课件24张PPT。第14章第1节
热 机蒸汽机超音速汽车 看一看想一想： 如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到什么现象？塞子运动的机械能水蒸气的内能又从何得到？酒精燃料的化学能水蒸气的内能塞子的机械能热机利用内能做功的机械。橡皮塞被冲开，推动塞子的能量来自哪里？水蒸气的内能实验现象：塞子被冲出
热机的种类： 蒸汽机 热机的种类： 内燃机 热机的种类： 蒸汽机内燃机汽轮机喷气发动机喷气发动机汽轮机内燃机：汽油机柴油机㈠汽油机的构造火花塞汽缸进气门活塞连杆排气门曲轴汽油机工作时，活塞在汽缸内往复运动时，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做_______一个冲程吸气压缩做功排气内燃机的 冲程和工作循环四个冲程全部完成称为发动机的一个工作循环。汽油机工作原理汽油和空气排出废气吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程3、汽油机的工作原理：打开关闭向下运动空气和汽油的混合物被吸入汽缸无能量转化关闭关闭向上运动燃料混合物被压缩，使其温度升高。在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花。机械能转化为内能
关闭
关闭
向下运动燃料猛烈燃烧，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，对外做功。内能转化为机械能关闭打开向上运动
排出废气无能量转化
3、一个工作循环 个冲程，曲轴转 圈，活塞往复 次，做 次功。简记：一个工作循环，四冲二转一做功。2、哪个冲程使汽车获得动力？其它几个冲程中活塞的运动是靠什么来完成的？压缩冲程是把机械能转化为内能；
做功冲程是把内能转化为机械能。做功冲程使汽车获得动力。
其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。 4221
1、在四个冲程中，哪些冲程发生了能量转化？ 如何转化的？小结：【典例精炼】四冲程汽油机进排气门都关闭、活塞向下运动的是_____冲程，若其转速为1800r/min，每秒钟经过 个冲程, 做功___次。 做功6015 温馨提示：
别忘了，单位要统一！喷油嘴进气门活塞连杆排气门汽缸曲轴火花塞柴油机的构造：柴油机工作原理想想议议：柴油机和汽油机除了在构造上的区别外，还有什么异同？请完成下表：汽缸顶部是火花塞 汽缸顶部是喷油嘴 吸入汽油和空气的混合气体 压缩程度较小 点燃式（火花塞点火） 较低 机体较轻，主要用于汽车、飞机、摩托车等。 只吸入空气。 ①汽油机的火花塞和柴油机的喷油嘴工作时刻都是在压缩冲程末。压缩冲程都是把机械能转化为内能，两个气门都关闭。②都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转两周，对外做功一次。都是做功冲程把内能转化为机械内能。③排气冲程排出废气的过程相同。 压缩程度较大 压燃式（柴油遇到热空气而燃烧） 较高 机体较重，主要用于载重汽车、火车、轮船等。 知识回顾总结提升谈谈你的收获：尝试练习： 2、单缸内燃机飞轮速度为3000r/min，那么，每秒钟燃气推动活塞做功的次数为 次。 253、在热机四个冲程中，发生能量转化的冲程是（ ）
A、吸气冲程、压缩冲程 B、压缩冲程、做功冲程
C、做功冲程、排气冲程 D、排气冲程、吸气冲程B1、热机是把_______能转化为_______能的机器。四冲程汽油机的一个工作循环是由 、 、 、 组成的，其中只有 是燃气对活塞做功，其它三个要 靠 来完成。 内机械吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程做功冲程飞轮的惯性4、如图5是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是（ ）
A.乙、甲、丁、丙? B.甲、乙、丙、丁?
C.乙、丙、甲、丁? D.甲、乙、丁、丙?
