人教版高中物理选修2-2 4.2 活塞式内燃机 教学设计
文档属性
| 名称 | 人教版高中物理选修2-2 4.2 活塞式内燃机 教学设计 |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 2.3MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2021-07-12 11:39:05 | ||
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文档简介
人教版高二物理选修2-2 第4章第2节
《活塞式内燃机》教学设计
【教学目标】
知识技能目标: 1. 理解内燃机的基本原理；
2.了解汽油机的工作过程——四冲程；
3.了解汽油机的柴油机的异同；
4.知道汽油机的柴油机都是活塞式的内燃机。
过程与方法: 1.分析汽油机的四个冲程，了解活塞式的发动机的工作过程；
2.了解不同热机的不同用途。
情感态度与价值观：对内燃机和轮机在生活中的应用，感受技术进步在工业文明发展中的重要作用，了解我国火箭的发展和成就，激发学生的爱国热情和献身科学事业精神。
【重 难 点】 汽油机的四个冲程的认识，并认识几个冲程的作用。
【教学过程】
(创设情景)什么是内燃机？PPT展示汽油锯、拖拉机等图片
随着热机技术的发展，热机的使用也越来越普遍，内燃机是普遍使用的一种热机类型。引入新课：这一节课我们学习《活塞式内燃机》
问：有没有外燃机呢？引入第一个问题——从外燃到内燃
一、从外燃到内燃 PPT展示外燃机原理动画图，介绍斯特林发动机（外燃机）
燃机的广泛使用使得燃机必须提高效率，那么如何提高效率呢？最重要的是寻找燃烧值更高的燃料以及更充分的利用燃烧放出来的热量。热量利用率较高的内燃机出现就是燃机发展的标志。
从蒸汽到活塞内燃机，不仅在燃料上实现了从煤到油的转变，而且在燃烧方式上实现了从外燃到内燃的转变。
对比外燃机，引入内燃机的概念：
1. 燃料在汽缸内燃烧的整机叫内燃机。
2. 内燃机的种类：
活塞式内燃机
燃气轮机
喷气发动机
通常所说的内燃机就是活塞式内燃机
二、活塞式内燃机
1. 活塞式内燃机的分类
按照使用的燃料分为：汽油机和柴油机两种。
工作原理：化学能→内能→机械能。
2. 内燃机的四冲程与工作循环：动画展示并提问、讲解
分组讨论并填表：
冲程名称 工作内容 气门开闭情况 活塞运动方向 曲轴转过角度
1
2
3
4
思考：哪个冲程做功？其它三个冲程靠什么运动？推动活塞做功一次曲轴转动几周？
3. 热机的功率：
汽油机的功率主要决定于汽缸的数目、容积、燃料气体的压缩比。
4. 压缩比
压缩比是指压缩过程始末汽缸体积的比值。压缩比越大，汽缸中气体温度升高越高，燃料燃烧后所能达到的温度也就越高。
思考：四缸发动机曲轴转动2周，推动活塞做功几次？
例题讲解：四缸四冲程活塞内燃机，其飞轮转速为300r/min，如果做功冲程中燃气对活塞的平均压强是5×105pa，活塞可移动距离为0.3m,活塞的面积为120cm,求这个内燃机的功率。
5. 汽油机的优缺点：启动迅速、转速高、震动不剧烈、发动机的重量与输出功率之比小。缺点：燃料比较贵，功率比较小。
7. 柴油机：柴油机工作时，活塞将缸内的空气压缩成高温、高压状态后，喷油嘴将柴油喷入缸内，柴油遇空气自燃，这类内燃机也叫自然式内燃机。
8. 柴油机的优缺点：柴油机的功率范围广， 可以产生几千万兆的功率。普通柴油比汽油便宜，并且不像汽油那样容易引起火灾，储存比较方便。缺点：比汽油机笨重，转速较慢，震动也比较剧烈。大型大型载重车，拖拉机、舰艇，坦克等多使用的是柴油机。
三、活塞内燃机的技术指标
包括发动机的排气量、最高输出功率、最大扭矩。
排量：排量又称排气量，等于各个汽缸工作容积的总和，它取决于汽缸直径和活塞上下运动的距离。
最高输出功率：最高输出功率一般用千瓦或者是马力来表示。发动机的输出功率同转速关系很大，随着转速的增加发动机的功率也相应提高。
最大扭矩：指是发动机从曲轴端输出的力矩，它也与转速有关。最大扭矩一般出现在发动机的中等转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。
四、燃油标号：为了保证发动机正常运转保护发动机，必须正确使用发动机燃油标号。
某牌号汽车发动机耗油、油标：60km/h等速，1.3型:4.4L/100km、1.6型:手动（自动）4.95L/100km，排放标准： 欧洲Ⅱ，燃油标号：1.3型90号无铅、1.6型93号无铅。
1、汽油标号：汽油标号是指汽油辛烷值的大小，辛烷值是汽油抗爆震性的标志。标号越大，汽油的抗爆震性越强。
2、爆震：爆震是指还没有点火，汽缸中的油气就自燃，点火时，开始自燃的油气便产生强烈的震动。
【课堂小结】
【板书设计】 1. 从外燃到内燃 斯特林发动机
2. 活塞式内燃机 分类 四冲程 原理
3. 活塞式内燃机的技术指标
4. 燃油标号 汽油标号 爆震
【课堂练习】
1. 下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（ ）
A 热机的大量使用会造成环境污染
B 所有的热机都是用汽油作燃料
C 汽车排出的尾气 都是有毒气体
D 热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除
