教科版九年级上2.1 热机教案
图片预览
文档简介
2.1 热机
【学习目标】
1.理解热机的原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能.
2.了解热机的发展历史，了解历史上和现实社会中的几种热机
【教学重难点】
重点：热机的工作原理.
难点：蒸汽机工作过程的分析.
【教学方法】
讲解法，集体讨论法。
【教学过程】
新课导入：
展示蒸汽机车、以蒸汽为动力的火车两张图片，引入热机。
新课讲授：
知识点1：利用内能来做功
想一想：改变物体内能的方式有哪两种？各举一个生活应用的实例。
1.实验探究热机的原理：
提问：如图所示，在试管内装一些水，用带玻璃管的胶塞塞住，你观察到什么现象？说明了什么？在这个过程中能量是如何转化的？水蒸气获得的内能与燃料燃烧产生的内能谁多？多出的那些能量给谁了？
教师总结：1.瓶塞冲出，管口出现白雾，内能转化为机械能。燃料燃烧产生的内能多，多出的能量转化成热量损耗掉了。
热机的种类
利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机，内燃机，汽轮机，喷气发动机等。内燃机分为汽油机和柴油机两大类。
知识点2：汽油机的工作原理
汽油机的构造
想一想：（1）什么叫一个冲程？
（2）汽油机完成一个工作循环包括几个冲程？各冲程的名称是什么？
（3）一个工作循环曲轴转过多少圈？
教师总结：（1）汽油机在工作时，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。
汽油机的一个工作循环由4个冲程组成，分别是吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。
每完成一个工作循环曲轴和飞轮均转动两周。
汽油机的工作过程
思考：请分别说出4个冲程中。两个气门的状态？活塞向什么方向运动？有无能量转化，如果有是怎样转化的？
3.柴油机的构造
4.汽油机与柴油机的异同点
教师总结：
柴油机汽油机的相同点
（1）基本构造和主要部件的作用相似。
（2）每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
（3）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
（4）一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
柴油机汽油机的不同点
（1）构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。
（2）燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。
（3）吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。
（4）点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
课堂练习：
1．下面关于内燃机的说法错误的是（ ）
A．汽油机是汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能的机器
B．汽油机和柴油机都是内燃机
C．内燃机只能在燃料燃烧完全结束后才对外做功
D．内燃机一般在燃料燃烧的同时对外做功
【解答】解：
A.汽油机是汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能的机器，故A正确，不符合题意；
B.汽油机和柴油机都是内燃机，故B正确，不符合题意；
CD.内燃机是在燃料燃烧的同时对外做功，故C错误符合题意，D正确不符合题意。
故选：C。
2．下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（ ）
A．热机排出的尾气没有内能
B．热机都是使用汽油作燃料
C．热机的效率能达到100%
D．热机的大量使用会造成环境污染
【解答】解：A.热机中排出的尾气温度比较高；一切物体都具有内能，由此可知，热机排出的尾气具有内能，故A错误；
B.热机中的汽油机，燃料是汽油，但热机的种类比较多，使用的燃料也比较多，燃料主要有汽油、柴油、氢气、天然气、煤等，故B错误；
C.无论技术多么先进，热机排出的气体带走较多的内能，冷却水要带走较多的内能，还存在摩擦和辐射，所以热机效率也不可能达到100%，故B错误；
D.热机的大量使用会对环境造成污染，如尾气排放对大气进行污染、尾气温度较高存在热污染、使用热机噪声较大，存在噪声污染等，故D正确。
故选：D。
3．下列说法中正确的（ ）
A．热机的功率大，热机效率一定高
B．柴油机的吸气冲程将燃料和空气的混合气体进入气缸，柴油机的效率一定比汽油机效率高
C．热机单位时间内消耗的燃料少，热机效率一定高
D．四冲程内燃机一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成
【解答】解：
A.功率是表示物体做功快慢的物理量，热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，两者之间没有直接关系。故A错误。
B.柴油机的吸气冲程是将空气吸入气缸，而燃料是从喷油嘴喷入气缸，且效率是有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，汽油机的效率是26%﹣40%，柴油机的效率是34%﹣45%，柴油机的效率通常比汽油机高。故B错误。
C.热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与热机单位时间内消耗的燃料多少无关。故C错误。
D.四冲程内燃机的一个工作循环中吸气冲程、压缩冲程、排气冲程都是靠飞轮的惯性来完成的。故D正确。
故选：D。
课堂小结：
热机：
定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。
热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等
作业布置：
【板书设计】
热机
一、热机
1.定义：利用内能做功的机械
2.热机的工作原理：把内能转化为机械能
二.汽油机
1.构造：
2.工作原理：
吸气冲程：
压缩冲程：机械能→内能
做功冲程：内能一机械能
排气冲程：
三、柴油机
柴油机与汽油机的异同
【课后反思】
1.热机的原理；燃料燃烧时，将燃料的化学能转化为内能，通过做功转化为机械能。
2.内燃机的原理：燃料在气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，利用燃气推动活塞做功。
1
【学习目标】
1.理解热机的原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能.