C甲乙丙丁5、右图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能
B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能
D．做功冲程，将机械能转化成内能C6、科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度?????（选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能?????（选填“增大”、“减小”或“不变”）这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的??????。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是?? ??冲程。
??????降低减小??效率??排气再见望同学们继续努力！第十四章 内能的利用
第一节 热机
【教学目标?】
知识与技能:
了解四冲程汽油机的基本工作原理。
理解热机的原理就是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能
了解历史上和现实社会中的几种热机。
过程与方法:
通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力。
利用投影和模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。
经过关于“能量是怎样转化的”讨论过程，了解到热机是通过做功使内能转化为机械能的。
通过阅读“科学世界现代汽车” 了解汽车的一些常识。
情感态度与价值观:
1、通过了解蒸汽机的发展历程，感悟物理学具有认识世界、改变世界的功能。
2、通过阅读“科学世界现代汽车”扩展学生的知识面。
【教学重与难点】?
重点：汽油机的工作过程及能量的转化。
难点：弄清内燃机的工作过程。
【教学准备】
铁架台、试管、胶塞、酒精灯、水、汽油机与柴油机实物模型、多媒体课件。?
【教学过程】?
主要教学过程
教学内容
教师活动
学生活动
一、出示图片提出问题，引入新课：
【多媒体展示】：
蒸汽机的发明给人类带来了巨大的动力，十八世纪第一辆汽车每小时只能跑几千米，到现在的汽车甚至能超过声速。你想知道汽车是如何获得这么大的机械能的吗？我们这节课就来学习有关热机的知识。
欣赏
思考
听讲，进入新课学习。
二、新课讲授（一）热机
1.热机的原理：
2、热机种类及发展史
3、内燃机
（二）汽油机
1、汽油机的结构：
2、汽油机的工作原理：
（三）柴油机
1、柴油机构造
2、柴油机工作原理
3、内燃机的应用
【提出问题】-----汽车是如何获得机械能的?它的物理原理是什么？
【演示实验】：仔细观察老师下面做的实验，看看能否有所发现？
（注意：试管口斜对黑板，不要塞得太紧，避免胶塞冲出时热水烫伤。）
展示思考问题：
（1）看到什么现象？
（2）橡胶塞被顶开，推动塞子的能量来自哪里？
（3）水蒸气对木塞做功，它具有的能从何得到？
（4）在加热过程中水蒸气内能的变化是怎样的？
总结：这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理。人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械----热机。
（设计意图：通过图片的展示，简单的小实验，引发学生的思考，调动学习的兴趣，活跃课堂气氛。体现从生活走向物理。）
【讲述】：热机的发明和广泛使用，使人类迈入了工业化社会，热机的种类很多，例如有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等，它们都是把内能转化为机械能的，你知道哪些地方用到了热机吗?
鼓励学生大胆回答，并出示图片，简单介绍热机发展过程。
蒸汽机 喷气发动机
汽轮机
【过渡问题】：现代生活中常见的汽车是靠水蒸气来做汽车动力的吗？靠什么？
【交流】：汽油或柴油燃烧后产生高温高压的燃气，燃气推动汽车做功，我们把燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。以汽油为燃料的内燃机叫汽油机，以柴油为燃料的叫柴油机。展示汽油机、柴油机图片。
【过渡】内燃机是现代社会中最常见的一种热机，目前人们生活中重要的交通工具——汽车，其动力机械多数就是汽油机，我们重点学习汽油机的工作原理。
【认识构造】展示汽油机模型，指导学生认识构造，并简要介绍其作用。
【演示冲程】转动汽油机的手柄，让学生观察活塞在汽缸内的运动情况，向学生介绍冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。
【工作原理】要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动。
提问：四冲程汽油机的一个工作循环包括哪四个冲程?
