人教版物理九年上教案14.1熱機(jī)

1、- -1 1 - -14.1熱機(jī)教學(xué)目標(biāo)【知識與能力】i i了解四沖程內(nèi)燃機(jī)的基本工作原理和工作過程。2 2通過分析汽油機(jī)工作過程，知道壓縮沖程和做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化。3 3通過觀察、對比汽油機(jī)和柴油機(jī)的模型和工作過程，了解二者的異同?！具^程與方法】1 1 通過分析汽油機(jī)和柴油機(jī)的構(gòu)造和工作過程的異同，學(xué)習(xí)分析和比較的研究方法。2 2通過閱讀“科學(xué)世界”，了解現(xiàn)代汽車的一些常識，培養(yǎng)自學(xué)能力?！厩楦袘B(tài)度價值觀】1 1 通過對熱機(jī)發(fā)展簡史、汽油機(jī)的結(jié)構(gòu)以及工作過程的學(xué)習(xí)，感受到人類對美好事物孜孜 不倦的追求，逐步培養(yǎng)學(xué)生崇尚科學(xué)、愛科學(xué)、學(xué)科學(xué)的興趣。2 2了解生活中各種常見的熱機(jī)工作時的利弊，

2、喚起學(xué)生節(jié)約能源、保護(hù)環(huán)境的意識。教學(xué)重難點【教學(xué)重點】了解四沖程汽油機(jī)的基本工作原理?！窘虒W(xué)難點】了解四沖程汽油機(jī)的基本工作原理。教學(xué)過程一、新課引入提問學(xué)生幾個問題。(1) 我們曾經(jīng)乘坐的交通工具有哪些？(2) 當(dāng)今社會主要的交通工具有哪些？(3) 能說出它們的動力裝置是什么嗎？汽車是我們生活中不可缺少的交通工具，那么汽車在行駛過程中靠什么提供動力？火箭為什么又能上天呢？在這些過程中能量是如何轉(zhuǎn)化的？二、新課教學(xué)(一)熱機(jī)1 1 熱機(jī)的原理(1 1 )實驗演示討論：實驗中能量轉(zhuǎn)化的情況。結(jié)果：燃料燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，傳給水和水蒸氣；水蒸氣膨脹做功，把塞子沖出去, 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的動能(

3、機(jī)械能)。(2 2 )熱機(jī)：熱機(jī)是指把燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。2 2 熱機(jī)的種類- - 2 2 - -迄今為止，已經(jīng)出現(xiàn)的熱機(jī)有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)等。3.3. 內(nèi)燃機(jī)（1 1）定義：燃料直接在發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機(jī)叫內(nèi)燃機(jī)；（2 2）分類：根據(jù)所使用燃料分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類。（二）汽油機(jī)1.1. 構(gòu)造 觀看汽油機(jī)剖面圖，介紹進(jìn)氣門、排氣門、火花塞、活塞、汽缸、連桿、曲軸等重點結(jié)構(gòu)。2.2. 工作過程（1 1）沖程的定義 活塞在汽缸內(nèi)從一端運(yùn)動到另一端的過程，叫做一個沖程。（2 2）學(xué)生閱讀課本，了解四沖程汽油機(jī)的工作過程。 播放汽油機(jī)工作過程的動畫，

4、放慢播放速度，邊放映，邊請學(xué)生解說。 吸氣沖程：熱機(jī)的工作過程以一個循環(huán)為一個單元， 一個循環(huán)又分為四個沖程。 開始工作前，活塞位于氣缸上端，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。工作時，活塞由上向下運(yùn)動，進(jìn)氣門打開，排氣門 仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓強(qiáng)減小， 空氣和汽油的混合氣體被吸入氣缸。這是第一個沖 程。壓縮沖程：活塞運(yùn)動到最下端，就開始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動。這時進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉，混合氣 體被強(qiáng)行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強(qiáng)增大。這是第二個沖程。做功沖程： 壓縮結(jié)束時雖然溫度較高，但未能達(dá)到燃料的燃點。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火 花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒， 產(chǎn)生高溫高壓氣體， 高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊缮舷蛳?/p>

