬间?火花塞产生电火花?使燃料猛烈燃烧?产生高温高压气体?高温高压燃气推动活塞由上向下运动?通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。(内能转化为机械能))
排气冲程:提问:燃烧后的废气如何排出 (活塞继续由下向上运动,进气门关闭,排气门打开,燃烧后的废气被活塞推出缸外。)
此后活塞又由上向下运动,从此进入下一轮循环。
③能的转化。汽车在开动前,是如何使内燃机起动的
总结:通过外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、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功,内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功,一部分通过飞轮(与曲轴相连的质量较大的轮子)保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动,靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。(可利用flash课件让学生理解汽油机的工作过程。)
2.柴油机:柴油机与汽油机有共同的地方,也有不同之处。
①柴油机与汽油机的相同点:都是内燃机;一个工作循环都要经历四个冲程
②柴油机与汽油机的不同点:
a构造方面:柴油机没有火花塞,而在相应位置上安装的是喷油嘴;
b工作过程上:吸入的气体不同(汽油机吸入的是什么 柴油机吸入的只是空气);
c压缩情况不同(问:汽油机压缩冲程末温度、压强多大 柴油机压缩冲程末,气体体积要小得多。所以压强更大,温度更高,这个温度早已超过了柴油的燃点);
d点火方式不同(汽油机靠火花塞点火。柴油机由于压缩气体温度已超过柴油燃点,从喷油嘴喷入雾状柴油便可立即燃烧。这种方式称为压燃式);
3.用途方面:柴油机比汽油机便宜,但汽油机一般比柴油机轻巧,所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些小型农用机械上。而柴油机一般用在舰船、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上。
活动3【导入】随堂练习
(三)随堂练习
1、在四冲程内燃机工作的一个工作循环中,存在着机械能转化为内能的过程,也存在着内能转化为机械能的过程这两个能量转化的过程存在于( )
A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和做功冲程
C.做功冲程和排气冲程 D.吸气冲程和排气冲程
2、汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,汽缸中的( )
A.压强增大,温度降低 B.压强减小,温度升高;
C.压强增大,温度升高; D.压强减小,温度降低
3、根据汽油机和柴油机的区别,下列说法正确的是( )
A.汽油机汽缸顶部有一个火花塞,柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴
B.汽油机吸入的是空气,柴油机吸入的是空气和柴油的混合物
C.吸气冲程是内能转化为机械能
D.压缩冲程是内能转化为机械能
4、关于“热机”,下列说法正确的是( )
A、压缩冲程中的能量转化是内能转化为机械能
B、做功冲程中的能量转化是机械能转化为内能
C、热机所产生的噪音,可以被热机上的消音器完全吸收
D、用水循环来降低热机的温度,主要是利用水的比热容较大的特性
5、四冲程柴油机工作时,活塞向上运动的冲程是( )
A、吸气和排气 B、压缩和做功 C、做功和排气 D、压缩和排气
活动4【作业】课后作业
(四)课外作业:P21 2.3.4
活动5【导入】板书设计
(五)板书设计
热机
一、热机工作原理和分类
二、汽油机
1、构造?
2、工作过程和能的转化?
(1).吸气冲程
(2).压缩冲程(机械能转化为内能)
(3).做功冲程(内能转化机械能)
(4).排气冲程
三、柴油机
1、柴油机与汽油机的相同点:?都是内燃机?一个工作循环都要经历四个冲程
2、柴油机与汽油机的不同点?
(1)构造方面?
(2)工作过程上?压缩情况不同点火方式不同