2.了解热机的发展历史，了解历史上和现实社会中的几种热机
【教学重难点】
重点：热机的工作原理.
难点：蒸汽机工作过程的分析.
【教学方法】
讲解法，集体讨论法。
【教学过程】
新课导入：
展示蒸汽机车、以蒸汽为动力的火车两张图片，引入热机。
新课讲授：
知识点1：利用内能来做功
想一想：改变物体内能的方式有哪两种？各举一个生活应用的实例。
1.实验探究热机的原理：
提问：如图所示，在试管内装一些水，用带玻璃管的胶塞塞住，你观察到什么现象？说明了什么？在这个过程中能量是如何转化的？水蒸气获得的内能与燃料燃烧产生的内能谁多？多出的那些能量给谁了？
教师总结：1.瓶塞冲出，管口出现白雾，内能转化为机械能。燃料燃烧产生的内能多，多出的能量转化成热量损耗掉了。
热机的种类
利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机，内燃机，汽轮机，喷气发动机等。内燃机分为汽油机和柴油机两大类。
知识点2：汽油机的工作原理
汽油机的构造
想一想：（1）什么叫一个冲程？
（2）汽油机完成一个工作循环包括几个冲程？各冲程的名称是什么？
（3）一个工作循环曲轴转过多少圈？
教师总结：（1）汽油机在工作时，活塞在气缸内往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。
汽油机的一个工作循环由4个冲程组成，分别是吸气冲程，压缩冲程，做功冲程，排气冲程。
每完成一个工作循环曲轴和飞轮均转动两周。
汽油机的工作过程
思考：请分别说出4个冲程中。两个气门的状态？活塞向什么方向运动？有无能量转化，如果有是怎样转化的？
3.柴油机的构造
4.汽油机与柴油机的异同点
教师总结：
柴油机汽油机的相同点
（1）基本构造和主要部件的作用相似。
（2）每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
（3）四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
（4）一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
柴油机汽油机的不同点
（1）构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。
（2）燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。
（3）吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。
（4）点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
课堂练习：
1．下面关于内燃机的说法错误的是（ ）
A．汽油机是汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能的机器
B．汽油机和柴油机都是内燃机
C．内燃机只能在燃料燃烧完全结束后才对外做功
D．内燃机一般在燃料燃烧的同时对外做功
【解答】解：
A.汽油机是汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能的机器，故A正确，不符合题意；
B.汽油机和柴油机都是内燃机，故B正确，不符合题意；
CD.内燃机是在燃料燃烧的同时对外做功，故C错误符合题意，D正确不符合题意。
故选：C。
2．下列关于热机和环境保护的说法，正确的是（ ）
A．热机排出的尾气没有内能
B．热机都是使用汽油作燃料
C．热机的效率能达到100%
D．热机的大量使用会造成环境污染
【解答】解：A.热机中排出的尾气温度比较高；一切物体都具有内能，由此可知，热机排出的尾气具有内能，故A错误；
B.热机中的汽油机，燃料是汽油，但热机的种类比较多，使用的燃料也比较多，燃料主要有汽油、柴油、氢气、天然气、煤等，故B错误；
C.无论技术多么先进，热机排出的气体带走较多的内能，冷却水要带走较多的内能，还存在摩擦和辐射，所以热机效率也不可能达到100%，故B错误；
D.热机的大量使用会对环境造成污染，如尾气排放对大气进行污染、尾气温度较高存在热污染、使用热机噪声较大，存在噪声污染等，故D正确。
故选：D。
3．下列说法中正确的（ ）
A．热机的功率大，热机效率一定高
B．柴油机的吸气冲程将燃料和空气的混合气体进入气缸，柴油机的效率一定比汽油机效率高
C．热机单位时间内消耗的燃料少，热机效率一定高
D．四冲程内燃机一个工作循环中有三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成
【解答】解：
A.功率是表示物体做功快慢的物理量，热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，两者之间没有直接关系。故A错误。
B.柴油机的吸气冲程是将空气吸入气缸，而燃料是从喷油嘴喷入气缸，且效率是有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，汽油机的效率是26%﹣40%，柴油机的效率是34%﹣45%，柴油机的效率通常比汽油机高。故B错误。
C.热机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比，与热机单位时间内消耗的燃料多少无关。故C错误。
D.四冲程内燃机的一个工作循环中吸气冲程、压缩冲程、排气冲程都是靠飞轮的惯性来完成的。故D正确。
故选：D。
课堂小结：
热机：
定义：热机是利用内能来做功，把内能转化为机械能的机器。
热机的种类：蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等
作业布置：
【板书设计】
热机
一、热机
1.定义：利用内能做功的机械
2.热机的工作原理：把内能转化为机械能
二.汽油机
1.构造：
2.工作原理：
吸气冲程：
压缩冲程：机械能→内能
做功冲程：内能一机械能
排气冲程：
三、柴油机
柴油机与汽油机的异同
【课后反思】
1.热机的原理；燃料燃烧时，将燃料的化学能转化为内能，通过做功转化为机械能。
2.内燃机的原理：燃料在气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，利用燃气推动活塞做功。
1
同课章节目录