人教版初中物理九年級上冊教案第14章第1節(jié)《熱機(jī)》

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1、熱機(jī) 整體教學(xué)設(shè)計： 熱機(jī)是人類利用內(nèi)能的一種重要機(jī)械，了解熱機(jī)的工作原理對于理解熱機(jī)的構(gòu)造及工作過程會有很大幫助。熱機(jī)通過燃燒燃料獲得內(nèi)能，并將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因而可以將這一過程通過簡單實(shí)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(jī)和柴油機(jī)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(jī)工作原理的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解內(nèi)燃機(jī)的主要結(jié)構(gòu)；大致了解內(nèi)燃機(jī)工作時，能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移情況；了解內(nèi)燃機(jī)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(shí)驗來展示熱機(jī)的工作原理，借助模型和圖片

2、來認(rèn)識汽油機(jī)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(jī)中的內(nèi)燃機(jī)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(shí)際，從生活中去發(fā)現(xiàn)物理，同時在進(jìn)行實(shí)驗的過程中應(yīng)仔細(xì)觀察，嘗試進(jìn)行分析歸納，找出生活實(shí)例及物理實(shí)驗中所體現(xiàn)的共同點(diǎn)，學(xué)會根據(jù)事物的本質(zhì)進(jìn)行分類。 教學(xué)目標(biāo)： 知識與技能： 1．了解四沖程汽油機(jī)的構(gòu)造及工作原理； 2．從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識熱機(jī)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(shí)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(jī)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(jī)械中的物理學(xué)道理的良好習(xí)慣。 教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)： 1．重點(diǎn)：熱機(jī)的工作原理，四沖程汽油機(jī)的工作過程。 2．難點(diǎn)：四沖程熱機(jī)的工作沖程的異同點(diǎn)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(jī)、汽車、飛機(jī)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(shí)驗 也可將上述裝置進(jìn)行改進(jìn)，如下圖，增加趣味性 針對實(shí)驗提出問題： 請同學(xué)們交流討論：分析以上實(shí)

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(jī)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(jī)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(jī)械能而來的。 教師：汽車運(yùn)動時所具有的機(jī)械能又是如何獲得的？你能根據(jù)以上實(shí)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(shí)現(xiàn)代的飛機(jī)、火箭及古

5、老的蒸汽機(jī)等工作時機(jī)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(jī)械能的裝置，統(tǒng)稱為熱機(jī)。剛才的實(shí)驗就向我們揭示了熱機(jī)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(jī)的工作原理。熱機(jī)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(jī)。 播放汽車圖片并展示汽油機(jī)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?yán)锒及惭b有能夠?qū)⑵突虿裼腿紵笏@得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能裝置，它們分別叫做汽油機(jī)和柴油機(jī)。 教師：汽油機(jī)和柴油機(jī)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(jī)。當(dāng)然，內(nèi)燃機(jī)也屬于熱機(jī)的一種。下面，我們就以汽油機(jī)為例來了解內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造及工作過程。 教師展示汽油機(jī)模型，并結(jié)合多媒體投影，介紹汽油機(jī)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(jī)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(rèn)識汽油機(jī)一個工作循環(huán)的四個沖程： 吸氣沖程：如圖甲所示，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，

7、活塞由上端向下運(yùn)動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門吸入氣缸。 壓縮沖程：如圖乙所示，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動，燃料混合物被壓縮，壓強(qiáng)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?xì)狻８邷馗邏喝細(xì)馔苿踊钊蛳逻\(yùn)動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。 排氣沖程：如圖丁所示，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動，把廢氣排出氣缸。 教師：這四個沖程合稱為汽油機(jī)的一個工作循環(huán)，汽油機(jī)工作的四個沖程中，只有做功沖程是燃?xì)鈱钊龉?，其他三個沖程要靠飛輪的慣性來完成。在開始運(yùn)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(yùn)

8、動，以后汽油機(jī)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(jī)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?xì)鈱钊龉?，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，燃?xì)獾膬?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(jī)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(jī)工作過程時要注意各沖程活塞運(yùn)動的方向和進(jìn)氣門與排氣門開閉的情況。 教師：汽油機(jī)就是這樣，各沖程按一定的順序循環(huán)進(jìn)行，便不斷地將燃燒燃料獲得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，從而為我們的生活服務(wù)。 教師：柴油機(jī)也是我們常見的內(nèi)燃

9、機(jī)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(jī)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(diǎn)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(jī)與柴油機(jī)的異同點(diǎn)，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(jī)工作過程中能量的轉(zhuǎn)化過程： 2．汽油機(jī)的基本構(gòu)造主要包含： 3．汽油機(jī)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(jī)有四個工作沖程，如圖是內(nèi)燃機(jī)的________沖程，活塞下降時，燃?xì)鈨?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(jī)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(bǔ)充正確的是( ) A．①做功沖程 ②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 ③壓縮沖程 ④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 B．①壓縮沖程 ②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 ③做功沖程 ④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 C．①做功沖程 ②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ③壓縮沖程 ④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 D．①壓縮沖程 ②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 ③做功沖程 ④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 3．如圖展示的是航天飛機(jī)發(fā)射時的壯觀情景。航天飛機(jī)發(fā)射升空時，燃料通過燃燒將 能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，燃?xì)鈱鸺龉Γ謱?nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的 能。 4．一臺單缸四沖程柴

11、油機(jī)，飛輪轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分，該柴油機(jī)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(jī)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(jī)械 4．30；8.6×107（J） 五、板書設(shè)計 1．熱機(jī)的原理：燃燒燃料獲得內(nèi)能并把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 2．熱機(jī)的種類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī) 柴油機(jī)）、蒸汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī) 3．汽油機(jī)的基本構(gòu)造： 4．汽油機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）的四個沖程： 吸氣沖程： 壓縮沖程：機(jī)械能→內(nèi)能 做功沖程：內(nèi)能→機(jī)械能 排氣沖程： 六、教學(xué)反思 通過實(shí)驗來展示熱機(jī)的工作原理可以將抽象的問題形象化，使學(xué)生參與到實(shí)驗情境中，從而幫助學(xué)生從本源上理解熱機(jī)的工作原理。但為達(dá)到更好的實(shí)驗效果，可以對實(shí)驗器材進(jìn)行改進(jìn)，降低實(shí)驗的危險性，提高實(shí)驗的趣味性，增強(qiáng)實(shí)驗的可視性。 7 / 7