2019第三節(jié)內(nèi)燃機.doc

1、第三節(jié)內(nèi)燃機【教學(xué)目標(biāo)】一、知識與技能1.知道熱機、內(nèi)燃機的概念，知道內(nèi)燃機是熱機的一種，體會現(xiàn)代交通工具對人們生活的巨大影響 .2.通過模型或掛圖了解四沖程汽油機和柴油機的構(gòu)造.3.能用文字或口頭表述內(nèi)燃機各沖程的工作狀態(tài)和能量轉(zhuǎn)化.二、過程與方法1.學(xué)生通過觀察汽油機、柴油機的工作過程，能夠簡單地描述它們的主要特征，培養(yǎng)和提高學(xué)生的觀察能力.2.通過對汽油機、柴油機結(jié)構(gòu)的觀察，有對觀察到的現(xiàn)象做出判斷的意識.3.通過上網(wǎng)等各種途徑收集整理有關(guān)蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣式發(fā)動機的原理、特點的相關(guān)資料，培養(yǎng)學(xué)生收集信息和整理信息的能力.三、情感、態(tài)度與價值觀1.通過對本節(jié)課的學(xué)習(xí)， 培養(yǎng)學(xué)生

2、樂于探究生活中的物理學(xué)道理的良好習(xí)慣.2.通過學(xué)習(xí)熱機的應(yīng)用，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，培養(yǎng)學(xué)生將科學(xué)知識應(yīng)用于人類社會的意識，進一步認(rèn)識科學(xué)技術(shù)和社會的關(guān)系.【教學(xué)重點】四沖程汽油機的工作原理及能的轉(zhuǎn)化過程.【教學(xué)難點】汽油機和柴油機之間的區(qū)別.【教具準(zhǔn)備】多媒體課件、鐵架臺、試管、金屬網(wǎng)罩、膠塞、酒精燈、水；汽油機和柴油機的實物模型 .【教學(xué)課時】 1.5 課時【鞏固復(fù)習(xí)】教師引導(dǎo)學(xué)生復(fù)習(xí)上一課時所學(xué)內(nèi)容， 并講解學(xué)生所做的課后作業(yè)（教師可針對性地挑選部分難題講解） ，加強學(xué)生對知識的鞏固 .【新課引入】教師利用音像資料，展示汽車運動，坦克前進的畫面，然后設(shè)問：你知道汽車、坦克為什么會運動起來嗎

3、？汽車、坦克的發(fā)動機是怎樣獲得能量的？學(xué)生思考、討論、發(fā)表各自的看法.師 汽車、坦克的發(fā)動機其實是個內(nèi)燃機，它通過將燃料燃燒時產(chǎn)生的內(nèi)能第 1頁轉(zhuǎn)化為機械能，從而使汽車、坦克運動起來.下面我們就一起來學(xué)習(xí)第三節(jié)內(nèi)燃機 .【預(yù)習(xí)指導(dǎo)】閱讀課本 P45-48 文字內(nèi)容和插圖，把基本概念、規(guī)律、規(guī)定，以及汽油機和柴油機的異同點， 用紅色筆做上記號， 并完成對應(yīng)練習(xí)冊中 “課前預(yù)習(xí)” 部分，然后，各小組內(nèi)部交流討論，提出預(yù)習(xí)疑問，組長做好記錄，準(zhǔn)備展示.【交流展示】1.各小組代表舉手發(fā)言，報告“課前預(yù)習(xí)”答案，教師評價訂正.2.學(xué)生質(zhì)疑，教師指導(dǎo)釋疑.【拓展探究】熱機一、學(xué)生內(nèi)部討論交流，回答下列問題

4、.師 什么是熱機？什么是內(nèi)燃機？生：把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置稱為熱機； 燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機，叫做內(nèi)燃機 .教師用多媒體播放課件“熱機的分類和幾種發(fā)動機原理”.熱機的分類和幾種發(fā)動機原理（多媒體課件）（1）熱機的分類通常根據(jù)燃料燃燒方式，將熱機分為內(nèi)燃機與蒸汽發(fā)動機兩類 .凡燃料直接在氣缸內(nèi)燃燒，全部能量轉(zhuǎn)變過程在氣缸內(nèi)完成的熱機稱為內(nèi)燃機，如汽油機、柴油機等都屬于此類 .先把燃料燃燒時釋放的能量的一部分傳給工質(zhì)，再由工質(zhì)將得到的能量的一部分轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的稱蒸汽發(fā)動機，又稱外燃式發(fā)動機 .內(nèi)燃機的工質(zhì)是燃燒的煙氣，而蒸汽發(fā)動機的工質(zhì)是水蒸氣 .蒸汽機在熱機中