让学生自学教材，利用汽油机模型进行操作，再结合汽油机工作的flash动画，仔细观察四个冲程的工作过程，并完成下表（答案见附件1）
冲程
名称
进气门开闭情
况
排气门开闭情况
活塞
运动
方向
冲程
的作
用
能量
的转
化
吸气
冲程
压缩
冲程
做功
冲程
排气
冲程
巡视学生自学情况，提示注意观察的问题。
【归纳总结】学生展示自己的表格完成情况，教师引导学生进行评价、补充。
适时点拨：可根据汽油机活塞运动方向和进气门、排气门的开闭情况来判断汽油机的四个冲程。
结合汽油机的工作过程回答：
①在四个冲程中，哪些冲程发生了能量转化？如何转化的？
②哪个冲程使汽车获得动力？其它几个冲程中活塞的运动是靠什么来完成的？
③一个工作循环 个冲程，曲轴转 圈，活塞往复 次，做 次功。
师生交流矫正，加深对汽油机工作过程的理解。
简记：一个工作循环：四冲二转一做功
【典例精炼】四冲程汽油机进排气门都关闭、
活塞向下运动的是_____冲程，若其转速为1800r/min，每秒钟经过 个冲程, 做功___次。
【过渡】柴油机也是内燃机，那么，它又是怎么工作的呢？
【认识构造】把汽油机模型和柴油机模型的构造进行对比，你有什么发现？
【工作原理】让学生阅读课本，动手操作柴油机模型，接着播放柴油机工作过程的flash动画，让学生仔细观察后思考下列问题：
（1）你能描述柴油机的工作过程吗？先让学生描述，再引导学生纠正补充。
（2）柴油机和汽油机除了在构造上的区别外，还有什么异同？请完成下表（答案见附件2）：
不
同
点
汽油机
柴油机
构造
吸气
冲程
压缩
冲程
点火
方式
效率
应用
相同点
【提出问题】提出以下问题让学生思考：
(1)从柴油机的工作过程，你能说出柴油机的功率为什么更大吗？
(2)汽油机轻巧但效率较低，柴油机笨重但效率较高，各有优点，它们在生活中各应用在哪些地方？
点拨：
（设计意图：适当的讲述降低了学生认识和理解的困难。实物模拟演示与动画观看加深了知识的理解记忆，并增加了知识的趣味性。）
思考回答：可能是燃料燃烧提供的能量转化得来的。
学生认真观察发生的变化。
思考、讨论
交流:水沸腾后
橡胶塞被冲开，
试管口出现白雾。
水蒸气的内能。
燃料的化学能→水和水蒸气的内能→塞子运动的机械能
理解热机的工作原理：内能转化为机械能。
结合生活经验回答：飞机、火箭、汽车、摩托车、拖拉机等。
倾听老师的讲述，了解热机的分类和热机的发展过程。
不是，是用汽油或柴油作为燃料。
观看图片从外形试区分汽油机和柴油机。
学生观察交流认识汽油机的构造：进气门、排气门、汽缸、火花塞、活塞、连杆、曲轴。
知道冲程定义
阅读课本，操作汽油机模型，仔细观察气门的开闭情况和活塞、曲轴的工作情况，自主学习汽油机的工作过程，完成表格。
观看实物演示实验，了解对应的冲程气门的开闭、活塞的运动方向、曲轴的转动。
学生回答相关的问题，互动交流。
①压缩冲程是把机械能转化为内能；做功冲程是把内能转化为机械能。
②做功冲程使汽车获得动力。其他冲程靠飞轮的惯性完成。
③四个冲程，转2周，往复2次，对外做功1次。
结合所学知识讨论回答：做功冲程；60个冲程；做功15次。
观看动画，能够说出相应的内容。
仔细阅读课本，动手操作柴油机模型，认真观看动画。
组内讨论，根据汽油机的工作过程描述柴油机的工作过程。
思考，组内交流比较两者的不同之处，然后代表展示，其余同学进一步完善，得出异同之处，完成表格。
回忆柴油机的工作过程，回答：由于柴油机对空气的压缩程度比汽油更高，因此可以输出更大的功率。
汽油机主要应用在汽车、飞机、摩托车等；柴油机主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船、重型机械等。
（四）科学世界：现代汽车
引导学生阅读科学世界“现代汽车”。
汽车动力系统
（设计意图：扩大学生视野，让学生了解物理知识的应用，体现了从物理到社会，同时也提高学生节约能源和保护环境的意识。）
阅读科学世界，了解现代汽车，拓展视野
三、课堂小结
引导学生总结收获，师生共同解决存在的问题。
学生讨论发言，梳理本节知识要点
四、课堂检测
老师巡视、讲评反馈
完成检测题
见附件3
五、布置作业课外拓展
1、完成物理助学。
2、阅读?“科学世界――现代汽车”
学生阅读科学世界内容，拓展视野。
【板书设计】
第十四章 内能的利用
第一节 热机
一、热机：利用内能做功的机械
二、热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气机等。
三、内燃机
