14.1热机 教案

第十四章　内能的利用
14.1　热　机 教案
三维目标：
【知识与技能】
1．知道热机的概念，初步了解热机的工作原理．
2．了解汽油机和柴油机的构造及掌握其工作原理．
3．了解历史和社会生活中的几种热机，深刻认识到内能的利用在人类发展史上的重要意义．
【过程与方法】
1．通过演示实验使学生了解利用内能可以做功．
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．
【情感、态度与价值观】
通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力．通过阅读“科学世界”使学生了解蒸汽机的发展历程，认识到人类非凡的创造力可以改变世界．
【重点】
汽油机的工作原理及各个冲程能量的转化过程．
【难点】
压缩冲程及做功冲程中的能量转化．
教学过程：
知识点一　热机
【自主学习】
阅读课本P17－18，完成以下问题：
1．利用内能做功的机械叫做__热机__.
2．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__.
3．内燃机分为__汽油机__和__柴油机__两大类，它们分别用__汽油__和__柴油__作为燃料．
【合作探究】
演示一　能量转化
如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热试管内的水，使水沸腾，观察现象．
1．你在实验中观察到了什么现象？
答：软木塞从管口冲出．
2．实验过程中有哪些不同形式的能量之间转化？
答：(1)燃料在燃烧时将化学能转化为水的内能．(2)当水蒸气把软木塞冲开时，将水的内能转化为软木塞的机械能．
【教师点拨】
把内能转化为__机械能__的机器叫__热机__，热机种类很多，有__蒸汽机__、__内燃机__、__汽轮机__、__喷气发动机__等．最常见的内燃机是__汽油机__和__柴油机__.
知识点二　汽油机
【自主学习】
阅读课本P18－19，完成以下问题：
汽油机的四个冲程分别是__吸气冲程__、__压缩冲程__、__做功冲程__、__排气冲程__.
【合作探究】
演示二　四冲程汽油机工作示意图
甲：吸气
乙：压缩
丙：做功
丁：排气
通过课件观察汽油机工作中每一个冲程的工作情况，并试着完成下表：
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
进气门
__打开__
__关闭__
__关闭__
__关闭__
排气门
__关闭__
__关闭__
__关闭__
__打开__
活塞运动方向
__向下__
__向上__
__向下__
__向上__
是否存在能量转化
__否__
__是__
__是__
__否__
1.在四个冲程中压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量变化？
答：(1)压缩冲程中，机械能转化为内能．(2)做功冲程中，内能转化为机械能．
2．哪个冲程获得动力？
答：做功冲程．
3．哪个冲程排出废气？
答：排气冲程．
【教师点拨】
(1)汽油机的主要构造有：主体是__汽缸__，内有__活塞__、它通过__连杆__与__曲轴__相连．上部有__进气门__和__排气门__，顶部有__火花塞__.
(2)汽油机的一个工作循环是由__吸气__、__压缩__、__做功__、__排气__四个冲程组成的．
(3)在一个工作循环中，活塞往复运动__两次__，曲轴转动__两周__，燃气对外做功__一次__.在压缩冲程中，机械能转化为__内能__，在做功冲程中，内能转化为__机械能__.
(4)在这个四个冲程中，利用曲轴的__惯性__来完成的冲程是__吸气__、__压缩__和__排气__冲程．
【跟进训练】
如图所示是某轿车发动机的四冲程汽油机的一个工作循环示意图．表示做功冲程的是(　C　)
知识点三　柴油机
【自主学习】
阅读课本P19－20，完成以下问题：
1．柴油机的主要构造有：主体是__汽缸__，内有__活塞__、它通过__连杆__与__曲轴__相连．上部有__进气门__和__排气门__，顶部有__喷油嘴__.
2．汽油机和柴油机都是先靠外力使飞轮和曲轴转动起来，只有__做功__冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮__惯性__完成．
【教师点拨】
柴油机与汽油机的异同之处
(1)柴油机与汽油机的相同点：
①都是__内燃机__.
②都是由__吸气__、__压缩__、__做功__、__排气__四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动__两周__，活塞往复__两次__，对外做功__一次__.
(2)柴油机与汽油机的不同点：
①构造：汽油机汽缸顶部有__火花塞__；柴油机汽缸顶部有__喷油嘴__.
②燃料：汽油机的燃料是__汽油__；柴油机的燃料是__柴油__.
③吸气：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：汽油机属__点燃式__点火，柴油机属__压燃式__点火．
【跟进训练】
一台四冲程内燃机的飞轮转速为1 800 r/min，它1 s完成(　D　)
A．30个冲程，做了30次功
B．60个冲程，做了60次功
C．120个冲程，做了30次功
D．60个冲程，做了15次功
课堂小结：
热机