14.1 热机（教学设计） 九年级物理全一册 （人教版）

人教版九年级第十四章内能的利用第1节热机（教学设计）年级九年级授课时间课题第1节热机教学目标1.知道热机的概念，初步了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要作用。2.了解汽油机的构造及工作过程。3.了解柴油机的构造及工作过程。教材分析从燃料的燃烧中获得内能是人类使用能量的主要来源，热机是一种广泛使用的动力设备，通过本节内容的学习，学生不仅可以学到一些有用的实际知识，还可以了解物理知识对解决实际问题的重要作用。教科书对于汽油机和柴油机都是从构造、工作过程和优缺点三方面来讲述的。构造只介绍了那些为讲清工作过程所必须知道的部件，优缺点只作了简略介绍，工作过程讲得比较详细。本节内容由“热机”“汽油机”和“柴油机”三部分组成。了解四冲程汽油机的基本工作原理是本节教学的重点，也是难点。教学器材汽油机和柴油机机模型.酒精灯、试管、塞子、水等。多媒体ppt，包含视频：《汽油机的工作过程分解》、《四冲程汽油机工作过程》、《课堂总结》等。教学过程教师活动学生活动导入新课【播放图片并提问】超音速汽车属于汽车范畴的一种。地球上的超音速汽车代表有英国工程师研制出的一辆时速达到1000英里（1610公里）/小时，名为“寻血猎犬”的汽车。前IBM公司工程师萨德尔和波音公司工程师扎恩西领导的35人研究小组也推出了一款超级汽车“美洲之鹰”。超音速汽车的时速为什么能够超过音速？是怎样获得机械能的？今天我们一起学习热机的工作原理—《14.1热机》。学习新课一、热机1.实验探究：利用内能可以做功【演示实验】在一个试管中装一些水，用橡胶塞塞紧；然后对试管加热使水沸腾，请同学们观察现象。观察到的现象有：①瓶塞被冲出来；②管口附近出现“白雾”。【提问】实验中的能量是怎样转化的？【分析归纳】①酒精燃烧放出热量，酒精的化学能转化为水的内能；②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能.③结论：利用内能可以做功.2.热机【出示图片同时讲解以下内容】（1）热机：各种利用内能做功的机械叫做热机.（2）工作原理：热机利用内能做功，将内能转化为机械能.（3）种类：蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等.（4）常见热机——内燃机①内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机.②分类：汽油机和柴油机.【例题1】如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是（）A．试管口出现的“白雾”是气体B．水蒸气对外做功，内能增加C．水蒸气对外做功，温度升高D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理【答案】D.【解析】A．试管口出现的“白雾”是小液滴，即水蒸气遇冷液化而成的小液滴，故A错误；BC．水蒸气对外做功，内能转化为机械能，内能减小，温度降低，故BC错误；D．蒸汽机的工作原理，是把内能转化为机械能.试管内水蒸气的内能可以转化为塞子的机械能，与做功冲程相同，故该实验基本展示了蒸汽机的工作原理，故D正确。所以选D.学习新课二、汽油机【例题2】内燃机有四个工作冲程，如图所示是内燃机的_______冲程，活塞上升时，汽缸内气体的内能______（选填“减少”或“增加”），_____能转化为______能。【例题3】内燃机的一个工作循环由_____、_____、_____、______四个冲程组成。一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮速度是1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功_____次。【答案】吸气、压缩、做功、排气，10.【解析】内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，曲轴转动二周，对外做功一次。汽油机的飞轮速度是EQ\F(1200r,1min)=EQ\F(20r,1s)汽油机每秒钟对外做功EQ\F(20r,2r)=10（次）观察四个冲程的工作过程，进排气门的关闭、打开情况，分析压缩、做功冲程能量的转化情况。做例题，并进行交流回答.学习新课三、柴油机根据老师所提问题，分析比较柴油机和汽油机在构造上和工作过程中有哪些不同之处，这些不同之处会引起哪些变化?课堂练习课堂练习1.热机是利用_______能做功的机械。热机的种类有蒸汽机、________、汽轮机、____________等。【答案】内，内燃机，喷气发动机.【解析】热机是利用内能做功的机械。热机的种类有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。2.如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于________冲程，该冲程将________能转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功_______次。