5、是最早出現(xiàn)的，以后是內(nèi)燃機、汽輪機、燃?xì)廨啓C、噴氣發(fā)動機和火箭發(fā)動機相繼交叉出現(xiàn)，其中內(nèi)燃機應(yīng)用范圍最廣，天空、地上、水中都有內(nèi)燃機的身影 .蒸汽發(fā)動機由于笨重、效率低，現(xiàn)在應(yīng)用已不多 .（2）幾種發(fā)動機原理簡介蒸汽輪機利用鍋爐產(chǎn)生的高溫、 高壓蒸汽從噴嘴高速噴出， 沖擊葉輪，使葉輪與機軸一同旋轉(zhuǎn) .蒸汽輪機的輸出功率很大，大型的蒸汽輪機輸出功率可達(dá)幾十萬千瓦 .第 2頁燃?xì)廨啓C基本原理與蒸汽輪機相似，但工質(zhì)不是蒸汽， 而是燃料燃燒后生成的煙氣 .中國民間工藝品“走馬燈”即是一種原始簡單的燃?xì)廨啓C，早在800 年前就已在我國出現(xiàn) .燃?xì)廨啓C不僅輸出功率大（可達(dá)十幾萬千瓦），而且效率高，可達(dá) 5

6、0%60%.空氣噴氣發(fā)動機燃料在發(fā)動機的燃燒室內(nèi)燃燒，生成的煙氣從噴口高速噴出，根據(jù)反沖原理，發(fā)動機機身將向反方向運動 .火箭發(fā)動機其結(jié)構(gòu)與原理和噴氣發(fā)動機相似.區(qū)別是空氣噴氣發(fā)動機燃料燃燒時的氧化劑（氧氣）取自空氣，因此空氣噴氣發(fā)動機只能在大氣層內(nèi)工作，主要用在飛機上； 火箭發(fā)動機則自帶氧化劑，燃料燃燒時不依賴于空氣， 因此可在大氣層外工作，是發(fā)射人造衛(wèi)星和宇宙飛船的動力源.中國在節(jié)日放的“起花”也即是火箭的原型，中國是火箭的故鄉(xiāng).【師生互動歸納總結(jié)】（1）熱機定義：把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置.（2）工作原理：將燃料的化學(xué)能通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再對外做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 .

7、（3）熱機的種類：蒸汽機；內(nèi)燃機；汽輪機；噴氣發(fā)動機等.（4）內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機，常見的有汽油機和柴油機 .【課堂訓(xùn)練】教師引導(dǎo)學(xué)生做對應(yīng)練習(xí)冊中的題目.汽油機教師展示汽油機的實物模型，講解結(jié)構(gòu)部件名稱（如圖） ，引導(dǎo)學(xué)生了解汽油機的構(gòu)造 .【師生互動歸納總結(jié)】汽油機的構(gòu)造：主要由氣缸、活塞、進氣道、進氣閥、排氣道、排氣閥、曲軸連桿、飛輪和火花塞組成 .教師用多媒體播放汽油機工作過程中的 flash 視頻動畫：汽油在氣缸里面燃燒時生成高溫高壓的燃?xì)?，推動活塞做?.活塞移動帶動曲軸轉(zhuǎn)動 .要使汽油機連續(xù)工作，活塞必須能在氣缸內(nèi)往復(fù)運動 .活塞在氣缸內(nèi)做一次單向運動

8、，叫做一個沖程（或行程） .多數(shù)汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循第 3頁環(huán)來保證連續(xù)工作的 .（啟發(fā)學(xué)生注意四個沖程中工作情況及能量變化）.【師生互動歸納總結(jié)】（1）沖程：汽油機工作時，活塞在氣缸內(nèi)做一次單向運動叫做一個沖程 （或行程） .（2）汽油機的四個沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣.教師再次播放汽油機工作的視頻動畫，并提醒學(xué)生帶著以下問題觀察和思考：（1）四個沖程中氣閥開啟、閉合狀態(tài)如何？活塞運動方向如何？（2）吸氣沖程中為什么能將汽油和空氣的混合物吸進汽缸？（3）壓縮沖程中壓縮的是什么？壓縮到最后會有什么結(jié)果？（4）四個沖程中哪些沖程發(fā)生了怎樣的能量轉(zhuǎn)化？（5）哪個沖程使