5、運(yùn) 動，通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。實現(xiàn)了內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。這是第三個沖程。排氣沖程：做功沖程結(jié)束，活塞繼續(xù)由下向上運(yùn)動，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，燃燒后的廢 氣被活塞推出缸外。這是最后一個沖程。此后，活塞又由上向下運(yùn)動，從此進(jìn)入下一輪循環(huán)。（3 3）討論與分析1在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？答題要點： 壓縮沖程發(fā)生了機(jī)械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化， 獲得了溫度較高的混合氣體； 做功沖程發(fā) 生了內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化， 汽車從做功沖程中獲得的機(jī)械能， 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了壓縮沖程中消耗的 機(jī)械能。2哪個沖程使汽車獲得動力？ 答題要點：做功沖程獲得了動力。3哪個沖程排出了汽車的尾氣？ 答題要點：排氣沖程。4老式摩托在

6、啟動時，需踏動啟動桿，這是為什么？答題要點：提供第一次啟動時的初動力， 主要完成吸氣和壓縮沖程。 當(dāng)做功沖程如約發(fā)生后， 其余的沖程就依靠飛輪的慣性完成了。依靠飛輪慣性完成的沖程是：吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程。5現(xiàn)代汽車?yán)锏鸟R達(dá)（motormotor）起什么作用？ 答題要點：是一個電動機(jī)，依靠電力轉(zhuǎn)動的機(jī)器。當(dāng)馬達(dá)幫助發(fā)動機(jī)完成吸氣和壓縮沖程， 假如做功沖程能如約完成， 馬達(dá)就完成啟動任務(wù)了。 過去的老式汽車都是靠手搖完成第一次 啟動的。現(xiàn)在，一些簡單的農(nóng)機(jī)，比如小拖拉機(jī)，在啟動時，還有用手搖方式啟動的。（ 4 4 ）總結(jié)1在四個沖程中， 只有做功沖程對外做功， 其他三個沖程稱為輔助沖程，

7、要靠飛輪的慣性來 完成，所以汽油機(jī)在開始工作時要靠外力帶動。2把四個沖程稱為一個工作循環(huán)。3一個工作循環(huán)活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩轉(zhuǎn)，對外做一次功，飛輪轉(zhuǎn)動兩圈。4壓縮沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(三)柴油機(jī)1.1. 柴油機(jī)的工作過程播放動畫，讓學(xué)生看到柴油機(jī)和汽油機(jī)在構(gòu)造、工作過程上是大致相同的。2.2. 學(xué)生觀察，柴油機(jī)在構(gòu)造上的不同，會引起哪些變化？(1) 柴油機(jī)燃燒室頂端有一個噴油嘴，柴油直接噴入。(2) 吸入物質(zhì)不同，吸氣沖程只吸入空氣。- -3 3 - -(3) 沒有火花塞，如何點燃？壓縮點燃。3 3 汽油機(jī)與柴油機(jī)的優(yōu)缺點(1 1)汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)

8、量輕，造價低廉，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，使用維修方便。汽油機(jī)在 汽車上，特別是小型汽車上大量使用，至今不衰。(2 2 )柴油機(jī)比較笨重，主要用于載重汽車、拖拉機(jī)、火車、輪船上。(3)柴油發(fā)動機(jī)與汽油發(fā)動機(jī)相比，熱效率高30%30%因而從節(jié)約能源、降低燃料成本角度上講，柴油發(fā)動機(jī)轎車的推廣使用具有重大意義。4.4.分析汽油機(jī)和柴油機(jī)的異同點汽油機(jī)柴油機(jī)不同占八、 、燃料汽油柴油結(jié)構(gòu)火花塞噴油嘴吸氣沖程吸入的是汽油和空氣的混合氣體吸入的是空氣壓縮沖程氣壓、溫度相對較低氣壓、溫度相對較咼點火方式點燃式壓燃式相同占八、 、工作循環(huán)都有四個沖程能量轉(zhuǎn)化(1) 壓縮沖程：機(jī)械能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能(2) 做功沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能活塞、曲軸運(yùn)動每一個工作循環(huán)，活塞往復(fù)兩次， 曲軸轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次。運(yùn)動都需要外力優(yōu)缺點汽油機(jī)比柴油機(jī)輕巧，柴油機(jī)比汽油機(jī)效率高。 但兩者都帶來了廢氣和噪聲污染。三、課堂練習(xí)1 1 常見汽油機(jī)工作時，一個工作循環(huán)有 _ 個沖程，包括； _、_ 、_ 。在一個工作循環(huán)中， 活塞往復(fù) _次，曲軸轉(zhuǎn)動 _ 周,燃?xì)庾龉Υ巍? 2.一臺單缸四沖程柴油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min1800r/min，則柴油機(jī)1s1s