第十三章 内能与热机 第三节 内燃机（配套教参）-2023-2024学年九年级上册物理同步教案（沪科版）

教案：第十三章内能与热机第三节内燃机（配套教参）20232024学年九年级上册物理同步教案（沪科版）一、教学内容本节课的教学内容为沪科版物理九年级上册第十三章第三节《内燃机》。本节内容主要包括内燃机的四个冲程、能量转化、热机的效率以及内燃机的应用。二、教学目标1.知道内燃机的四个冲程及其特点；2.理解内燃机中能量的转化；3.掌握热机的效率概念，并能计算简单热机效率；4.了解内燃机的应用及其对人类社会的影响。三、教学难点与重点重点：内燃机的四个冲程及其特点，能量转化，热机效率的计算。难点：内燃机工作原理的理解，热机效率的计算。四、教具与学具准备教具：PPT、黑板、粉笔、内燃机模型。学具：笔记本、笔。五、教学过程1.实践情景引入通过展示内燃机工作的视频，让学生初步了解内燃机的工作情景，引导学生思考内燃机的工作原理及其能量转化过程。2.知识讲解（1）讲解内燃机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。（2）能量转化：内燃机中，燃料燃烧产生的热能转化为内能，内能再转化为机械能。（3）热机效率：热机效率是指热机输出的功与输入的热之比，即η=W/Qh。3.例题讲解例题：一内燃机的热值为4.0×10^7J/kg，质量为0.2kg的燃料在氧气充足的情况下完全燃烧，求该内燃机的效率。讲解：计算燃料燃烧产生的热量Qh=mq=0.2kg×4.0×10^7J/kg=8.0×10^6J。假设内燃机输出的功为W，根据热机效率公式，可得W=ηQh。根据实际情况，假设内燃机的效率为30%，则W=0.3×8.0×10^6J=2.4×10^6J。4.随堂练习练习题：一内燃机的热值为3.0×10^7J/kg，质量为0.3kg的燃料在氧气充足的情况下完全燃烧，若该内燃机的效率为40%，求该内燃机输出的功。解答：计算燃料燃烧产生的热量Qh=mq=0.3kg×3.0×10^7J/kg=9.0×10^6J。根据热机效率公式，可得W=ηQh=0.4×9.0×10^6J=3.6×10^6J。5.知识拓展讲解内燃机的应用，如汽车、飞机、船舶等，以及内燃机对人类社会的影响。六、板书设计板书内容：内燃机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。能量转化：热能→内能→机械能。热机效率：η=W/Qh。七、作业设计作业题目：1.一内燃机的热值为2.0×10^7J/kg，质量为0.25kg的燃料在氧气充足的情况下完全燃烧，若该内燃机的效率为25%，求该内燃机输出的功。2.分析内燃机工作过程中能量的转化。答案：1.W=ηQh=0.25kg×2.0×10^7J/kg×25%=1.25×10^6J。2.内燃机工作过程中，燃料燃烧产生的热能转化为内能，内能再转化为机械能。八、课后反思及拓展延伸课后反思：本节课通过内燃机的实例，使学生掌握了内燃机的四个冲程、能量转化和热机效率的概念。在教学过程中，学生重点和难点解析：内燃机工作原理的理解和热机效率的计算内燃机工作原理的理解：内燃机是一种将燃料燃烧产生的热能转化为机械能的装置。它的工作原理涉及到四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。这四个冲程构成了内燃机一个完整的工作循环。1.吸气冲程：活塞从上死点向下运动，气缸内形成负压，使空气和燃料混合物通过进气门进入气缸。2.压缩冲程：活塞从下死点向上运动，将空气和燃料混合物压缩，使其温度和压力升高。3.做功冲程：混合物达到点火温度，点燃燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，对外做功。4.排气冲程：活塞从下死点向上运动，将燃烧后的废气通过排气门排出气缸。1.内燃机的类型：根据燃料的不同，内燃机分为汽油机和柴油机。2.内燃机的能量转化：内燃机中，燃料燃烧产生的热能转化为内能，内能再转化为机械能。3.内燃机的效率：热机效率是指热机输出的功与输入的热之比，即η=W/Qh。效率越高，表示内燃机转换能量的能力越强。热机效率的计算：热机效率是衡量内燃机性能的重要指标。计算热机效率需要知道内燃机输出的功和输入的热。1.输出的功：内燃机对外做的功，可以通过测量发动机的功率和工作时间来计算。功率是指单位时间内做的功的多少，单位为瓦特（W）。2.输入的热：燃料燃烧产生的热量，可以通过燃料的热值和燃料的质量来计算。燃料的热值是指单位质量的燃料燃烧产生的热量，单位为焦耳/千克（J/kg）。热机效率的计算公式为：η=W/Qh，其中W为内燃机输出的功，Qh为燃料燃烧产生的热量。重点和难点解析：1.内燃机工作原理的理解是本节课的重点，因为它是理解内燃机性能和应用的基础。学生需要通过实例和模型来直观地感受内燃机的工作过程，从而加深对内燃机工作原理的理解。2.热机效率的计算是本节课的难点，因为它涉及到能量的转换和计算。学生需要理解功和热的概念，以及它们之间的关系，才能正确地计算热机效率。在教学过程中，教师可以通过示例和练习题来引导学生掌握内燃机工作原理和热机效率的计算。同时，教师还可以利用实验和模型来帮助学生直观地理解内燃机的工作过程，从而提高学生的学习效果。本节课程教学技巧和窍门1.语言语调：在讲解内燃机工作原理和热机效率计算时，教师应使用清晰、简洁的语言，语调要生动、有趣，以吸引学生的注意力。对于重要的概念和公式，可以适当放慢语速，加强语气，以确保学生能够理解和记忆。3.课堂提问：在讲解过程中，教师可以适时提出问题，引导学生思考和参与讨论。例如，在讲解内燃机工作原理时，可以提问学生：“内燃机的四个冲程是什么？它们是如何相互联系的？”在讲解热机效率计算时，可以提问学生：“热机效率是如何计算的？它代表了什么意义？”4.情景导入：在课程开始时，教师可以利用视频、图片或实际例子来引入内燃机的工作情景，激发学生的兴趣和好奇心。例如，可以展示一辆汽车的发动机工作视频，让学生观察和描述内燃机的工作过程。5.举例说明：在讲解内燃机工作原理和热机效率计算时，教师可以结合具体的例子进行讲解，使学生更容易理解和记忆。例如，可以通过一个简单的内燃机模型来展示四个冲程的工作过程，并通过实际测量和计算来演示热机效率的计算方法。6.互动环节：在讲解过程中，教师可以组织学生进行