2．甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示（ ）
A．甲的功率比较大
B．甲燃烧需要的燃料较少
C．工作时间相同，甲耗油较少
D．甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的比例较大
【总结与反思】
第1页 共4页
《活塞式内燃机》教学设计
【教学目标】
知识技能目标: 1. 理解内燃机的基本原理；
2.了解汽油机的工作过程——四冲程；
3.了解汽油机的柴油机的异同；
4.知道汽油机的柴油机都是活塞式的内燃机。
过程与方法: 1.分析汽油机的四个冲程，了解活塞式的发动机的工作过程；
2.了解不同热机的不同用途。
情感态度与价值观：对内燃机和轮机在生活中的应用，感受技术进步在工业文明发展中的重要作用，了解我国火箭的发展和成就，激发学生的爱国热情和献身科学事业精神。
【重 难 点】 汽油机的四个冲程的认识，并认识几个冲程的作用。
【教学过程】
(创设情景)什么是内燃机？PPT展示汽油锯、拖拉机等图片
随着热机技术的发展，热机的使用也越来越普遍，内燃机是普遍使用的一种热机类型。引入新课：这一节课我们学习《活塞式内燃机》
问：有没有外燃机呢？引入第一个问题——从外燃到内燃
一、从外燃到内燃 PPT展示外燃机原理动画图，介绍斯特林发动机（外燃机）
燃机的广泛使用使得燃机必须提高效率，那么如何提高效率呢？最重要的是寻找燃烧值更高的燃料以及更充分的利用燃烧放出来的热量。热量利用率较高的内燃机出现就是燃机发展的标志。
从蒸汽到活塞内燃机，不仅在燃料上实现了从煤到油的转变，而且在燃烧方式上实现了从外燃到内燃的转变。
对比外燃机，引入内燃机的概念：
1. 燃料在汽缸内燃烧的整机叫内燃机。
2. 内燃机的种类：
活塞式内燃机
燃气轮机
喷气发动机
通常所说的内燃机就是活塞式内燃机
二、活塞式内燃机
1. 活塞式内燃机的分类
按照使用的燃料分为：汽油机和柴油机两种。
工作原理：化学能→内能→机械能。
2. 内燃机的四冲程与工作循环：动画展示并提问、讲解
分组讨论并填表：
冲程名称 工作内容 气门开闭情况 活塞运动方向 曲轴转过角度
1
2
3
4
思考：哪个冲程做功？其它三个冲程靠什么运动？推动活塞做功一次曲轴转动几周？
3. 热机的功率：
汽油机的功率主要决定于汽缸的数目、容积、燃料气体的压缩比。
4. 压缩比
压缩比是指压缩过程始末汽缸体积的比值。压缩比越大，汽缸中气体温度升高越高，燃料燃烧后所能达到的温度也就越高。
思考：四缸发动机曲轴转动2周，推动活塞做功几次？
例题讲解：四缸四冲程活塞内燃机，其飞轮转速为300r/min，如果做功冲程中燃气对活塞的平均压强是5×105pa，活塞可移动距离为0.3m,活塞的面积为120cm,求这个内燃机的功率。
5. 汽油机的优缺点：启动迅速、转速高、震动不剧烈、发动机的重量与输出功率之比小。缺点：燃料比较贵，功率比较小。
7. 柴油机：柴油机工作时，活塞将缸内的空气压缩成高温、高压状态后，喷油嘴将柴油喷入缸内，柴油遇空气自燃，这类内燃机也叫自然式内燃机。
8. 柴油机的优缺点：柴油机的功率范围广， 可以产生几千万兆的功率。普通柴油比汽油便宜，并且不像汽油那样容易引起火灾，储存比较方便。缺点：比汽油机笨重，转速较慢，震动也比较剧烈。大型大型载重车，拖拉机、舰艇，坦克等多使用的是柴油机。
三、活塞内燃机的技术指标
包括发动机的排气量、最高输出功率、最大扭矩。
排量：排量又称排气量，等于各个汽缸工作容积的总和，它取决于汽缸直径和活塞上下运动的距离。
最高输出功率：最高输出功率一般用千瓦或者是马力来表示。发动机的输出功率同转速关系很大，随着转速的增加发动机的功率也相应提高。
最大扭矩：指是发动机从曲轴端输出的力矩，它也与转速有关。最大扭矩一般出现在发动机的中等转速的范围，随着转速的提高，扭矩反而会下降。
四、燃油标号：为了保证发动机正常运转保护发动机，必须正确使用发动机燃油标号。
某牌号汽车发动机耗油、油标：60km/h等速，1.3型:4.4L/100km、1.6型:手动（自动）4.95L/100km，排放标准： 欧洲Ⅱ，燃油标号：1.3型90号无铅、1.6型93号无铅。
1、汽油标号：汽油标号是指汽油辛烷值的大小，辛烷值是汽油抗爆震性的标志。标号越大，汽油的抗爆震性越强。
2、爆震：爆震是指还没有点火，汽缸中的油气就自燃，点火时，开始自燃的油气便产生强烈的震动。
【课堂小结】
【板书设计】 1. 从外燃到内燃 斯特林发动机
2. 活塞式内燃机 分类 四冲程 原理
3. 活塞式内燃机的技术指标
4. 燃油标号 汽油标号 爆震
【课堂练习】
1. 下列关于热机和环境保护的说法中正确的是（ ）
A 热机的大量使用会造成环境污染
B 所有的热机都是用汽油作燃料
C 汽车排出的尾气 都是有毒气体
D 热机所产生的噪声，可以被热机上的消声器完全消除
2．甲内燃机比乙内燃机的效率高，表示（ ）
A．甲的功率比较大
B．甲燃烧需要的燃料较少
C．工作时间相同，甲耗油较少
D．甲把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的比例较大
【总结与反思】
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