【答案】做功，内，10。【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，火花塞放电，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能。热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功10次，飞轮转动20周。图1图2图1图23.如图是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：（1）这种内燃机是______机；（2）它表示的是______冲程；（3）在这个冲程中______能转化为______能；（4）完成这一冲程，曲轴和飞轮转______转。【答案】（1）柴油机；（2）压缩；（3）机械，内能；（4）半。【解析】（1）由图可知，内燃机的顶端是喷油嘴，所以该内燃机是柴油机。（2）图中的气门闭合、活塞上行，所以是压缩冲程；（3）压缩冲程活塞对缸内气体做功，是机械能转化为内能的冲程。（4）曲轴转一圈可以完成2个冲程，故完成一个压缩冲程时曲轴转动半圈。4.如图甲是某汽油机的吸气冲程时的气门开闭情况和活塞的运动方向，仿照甲图在乙图中画出压缩冲程时的气门开闭和活塞和连杆的大致位置。甲甲乙丙【答案】丙图.【解析】在内燃机的压缩冲程中，两个气门都关闭，活塞向上运动；如图所示.5.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（）A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴B．汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物C．做功冲程是内能转化为机械能D．压缩冲程是机械能转化为内能【答案】B。【解析】A．汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴，故A正确，不符合题意；B．工作过程中，汽油机吸入的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入的是空气，故B错误，符合题意；C．做功冲程将内能转化为机械能，故C正确，不符合题意；D．压缩冲程将机械能转化为内能，故D正确，不符合题意。所以选B.6.（多选题）如图所示为汽油机的四冲程示意图，下列说法中正确的是（）A．一个工作循环的正确顺序是：丁→乙→丙→甲B．丙冲程是内能转化为机械能C．乙冲程中存在着化学能转化为内能的过程D．丁冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物【答案】CD.【解析】甲图，排气门打开，活塞向上运动，是排气冲程；乙图，气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，是做功冲程，将内能转化为机械能；丙图，两气门都关闭，活塞向上运行，是压缩冲程，将机械能转化为内能；丁图，进气门打开，活塞向下运行，是吸气冲程.A．四个冲程的正确顺序是丁丙乙甲，故A错误；B．丙冲程压缩冲程，是机械能转化为内能，故B错误；C．乙冲程是做功冲程，燃料燃烧，化学能转化为内能的过程，故C正确；D．丁冲程是吸气冲程，吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，故D正确。所以选CD.课堂小结第1节热机项目汽油机柴油机相同点把内能转化为机械能；一个工作循环有四个冲程.不同点燃料汽油柴油汽缸构造汽缸顶部有一个火花塞汽缸顶部有一个喷油嘴吸气冲程空气与汽油的混合物空气压缩冲程特点与应用轻巧、功率小、转速高，适用于轿车和轻型车辆笨重、功率大，经济性能好，适用于载重汽车、轮船等板书设计第1节热机一、热机1.概念：把内能转化为机械能的机器.2.原理：把燃料燃烧产生的内能，通过做功转化为机械能.3．种类：蒸汽机、内燃机、喷气式发动机等。二、汽油机1.构造：进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等.2.工作过程：一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次.3.能量转化情况：压缩冲程，机械能转化为内能；做功冲程，内能转化为机械能.三、柴油机1.柴油机与汽油机的相同点：一个工作循环都要经历四个冲程；能量转化情况相同.2.柴油机与汽油机的不同点：①构造方面：汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴.②点火方式不同：汽油机是点燃式点火，柴油机为压燃式点火.③用途方面：汽油机轻巧，用于轿车、摩托车等；柴油机笨重，用于卡车、轮船等.作业课后反思1.由于学生没有接触过实际的汽油机，教学中要充分利用汽油机教具模型、课件或图片，来介绍它的基本构造和名称，以及各部分结构在机器工作过程中的作用，