第十三章　第三节　内燃机教案 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

第三节　内　燃　机
【2022年版课标要求】
1.了解热机的工作原理。
2.知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
【重点难点】
重点:热机的能量转化、四冲程汽油机和柴油机的工作过程。
难点:四冲程汽油机和柴油机在结构、工作过程等方面的异同点和能量转化。
【教学准备】
教师准备:多媒体课件、汽油机和柴油机的模型、教学挂图。
学生准备:学案。
【教学设计】
【新课教学】
一、热机
演示实验:用酒精灯给试管中的水加热,如图所示,水沸腾后,达到一定程度,软木塞就会被水蒸气推出,在这个过程中,能量是怎样转化的
酒精燃烧将化学能转化为内能,接着,内能传递给水,最后水蒸气对软木塞做功,内能转化为机械能。这个装置就是一个简单原始的热机。
1.定义:把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置,称为热机,又叫发动机。
2.种类:热机分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等类型。内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。
说明:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机称为内燃机。
二、汽油机
教师出示汽油机模型,让学生仔细观察。
1.燃料:汽油机的燃料是汽油。
2.构造:汽油机的主要构造有汽缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴连杆、飞轮和火花塞。
3.冲程:活塞在汽缸内做一次单向运动叫作一个冲程(或行程)。
4.汽油机的工作原理:
甲: 吸气冲程 进气阀 打开 排气阀 关闭 活塞向下运动 空气和汽油的混合气体通过进气道进入汽缸
乙: 压缩冲程 进气阀 关闭 排气阀 关闭 活塞向上运动 混合气体被压缩,机械能转化为内能,内能增加、温度升高、压强增大
丙: 做功冲程 进气阀 关闭 排气阀 关闭 在压缩冲程末,火花塞产生电火花,气体迅速燃烧,高温高压气体迅速膨胀,使活塞向下运动 内能转化为机械能
丁: 排气冲程 进气阀 关闭 排气阀 打开 飞轮因为惯性继续转动使活塞向上运动,将燃烧后的废气排出缸外 接下来又进行吸气冲程
三、柴油机
教师出示柴油机模型,让学生仔细观察。
1.汽油机和柴油机的异同:
不 同 点 汽油机 柴油机
构造 火花塞 喷油嘴
吸气冲程吸 入的物质 空气和汽油 空气
压缩冲程末汽 缸内的温度 较高 更高
点火方式 点燃式 压燃式
做功冲程燃 气的压强 较大 更大
优缺点 效率低,燃点低;功率一般不大,较轻巧,工作平稳 效率较高,燃点较高;功率很大,较笨重,工作时震动较剧烈
应用 适于轻便快速工作,常在飞机、小汽车、摩托车上采用 适宜长途负荷大的工作,常在拖拉机、舰艇、坦克等上使用
相 同 点 1.都有进气门、排气门、活塞、汽缸、曲轴连杆。 2.都分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
2.四冲程内燃机在一个工作循环中,飞轮转动2周,活塞往复运动2次,汽缸内的燃油燃烧爆发1次,对外做功1次。
3.内燃机的四个冲程之间具有下列关系:
(1)在一个工作循环中,只有第三个冲程燃气对外做功,其他三个冲程不但不做功,还要消耗机械能。
(2)做功冲程为其他三个冲程提供能量,其他三个冲程为第三冲程提供基础。
(3)吸气、压缩、排气冲程都要靠飞轮的惯性来完成。
【课堂小结】
(1)学生进行课堂学习内容总结
(2)教室布置课后拓展内容
现代多缸四冲程柴油机效率高,其柴油小轿车效率已达到50%以上,在欧美国家很畅销,家庭小轿车拥有量已达到一半以上是柴油车,请上网查一查,多缸柴油轿车使用了哪些新技术
布置作业
课本P48-49作业
【板书设计】
第三节　内　燃　机
1.四冲程汽油机工作过程。
2.四冲程柴油机与汽油机的区别。
3.四冲程多缸内燃机工作原理。