9、機器獲得動力？哪個沖程排出了汽車的尾氣？學(xué)生看完視頻后分組討論，并積極回答問題：生 1：吸氣沖程：進氣閥打開，排氣閥關(guān)閉，活塞向下運動，汽油和空氣的混合物進入氣缸 .壓縮沖程：進氣閥和排氣閥都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮.做功沖程：進氣閥和排氣閥都關(guān)閉 .在壓縮沖程結(jié)束時，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的氣體 .高溫高壓的氣體推動活塞向下運動，帶動曲軸轉(zhuǎn)動，對外做功 .排氣沖程：進氣閥關(guān)閉，排氣閥打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸.生 2：吸氣沖程中當(dāng)活塞向下運動時，氣缸內(nèi)氣體的體積增大，壓強變小，大氣壓將油氣混合物吸進氣缸 .生 3：壓縮沖程中，活塞對油氣混合物進行壓

10、縮做功，結(jié)果是使油氣混合物的內(nèi)能增加，溫度升高 .生 4：四沖程中“壓縮沖程”和“做功沖程”中發(fā)生了能量轉(zhuǎn)化，其中“壓縮沖程”中是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能； “做功沖程”中，燃料燃燒，燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能， 產(chǎn)生高溫高壓氣體， 推動活塞運動， 又使燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能 .生 5：做功沖程中機器獲得動力，排氣沖程中排出了汽車的尾氣.教師鼓勵學(xué)生的回答，然后用多媒體展示 “四沖程汽油機的工作循環(huán)示意圖”第 4頁（如圖），并進行比較，強調(diào)壓縮沖程和做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化.【師生互動歸納總結(jié)】（1）汽油機的一個工作循環(huán)由四個沖程組成，曲軸和飛輪均轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次 .（2）壓縮沖程：機械能轉(zhuǎn)化為

11、內(nèi)能；做功沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能.（3）汽油機的四個沖程中，只有做功沖程產(chǎn)生動力，其他三個沖程都要靠飛輪的慣性來完成，且消耗機械能.例題 1（多媒體展示）如圖所示是內(nèi)燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是（）A.壓縮沖程 ,將化學(xué)能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能B.壓縮沖程 ,將機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能C.做功沖程 ,將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機械能D.做功沖程 ,將機械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能解析：判斷內(nèi)燃機工作過程屬于哪一個沖程， 需分兩步：一是看氣門開閉狀況，二是看活塞運動情況，具體判斷方法是：一氣門打開，若進氣為吸氣沖程，若排氣為排氣沖程； 兩氣門都關(guān)閉， 活塞向上是壓縮沖程， 活塞向下為做功沖程 .本題是兩氣門都關(guān)閉，活塞向上是壓縮沖程.壓縮沖

12、程是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.答案： B例題 2（多媒體展示）一臺單缸四沖程汽油機，飛輪轉(zhuǎn)速為6000r/min，則每秒鐘發(fā)動機完成 _個沖程，對外做功 _次.解析：由 6000r/min，算出飛輪每秒轉(zhuǎn)動的轉(zhuǎn)數(shù)為 6000r/60s100r/s.飛輪轉(zhuǎn)一周完成 2 個沖程，一個工作循環(huán)為 4 個沖程，做 1 次功，飛輪需要轉(zhuǎn)動 2 周，則每秒完成沖程數(shù)為 100 2 200（個），每秒做功次數(shù)為 1/2 10050（次） .答案： 20190【課堂訓(xùn)練】教師引導(dǎo)學(xué)生做對應(yīng)練習(xí)冊中的題目.柴油機師坦克和輪船上使用的是柴油機，柴油機是如何工作的？它的構(gòu)造又如何呢？下面我們就一起來學(xué)習(xí)“柴油機” .柴油

13、機是利用汽缸內(nèi)燃燒柴油所產(chǎn)生的第 5頁高溫高壓的燃?xì)鈦硗苿踊钊龉Φ臒釞C .它的構(gòu)造和汽油機的構(gòu)造大致相同，所不同的是柴油機的汽缸頂部無火花塞而有噴油嘴 .（教師可展示柴油機的實物模型，也可以展示圖片引導(dǎo)學(xué)生觀察汽油機與柴油機結(jié)構(gòu)的異同）教師用多媒體播放課件“柴油機的工作過程”，并講解 .柴油機的工作過程（多媒體課件）柴油機的一個工作循環(huán)也是由四個沖程組成， 曲軸和飛輪均轉(zhuǎn)兩周， 對外做功一次，活塞往復(fù)兩次， 除做功沖程外的其他三個沖程， 也是靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成 .教師引導(dǎo)學(xué)生簡單敘述汽油機與柴油機的相同點和不同點 .（幫助學(xué)生了解柴油機的結(jié)構(gòu)，同時增強對四沖程特點的理解）【師生

