2024学年九年级物理上册 第2章 改变世界的热机2.2 内燃机教案 （新版）教科版

2024学年九年级物理上册第2章改变世界的热机2.2内燃机教案（新版）教科版课题：科目：班级：课时：计划1课时教师：单位：一、教学内容本节课的教学内容来自于2024学年九年级物理上册第2章《改变世界的热机》的2.2节《内燃机》。本节课的主要内容包括：

1.内燃机的概念和工作原理：介绍内燃机的定义，以及内燃机的工作原理，包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程。

2.内燃机的类型：介绍不同类型的内燃机，如汽油机和柴油机，并比较它们的异同点。

3.内燃机在生活中的应用：探讨内燃机在日常生活中的应用，如汽车、摩托车等。

4.内燃机的工作效率：介绍内燃机的效率的概念，并探讨提高内燃机效率的方法。二、核心素养目标本节课的核心素养目标主要包括：

1.科学探究能力：通过观察和分析内燃机的工作过程，培养学生提出问题、猜想与假设、设计实验、收集证据、分析与论证的科学探究能力。

2.科学思维能力：培养学生运用物理学知识对内燃机的类型、工作原理和效率进行分析和判断的能力。

3.科学态度与价值观：通过了解内燃机在生活中的应用，使学生认识到科学与技术对社会的推动作用，培养学生的创新意识和社会责任感。

4.科学交流与合作：在小组讨论和实验过程中，培养学生与他人交流、分享观点和合作解决问题的能力。三、教学难点与重点1.教学重点

（1）内燃机的概念和工作原理：内燃机是热机的一种，它将燃料在气缸内燃烧产生的高温高压气体转化为机械能。内燃机的工作原理包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程。

（2）内燃机的类型：内燃机主要分为汽油机和柴油机。汽油机通过点火塞点燃混合气体，而柴油机则通过高压喷射柴油使空气自燃。两者在结构、工作原理和应用方面有异同点。

（3）内燃机在生活中的应用：内燃机广泛应用于汽车、摩托车、发电机等设备中，是现代社会不可或缺的动力来源。

（4）内燃机的工作效率：内燃机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。提高内燃机效率的方法有提高燃料的燃烧速度、减少热量损失等。

2.教学难点

（1）内燃机工作原理的理解：内燃机的四个冲程较为抽象，学生难以直观地理解其工作原理。需要通过动画、模型等教具和实物观察，帮助学生形象地理解内燃机的工作过程。

（2）内燃机类型之间的区别：汽油机和柴油机在结构、工作原理和应用方面有异同点，学生难以区分。需要通过对比分析、实例讲解等方式，引导学生深入理解两者之间的差异。

（3）内燃机效率的计算：内燃机的效率计算涉及到有用功、燃料完全燃烧产生的能量等概念，学生难以掌握。需要通过公式推导、实例计算等方法，引导学生理解并掌握内燃机效率的计算方法。

（4）内燃机在生活中应用的广泛性：内燃机在生活中的应用广泛，但学生对其具体应用场景了解不多。需要通过列举实例、观看视频等方式，让学生了解内燃机在不同领域的应用。四、教学方法与手段教学方法：

1.讲授法：在讲解内燃机的概念、工作原理、类型和效率等知识点时，教师通过口头语言进行系统的叙述和解释，引导学生理解和掌握相关知识。

2.讨论法：组织学生就内燃机的应用、效率提高方法等话题进行小组讨论，鼓励学生发表自己的观点和看法，培养学生的思维能力和交流能力。

3.实验法：安排内燃机实验，让学生观察和操作内燃机模型，通过实践活动让学生亲身体验内燃机的工作原理和过程，提高学生的实践操作能力。

教学手段：

1.多媒体设备：利用多媒体课件、动画、视频等形式展示内燃机的工作原理、类型和应用，使抽象的知识具体化、形象化，提高学生的学习兴趣和理解程度。

2.教学软件：运用教学软件进行模拟实验，让学生在虚拟环境中操作和观察内燃机的工作过程，增强学生的实践体验和动手能力。

3.教具模型：使用内燃机模型等教具，让学生直观地观察和理解内燃机的结构和原理，帮助学生更好地掌握知识。

4.网络资源：引导学生利用网络资源查找有关内燃机的资料，了解内燃机的发展历程和最新应用，拓宽学生的知识视野。

5.学习平台：利用学习平台进行在线学习，让学生自主探究内燃机的知识，通过互动交流和作业提交等功能，及时了解学生的学习情况，提高教学效果。五、教学过程设计1.导入新课（5分钟）

目标：引起学生对内燃机的兴趣，激发其探索欲望。

过程：

开场提问：“你们知道内燃机是什么吗？它与我们的生活有什么关系？”

