人教版初中物理九年級上冊教案第14章第1節(jié)《熱機》

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1、熱機 整體教學(xué)設(shè)計： 熱機是人類利用內(nèi)能的一種重要機械，了解熱機的工作原理對于理解熱機的構(gòu)造及工作過程會有很大幫助。熱機通過燃燒燃料獲得內(nèi)能，并將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，因而可以將這一過程通過簡單實驗再現(xiàn)，化抽象為形象，可以降低學(xué)生在理解上的難度。同時，對于汽油機和柴油機的構(gòu)造和工作過程的介紹，應(yīng)用模型和圖片或電腦動畫也將起到很好的教學(xué)效果。 教學(xué)分析： （1）教材分析 本節(jié)主要通過四沖程內(nèi)燃機工作原理的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解內(nèi)燃機的主要結(jié)構(gòu)；大致了解內(nèi)燃機工作時，能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移情況；了解內(nèi)燃機在現(xiàn)代生活，特別是交通方面的應(yīng)用。 （2）教法建議 通過實驗來展示熱機的工作原理，借助模型和圖片

2、來認識汽油機的構(gòu)造的工作過程，將復(fù)雜的原型簡化和形象化。 （3）學(xué)情分析 汽車等交通工具對于學(xué)生而言有較多的接觸，也知道它們都需要燃燒燃料，但對于它們的動力提供裝置——熱機中的內(nèi)燃機卻不一定清楚，尤其是對其內(nèi)部構(gòu)造及工作原理則更是陌生。 （4）學(xué)法建議 在學(xué)習(xí)的過程中要多聯(lián)系生活實際，從生活中去發(fā)現(xiàn)物理，同時在進行實驗的過程中應(yīng)仔細觀察，嘗試進行分析歸納，找出生活實例及物理實驗中所體現(xiàn)的共同點，學(xué)會根據(jù)事物的本質(zhì)進行分類。 教學(xué)目標： 知識與技能： 1．了解四沖程汽油機的構(gòu)造及工作原理； 2．從能量轉(zhuǎn)化的角度認識熱機的工作過程； 3．了解內(nèi)能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義。

3、 過程與方法： 1．通過演示實驗使學(xué)生了解可以利用內(nèi)能來做功； 2．利用模型和課件動畫演示并講解四沖程汽油機的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。 情感態(tài)度與價值觀： 培養(yǎng)學(xué)生樂于探究機械中的物理學(xué)道理的良好習(xí)慣。 教學(xué)重點、難點： 1．重點：熱機的工作原理，四沖程汽油機的工作過程。 2．難點：四沖程熱機的工作沖程的異同點和能量轉(zhuǎn)化。 課時設(shè)計： 1課時 教學(xué)過程： 一、導(dǎo)入部分 多媒體展示蒸汽機、汽車、飛機等圖片，提出問題：它們是如何獲得動力的？ 二、新授部分 課堂演示實驗 也可將上述裝置進行改進，如下圖，增加趣味性 針對實驗提出問題： 請同學(xué)們交流討論：分析以上實

4、驗過程中能量是如何轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的？ 引導(dǎo)學(xué)生分析以下過程： 酒精燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 加熱水：火焰的內(nèi)能傳遞給水（熱傳遞） 水蒸氣將塞子沖出（或者葉輪轉(zhuǎn)動）：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能（做功） 教師對學(xué)生的分析給予肯定。 教師：由上分析可知，活塞或葉輪的機械能是如何獲得的？ 學(xué)生：是通過燃燒燃料獲得內(nèi)能，內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機械能而來的。 教師：汽車運動時所具有的機械能又是如何獲得的？你能根據(jù)以上實驗作一聯(lián)想嗎？說說你的看法？ 學(xué)生：我覺得和上述過程是一樣的，汽車行駛時也要燃燒燃料，只不過所用的燃料種類不同而已。 教師：你分析得很好，那么，我們是否可以得出這樣的結(jié)論：其實現(xiàn)代的飛機、火箭及古

5、老的蒸汽機等工作時機械能也是通過這種方式得到呢？ 學(xué)生：可以 教師：我們把像這種通過燃燒燃料獲得內(nèi)能并把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置，統(tǒng)稱為熱機。剛才的實驗就向我們揭示了熱機的工作原理。 教師：請同學(xué)們再想想，生活中還有什么設(shè)備是利用了這個原理來工作的。 （學(xué)生交流討論） 學(xué)生：節(jié)日燃放的焰火等 教師：請同學(xué)們再閱讀教材相關(guān)的部分 教師：通過以上的探討，我們已經(jīng)知道了熱機的工作原理。熱機的種類非常多，但有一種是離我們較近的，甚至可能我們天天都和它有接觸，這就是內(nèi)燃機。 播放汽車圖片并展示汽油機模型 教師：同學(xué)們現(xiàn)在所見的汽車，需要燃燒燃料，你知道現(xiàn)代汽車使用的燃料主要有哪些嗎?