14、互動歸納總結(jié)】汽油機與柴油機的比較：相同點：都是燃料在汽缸內(nèi)燃燒； 都是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置；都是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程構(gòu)成一個工作循環(huán)，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次；啟動時，都是靠外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來.不同點：教師引導(dǎo)學(xué)生思考內(nèi)燃機的使用與環(huán)境保護的關(guān)系，指出汽車尾氣（廢氣）的危害及減小危害措施，鼓勵學(xué)生課外上網(wǎng)查閱相關(guān)資料.例題 3（多媒體展示）下列關(guān)于柴油機的敘述中，正確的是（）A.柴油機是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置B.四沖程柴油機每經(jīng)過一個工作循環(huán)，曲軸就要轉(zhuǎn)動四周C.汽油機有噴油嘴，柴油機有火花塞D.汽油機用壓燃式點火，柴油機用點燃式點火解析：由熱機的概念知，

15、把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置稱為熱機，柴油機屬于熱機，故 A 是正確的；四沖程內(nèi)燃機每經(jīng)過一個工作循環(huán)，有四個沖程，活塞往復(fù)運動兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次，故B 錯誤；在做功沖程中，汽油機是通過火花塞產(chǎn)生電火花點燃高溫高壓的油氣混合物，是點燃式，而柴油機是用噴油嘴向遠(yuǎn)高于柴油燃點的空氣噴射霧狀柴油而使柴油燃燒的，稱之為壓燃式，故 C、 D 選項錯誤 .答案： A例題 4（多媒體展示）某單缸四沖程柴油機的汽缸活塞面積為30cm2，一個第 6頁做功沖程活塞在汽缸中移動的距離是50mm，滿負(fù)荷工作時做功沖程中燃?xì)獾钠骄鶋簭姙?9.0105Pa，飛輪 1min 轉(zhuǎn)動 1800 周，當(dāng)柴油機滿負(fù)荷工作

16、時（不計摩擦），求：（1）做功沖程中燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫Γ唬?）一個做功沖程中燃?xì)鈱钊龅墓?；?）柴油機的功率 .分析：本題綜合考查了壓力與壓強的關(guān)系、 功和功率的計算、 柴油機的工作原理等知識 .（1）已知壓強 p 和受力面積 S，根據(jù)壓強定義式 p=F/S 的變形式 F pS，可直接求出；（ 2）根據(jù)求出的壓力和已知壓力移動的距離 s，根據(jù)公式 W Fs 可求出做的功；（3）柴油機工作時，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次，由此可根據(jù)飛輪的轉(zhuǎn)速求出飛輪 1s 做功的次數(shù)，從而可以求出柴油機的功率 .解：（1）做功沖程燃?xì)鈱钊钠骄鶋毫?-423FpS=9.010 Pa3010 m =2.71

17、0 N；WFs=2.7103N5010-3m=135J；（3）因為飛輪的轉(zhuǎn)速是1800r/min=30r/s，每秒做功次數(shù) n=1/230=15 次，柴油機的功率 P=nWt135J151s=2025W.【課堂訓(xùn)練】教師引導(dǎo)學(xué)生做對應(yīng)練習(xí)冊中的題目.【課堂小結(jié)】教師引導(dǎo)學(xué)生歸納總結(jié)本節(jié)課學(xué)到了什么？【課后作業(yè)】1.請同學(xué)們做課本P48-49 作業(yè) 1 2 3 4.2.請同學(xué)們完成對應(yīng)練習(xí)冊中的題目.【課后作業(yè)答案】1. 吸氣、壓縮、做功、排氣壓縮做功 2.B 3.D1.本節(jié)課的教學(xué)設(shè)計通過創(chuàng)設(shè)問題情景，提出讓學(xué)生感興趣的問題，引導(dǎo)學(xué)生思考熱機中能量的轉(zhuǎn)化，并通過播放flash 動畫，讓學(xué)生認(rèn)識掌握汽油機和柴油機的構(gòu)造和工作原理 .第 7頁2.教學(xué)時，教師主要從構(gòu)造、工作過程及優(yōu)缺點等幾個方面對汽油機和柴油機進行介紹，重點講述汽油機的四個沖程， 通過視頻和插圖對四個沖程逐一進行介紹，使學(xué)生對汽油機的工作