（1）定义：燃料直接在机械内部燃烧产生动力的热机。
（2）种类：汽油机、柴油机
（3）汽油机的构造
（4）四冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程
四、内燃机的应用
（1）汽油机：汽车、飞机和小型农业机械
（2）柴油机：载重汽车、拖拉机、坦克、火车和轮船。
【教学反思】
一、案例的“亮点”
1、从本课教学目标出发，设计了一个实验“用酒精灯给密闭在试管中的水加热”，通过对这个实验的分析，向学生介绍了热机的原理。体现从生活走向物理。
2通过热机历史的了解，帮助学生了解历史的同时感受物理学给人类带来的巨大作用及艰辛的演变道路，帮助学会树立科学的价值观。
3、通过多媒体演示、实物演示，学生自学汽油机四冲程的特点，讨论得出能量的转化。详细分析了汽油机的四个冲程，每个冲程都由学生自己找出工作特点，有利于学生进行图的识别。让学生体会到物理就在身边。
二、教学中易出现的问题
第一：flash不是原创作品，都是借鉴了他人的成果，如果能自己制作flash就更加好了。
第二：本堂课实验不多，不能体现物理课作为一门实验性课程的课程特色。
附件1：汽油机的工作过程
冲程
名称
进气门开闭情况
排气门
开闭情
况
活塞运
动方向
冲程的作用
能量的转化
吸气
冲程
打开
关闭
向下
空气和汽油的混合物被吸入汽缸。
无能量转化
压缩
冲程
关闭
关闭
向上
燃料混合物被压缩，使其温度升高。在压缩冲程末，火花塞产生电火花。
机械能转化为内能
做功
冲程
关闭
关闭
向下
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，对外做功。
内能转化为机械能
排气
冲程
关闭
打开
向上
排出废气
无能量转化
附件2：比较汽油机和柴油机的异同：
不
同
点
汽油机
柴油机
构造
汽缸顶部是火花塞
汽缸顶部是喷油嘴
吸气
冲程
吸入汽油和空气的混合气体，
只吸入空气。
压缩
冲程
压缩程度较小
压缩程度较大
点火
方式
点燃式（火花塞点火）
压燃式（柴油遇到热空气而燃烧）
效率
较低
较高
应用
机体较轻，主要用于汽车、飞机、摩托车等。
机体较重，主要用于载重汽车、火车、轮船等。
相
同
点
①汽油机的火花塞和柴油机的喷油嘴的工作时刻都是在压缩冲程末。压缩冲程都是把机械能转化为内能，两个气门都关闭。
②都是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转两周，对外做功一次。都是做功冲程把内能转化为机械内能。
③排气冲程排出废气的过程相同。
附件3：
尝试练习
1、热机是把_______能转化为_______能的机器。四冲程汽油机的一个工作循环是由 、 、 、 组成的，其中只有 是燃气对活塞做功，其它三个要靠 来完成。
【答案】内，机械，吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程，做功冲程， 飞轮的惯性。
2、单缸内燃机飞轮速度为3000r/min，那么，每秒钟燃气推动活塞做功的次数为 次。
【答案】25
3、在热机四个冲程中，发生能量转化的冲程是（ ）
A、吸气冲程、压缩冲程 B、压缩冲程、做功冲程
C、做功冲程、排气冲程 D、排气冲程、吸气冲程
【答案】B
4、如图5是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列，正确的是
A.乙、甲、丁、丙?
B.甲、乙、丙、丁?
C.乙、丁、甲、丙?
D.甲、乙、丁、丙?
【答案】C
5、右图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能
B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能
D．做功冲程，将机械能转化成内能
【答案】C
6、科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度?????（选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能?????（选填“增大”、“减小”或“不变”）这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的??????。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是????冲程。
【答案】 降低????减小????效率???排气
