2023-2024学年人教版物理九年级上册同步教案：14.1 热机（表格式）

世界
第1节　热机
教材解读 　本节内容主要包括三部分:热机、汽油机和柴油机。《初中物理新课程标准》对本节内容的要求是:“了解热机的工作原理;知道内能的利用在人类社会发展史上的重要意义,例如了解蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机的基本原理及这些发动机对生产力发展所起的作用以及对环境的影响。”　本节通过对四冲程汽油机结构的了解和工作过程的分析,初步阐述了热机工作中能量的转化,再通过阅读和对比,使学生了解柴油机的结构和工作原理。对内燃机的使用只做了简单说明,同时使学生知道内燃机的使用对环境也有影响。
教学目标 知识与技能 　1.了解汽油机和柴油机的基本构造和工作原理。　2.能口头或用文字表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。　3.了解汽油机与柴油机在构造上和工作过程中的异同点。
过程与方法 　1.通过演示实验,使学生了解可以利用内能来做功。　2.利用动画、图片或模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。　3.通过阅读“科学世界”,了解现代汽车的一些常识。　4.通过学习活动,锻炼学生初步的观察能力,并形成初步的研究问题的方法。
情感、态度与价值观 　1.通过教师、学生双边的教学活动,激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望,使学生乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理。　2.知道内燃机工作时有废气污染,树立环保意识。
教学重、难点 　重点:内燃机各个冲程的工作状态和能量转化。　难点:汽油机和柴油机的构造和工作原理及工作过程的异同点。
教学建议 　　内燃机的构造尽量通过模型认识。教学时,建议用演示、讲解、阅读、讨论的方式。演示指操作汽油机模型的运转(没有模型则采用挂图,最好是活动挂图),边运转边点明各部位的工作状态,例如机械传动部分的工作情况和控制的方法,特别要使学生认识到每个冲程的能量转化情况,所以演示中必须贯穿讲解。有了汽油机做基础,对柴油机的学习可让学生对照模型和图片,阅读课文,用自己的语言描述它的结构和工作状态,相互之间进行一些必要的讨论,可给一些阅读提示,如柴油机与汽油机构造的不同之处有哪些、柴油机压缩冲程末的工作状态与汽油机有什么区别、柴油机工作中的能量转化情况等。　内燃机属于热机,在介绍内燃机的应用方面,还可适当穿插一些其他类型的热机,如蒸汽轮机、燃气轮机、喷气机和火箭等,但不要太多。也可让学生自己从科普书籍、电视、报刊或网上获取热机的发展过程、热机与社会发展的关系,以及环境保护等问题的相关资料。
教师活动 学生活动 设计意图
【导入新课】情景引入:1.教师向学生展示五幅图片,分别描述古代人农耕、织布、车水、行车、行船。提出问题:古人如何获得动力 学生回答:人们的耕、织、运、作、行等活动,依靠畜力、风力、甚至人力。2.向学生展示三幅图片,分别描述蒸汽时代的纺织、火车、轮船。[过渡语] “它”为我们提供了强大的动力,把人们从繁重的体力劳作中解放出来,“它”是谁 这节课我们就来了解有关“热机”的知识。 观看、思考、感受、回答教师提出的问题 展示图片,用热机的出现给人类生活带来巨大变化引入新课,向学生介绍热机简史,为学习热机做准备。
【探究新知】一、热机发展简史1.向瓦特致敬:介绍瓦特对蒸汽机改进作出的贡献。2.展示蒸汽机车图片,让学生说一说蒸汽机的弊端。 了解瓦特,感受那个时代的激情。 使学生认识到在享受科技发展给生活带来的巨大变化的同时,更要尊重科学,敬仰推动科技发展的人。这样学生才会向往“将来成为他们那样的人”。
学生讨论回答:笨重、体积巨大,只能用于大型机器;不够环保。3.展示内燃机车图片,让学生说一说与蒸汽机车相比,它都有哪些优点 学生讨论回答:轻巧;相对环保。二、热机1.热机的原理实验演示:小组讨论:实验中能量转化的情况。分析总结:燃料燃烧时化学能转化为内能,传给水和水蒸气;水蒸气把塞子冲出去,水蒸气的内能转化为塞子的机械能。探究归纳:①利用内能做功的机械,叫做热机。②热机的工作原理:燃料的化学能内能机械能。2.热机的种类迄今为止,已经出现的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。3.内燃机及其分类(1)定义:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机,叫做内燃机。(2)内燃机根据所使用燃料的不同,可以分为汽油机和柴油机两大类。展示摩托车和重型卡车的图片。[拓展延伸] 内能的利用主要体现在两个方面:一是利用内能直接对物体加热;二是利用内能做功。利用内能加热物体实质是内能转移的过程,利用内能做功实质是内能转化成其他形式能的过程。[过渡语] 汽油机的工作原理与刚才所做实验的原理差不多,下面我们来分析一下汽油机的工作过程。 讨论,说出实验中能量的转化情况。思考、交流观察、思考、交流 用课本中的实验,简洁、直观地阐述热机的工作原理。了解热机的种类。了解不同种类内燃机的大致用途。
三、汽油机1.汽油机的构造展示图片或播放视频文件:归纳:汽油机由汽缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆等构成。2.汽油机的工作过程利用汽油机模型教具演示(或播放视频文件),并让学生观察分析。探究归纳:①活塞在汽缸中往复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。②四个冲程:吸气、压缩、做功、排气。③每个冲程的工作特点。判断汽油机工作过程的技巧冲程进气门排气门活塞运动方向能量转化吸气冲程开关向下无压缩冲程关关向上机械能→内能做功冲程关关向下内能→机械能排气冲程关开向上无3.汽油机的应用展示图片:四、柴油机1.认识柴油机并了解其构造。过渡语:汽油机轻巧灵便,但“力气”较小,有没有更“有劲”的呢 观察、思考阅读、思考,尝试描述汽油机的工作过程。 认清各部分结构的名称。通过彩图和辅助动画,学生能大致了解汽油机的工作过程。让学生解说,既是对阅读效果的考察,又能培养学生的语言表达能力。
展示图片,让学生观察柴油机的构造。阅读教材P19后两自然段。探究归纳:①柴油机由汽缸、喷油嘴、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆等构成。②柴油机和汽油机在构造、工作过程上大致是相同的。2.柴油机的应用多媒体展示图片:3.汽油机与柴油机的异同过渡语:柴油机与汽油机有什么相同之处和不同之处呢 师生讨论。归纳:(课件展示)项目汽油机柴油机不同点顶部构造火花塞喷油嘴燃料汽油柴油吸气冲程吸入汽缸的物质汽油和空气的混合物空气点火方式点燃式压燃式效率低高优缺点优点轻巧效率高缺点效率低笨重应用轻型汽车、摩托车轮船、火车课堂小结(略) 课堂练习(略) 布置作业(略) 学生思考、归纳、总结倾听教师讲述汽油机与柴油机的优缺点。 通过展示图片或模型让学生了解柴油机的构造及工作原理。对比学习可以使学生对两种内燃机的特点了解得更加清楚。