6、學(xué)生：汽油、柴油。 教師：對，現(xiàn)代汽車里都安裝有能夠?qū)⑵突虿裼腿紵笏@得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能裝置，它們分別叫做汽油機和柴油機。 教師：汽油機和柴油機由于工作時燃料都是在密閉的氣缸內(nèi)燃燒的，所以它們又統(tǒng)稱為內(nèi)燃機。當然，內(nèi)燃機也屬于熱機的一種。下面，我們就以汽油機為例來了解內(nèi)燃機的構(gòu)造及工作過程。 教師展示汽油機模型，并結(jié)合多媒體投影，介紹汽油機各部分構(gòu)造的名稱： 教師：知道了汽油的基本構(gòu)造，下面讓我們來分析汽油機是如何工作的。 教師對照投影圖片，介紹名詞：沖程 教師繼續(xù)對照投影圖片引導(dǎo)學(xué)生認識汽油機一個工作循環(huán)的四個沖程： 吸氣沖程：如圖甲所示，進氣門打開，排氣門關(guān)閉，

7、活塞由上端向下運動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸。 壓縮沖程：如圖乙所示，進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高。 做功沖程：如圖丙所示，在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣。高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。 排氣沖程：如圖丁所示，進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。 教師：這四個沖程合稱為汽油機的一個工作循環(huán)，汽油機工作的四個沖程中，只有做功沖程是燃氣對活塞做功，其他三個沖程要靠飛輪的慣性來完成。在開始運轉(zhuǎn)時，要靠外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運

8、動，以后汽油機才能自己工作。 教師：請同學(xué)們思考，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析壓縮沖程和做功沖程中能量的轉(zhuǎn)化過程。 學(xué)生：壓縮沖程：活塞對混合氣體做功，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，混合氣體內(nèi)能增加，溫度升高。 學(xué)生：做功沖程：燃氣對活塞做功，燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，燃氣的內(nèi)能減少，溫度降低。 教師：同學(xué)們分析得很好，特別注意的還有：汽油機吸氣沖程中吸入氣缸內(nèi)的是汽油和空氣的混合氣；分析汽油機工作過程時要注意各沖程活塞運動的方向和進氣門與排氣門開閉的情況。 教師：汽油機就是這樣，各沖程按一定的順序循環(huán)進行，便不斷地將燃燒燃料獲得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能，從而為我們的生活服務(wù)。 教師：柴油機也是我們常見的內(nèi)燃

9、機之一，它使用的燃料是柴油，由于使用的燃料的不一樣，則在構(gòu)造上和工作過程中與汽油機都有一定的差別，由于時間關(guān)系，關(guān)于它們之間的異同點這節(jié)課我們不能向大家介紹了，但我想同學(xué)們利用課外時間去搜集相關(guān)的資料，找出汽油機與柴油機的異同點，下節(jié)課和大家一起分享，好不好？ 三、小結(jié)部分 請同學(xué)們回憶： 1．汽油機工作過程中能量的轉(zhuǎn)化過程： 2．汽油機的基本構(gòu)造主要包含： 3．汽油機一個循環(huán)依次包含哪幾個沖程： 四、作業(yè)部分 1．內(nèi)燃機有四個工作沖程，如圖是內(nèi)燃機的________沖程，活塞下降時，燃氣內(nèi)能________（選填“減少”或“增加”）。 2．下列流程圖是用來說明單缸四沖程汽

10、油機的一個工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉(zhuǎn)化情況。關(guān)于對圖中①②③④的補充正確的是( ) A．①做功沖程 ②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 ③壓縮沖程 ④機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．①壓縮沖程 ②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 ③做功沖程 ④機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．①做功沖程 ②機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ③壓縮沖程 ④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 D．①壓縮沖程 ②機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ③做功沖程 ④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 3．如圖展示的是航天飛機發(fā)射時的壯觀情景。航天飛機發(fā)射升空時，燃料通過燃燒將 能轉(zhuǎn)化為燃氣的內(nèi)能，燃氣對火箭做功，又將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的 能。 4．一臺單缸四沖程柴

11、油機，飛輪轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分，該柴油機活塞1s對外做功____次。若其效率為40%，消耗5kg的柴油轉(zhuǎn)化成的機械能是 J。(q柴油=4.3×107J/kg) 參考答案： 1．做功　減少 2．D 3．化學(xué)；機械 4．30；8.6×107（J） 五、板書設(shè)計 1．熱機的原理：燃燒燃料獲得內(nèi)能并把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 2．熱機的種類：蒸汽機、內(nèi)燃機（汽油機 柴油機）、蒸汽輪機、噴氣發(fā)動機 3．汽油機的基本構(gòu)造： 4．汽油機（內(nèi)燃機）的四個沖程： 吸氣沖程： 壓縮沖程：機械能→內(nèi)能 做功沖程：內(nèi)能→機械能 排氣沖程： 六、教學(xué)反思 通過實驗來展示熱機的工作原理可以將抽象的問題形象化，使學(xué)生參與到實驗情境中，從而幫助學(xué)生從本源上理解熱機的工作原理。但為達到更好的實驗效果，可以對實驗器材進行改進，降低實驗的危險性，提高實驗的趣味性，增強實驗的可視性。 7 / 7