课题：16.4热机教学设计

1、教学目标一、知识与技能1了解四冲程汽油机的基本工作原理。2从能量转化的角度认识燃料的热值。3了解内能的利用在人类历史上的重要意义。4通过能量的转化和转移，认识效率。二、过程与方法“四冲程汽油机工作过程”实验，使学生了解利用内能可以做功，认识内能的实际应用。2.通过学生讨论和教师讲解，使学生了解燃料的热值和热机效率。三、情感态度与价值观“四冲程汽油机工作过程”,培养学生观察和分析问题的能力。“科学世界现代汽车”，扩展学生知识面。3.通过了解燃料的热值和热机效率，使学生树立节约能源和提高效率的意识。教学重点了解汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值。教学难点了解热机中的能量转化及损失，了解热机

2、效率。教具选择汽油机模型、挂图。教学过程一、创设问题情境，引入新课引入1教师演示图16.4-1的实验，用酒精灯给装有水的试管加热，可以看到沸腾的水将塞子飞出去了。请学生分析这一过程中能量的转化情况：内能转化为机械能。【师】这一个简单的现象却引发了第一次工业革命，它让我们进入了蒸汽时代，我们今天公路上跑的各种车辆的发动机也是利用这一简单的现象工作的。是内能的利用让我们进入了现代化社会。引入2教师演示：用酒精灯给试管中的水加热。然后提问：酒精灯放出的热量完全被水吸收了吗？（没有）怎样让内能多做一点有用功呢？（由于燃料在试管外燃烧，热量散失损失较大，内能的利用率较低。如果把燃料移到内部去燃烧，就可以

3、更充分利用燃料了）提出今天的学习内容，汽车的心脏内燃机。二、师生共同活动，进行新课内燃机按照使用燃料的不同，分为汽油机和柴油机，他们的原理基本相似，我们今天一起来研究一下汽油机。播放flash认识内燃机的结构动画：展现汽油机工作的四大冲程及其连续工作过程，可以用按钮控制每个冲程动作。结合模型。给学生讲解：(1)汽油机的构造：气缸、活塞、进气阀门、排气阀门、曲轴连杆、飞轮。(2)汽油机的冲程：汽油机活塞在气缸内上下往复运动，从一端运动到另一端就叫做一个冲程，每个冲程完成一种工作，汽油机的每个循环有四个冲程。(3)四大冲程：通过动画模拟，详细讲解每个冲程的活塞动作情况以及功能。内燃机的工作原理以一

4、个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程叫做吸气冲程。活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程叫做压缩冲程。此过程机械能转化为内能。压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第

5、三个冲程叫做做功冲程。此过程内能转化为机械能。做功冲程结束，活塞继续由下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程排气冲程。此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。(4)能的转化让学生分析在整个过程中能的转化情况，学生利用已有的知识，和书上的介绍得出结论：通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程，内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分推动汽车转动做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠

6、消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。让学生观看汽油机的连续工作过程，加深印象。让学生阅读“科学世界”现代汽车，了解蓄电池和汽车发动机以及电子燃油喷射系统的优越性。2.燃料的热值【师】内燃机工作时都要消耗燃料，燃料燃烧是将化学能转化为内能，那么相同质量的不同燃料燃烧时释放出的热量是否相同呢？学生归纳得出结论：应该不相同。教师继续提问，那么如何比较燃料放出热量的多少呢？学生利用上节学过的比热容类比，可以想到：看单位质量的某种物质燃烧放出的热量多少进行比较。教师介绍（展示）：物理学中，把1kg某种物质完全燃烧放出的热量叫做这种物质的热值。热值符号q，单位J

7、/kg。计算公式Q=mq。×107×107J。3.热机的效率【师】同学们想一想，在家里用柴烧饭的时候，柴的化学能被完全利用了吗？如果没有，又跑到哪些地方去了？学生分组讨论，得出结论：能量不可能被完全利用，首先柴不能完全燃烧，烟灰带走一部分内能，锅、灶体都要吸热。教师告诉学生，家里的柴灶的燃料有效利用的很少，比如烧开水，只有被水吸收的那些热量才是有效利用的部分，在物理学中我们把有效利用的热量和燃料完全燃烧放出的能量的比值叫做效率。比如柴灶的效率还不到10。这样浪费的能源太多了，同学们能不能设计一款效率高的灶来？引导学生提出设计思路：提高效率的办法就是，哪里损失了能量，就从哪里

8、入手解决它。学生设计灶，教师利用投影进行点评。最后让学生得出内燃机效率的概念：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量的比值，叫做热机效率。教师介绍各种热机的效率，蒸汽机6-15 ，汽油机20-30，柴油机30-45。让学生思考，现代各国都在大力开发柴油发动机汽车的原因。三、课堂小结回顾本节的内容，利用前面的flash动画：1.内燃机 工作时有四大冲程，分别是吸气、压缩、做功、排气冲程，每个循环活塞上下往复两次，曲轴转两周，向外做功一次。2.把1kg某种物质完全燃烧放出的热量叫做这种物质的热值。Q=mq 。4.热机的效率是指用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量的比值。四、填空与选择1一台四冲程的汽油机每分钟完成300个冲程，则1 min完成_75_个工作循环，活塞来回_150_次，做_75_次功。2如下图所示为某汽油机四个冲程的示意图，下列排列顺序正确的是（ C ）A甲乙丙丁 B乙甲丁丙 C甲乙丁丙 D丁乙甲丙3汽油机甲的效率比汽油机乙的效率高，这说明（ C ）A甲做的有用功多 B甲比乙用的汽油少 C完全燃烧相等的汽油，其内能转化为有用功的能量甲比乙多D相同的时间内，汽油机甲比乙所用的汽油节约一些五、课后作业“STS”从火车到火箭。2.完成课后的动手动脑学物理1、2、3题。第三题的设计进行评比，优胜作品作为班级收藏。六、板书设计课题：