展示一些关于内燃机的图片或视频片段，让学生初步感受内燃机的魅力或特点。

简短介绍内燃机的概念和重要性，为接下来的学习打下基础。

2.内燃机基础知识讲解（10分钟）

目标：让学生了解内燃机的基本概念、组成部分和原理。

过程：

讲解内燃机的定义，包括其主要组成元素或结构。

详细介绍内燃机的组成部分或功能，使用图表或示意图帮助学生理解。

3.内燃机案例分析（20分钟）

目标：通过具体案例，让学生深入了解内燃机的特性和重要性。

过程：

选择几个典型的内燃机案例进行分析。

详细介绍每个案例的背景、特点和意义，让学生全面了解内燃机的多样性或复杂性。

引导学生思考这些案例对实际生活或学习的影响，以及如何应用内燃机解决实际问题。

小组讨论：让学生分组讨论内燃机的未来发展或改进方向，并提出创新性的想法或建议。

4.学生小组讨论（10分钟）

目标：培养学生的合作能力和解决问题的能力。

过程：

将学生分成若干小组，每组选择一个与内燃机相关的主题进行深入讨论。

小组内讨论该主题的现状、挑战以及可能的解决方案。

每组选出一名代表，准备向全班展示讨论成果。

5.课堂展示与点评（15分钟）

目标：锻炼学生的表达能力，同时加深全班对内燃机的认识和理解。

过程：

各组代表依次上台展示讨论成果，包括主题的现状、挑战及解决方案。

其他学生和教师对展示内容进行提问和点评，促进互动交流。

教师总结各组的亮点和不足，并提出进一步的建议和改进方向。

6.课堂小结（5分钟）

目标：回顾本节课的主要内容，强调内燃机的重要性和意义。

过程：

简要回顾本节课的学习内容，包括内燃机的概念、组成部分、案例分析等。

强调内燃机在现实生活或学习中的价值和作用，鼓励学生进一步探索和应用内燃机。

布置课后作业：让学生撰写一篇关于内燃机的短文或报告，以巩固学习效果。六、拓展与延伸1.拓展阅读材料

为了让学生更深入地了解内燃机的相关知识，提供以下拓展阅读材料：

-《内燃机的发展历程与应用》

-《内燃机的效率与节能技术》

-《汽油机与柴油机的比较与选择》

-《内燃机在现代工业中的应用》

这些材料可以帮助学生从不同角度了解内燃机的重要性和应用，激发他们的学习兴趣和主动性。

2.课后自主学习和探究

鼓励学生进行课后自主学习和探究，以下是一些建议：

-让学生查阅内燃机相关的研究资料，了解最新的内燃机技术和发展趋势。

-学生可以进行一次家庭实验，如制作一个简单的内燃机模型，亲身体验内燃机的工作原理。

-鼓励学生思考内燃机在环境保护方面的挑战和解决方案，如减少排放和提高效率的方法。

-学生可以撰写一篇关于内燃机的短文或报告，分享自己的学习心得和感悟。七、重点题型整理1.填空题

（1）内燃机的一个工作循环包括____、____、____和____四个冲程。

答案：吸气、压缩、做功、排气。

（2）内燃机中，汽油机和柴油机的区别主要在于____和____。

答案：点火方式、燃烧方式。

（3）内燃机的效率是指____与燃料完全燃烧产生的能量之比。

答案：用来做有用功的能量。

2.选择题

（1）以下哪个冲程是内燃机工作循环中的第一个冲程？

A.做功B.压缩C.吸气D.排气

答案：C.吸气。

（2）以下哪个设备的运行原理与内燃机类似？

A.电动机B.蒸汽机C.风力发电机D.水轮机

答案：B.蒸汽机。

3.判断题

（1）内燃机在工作过程中，高温高压气体推动活塞做功，将内能转化为机械能。

答案：正确。

（2）汽油机和柴油机的点火方式相同，都是通过点火塞点燃混合气体。

答案：错误。

4.简答题

（1）请简述内燃机的工作原理。

答案：内燃机的工作原理包括吸气、压缩、做功和排气四个冲程。在吸气冲程中，活塞向下运动，气缸内形成负压，吸入混合气体；在压缩冲程中，活塞向上运动，气缸内气体被压缩，温度和压力升高；在做功冲程中，活塞向下运动，气缸内气体燃烧产生高温高压气体，推动活塞做功；在排气冲程中，活塞向上运动，将废气排出气缸。

（2）请解释内燃机的效率的概念及提高方法。

答案：内燃机的效率是指用来做有用功的能量与燃料完全燃烧产生的能量之比。提高内燃机效率的方法有提高燃料的燃烧速度、减少热量损失等。

5.应用题

（1）一辆汽车搭载的汽油机，其效率为30%。如果汽车行驶100公里，消耗了20升汽油，求汽车所做的有用功。

答案：汽车所做的有用功=20升×30%=6升。

（2）某柴油机的热值为40MJ/kg，重量为200kg，效率为45%。如果该柴油机运行1小时，消耗了多少升柴油？

答案：消耗的柴油=200kg/(40MJ/kg×45%