人教版九年级全册 物理教案：《14.1 热机》

物理（人教版）《14.1 热机》

教案

一、教学目标

1．知识与技能。

①了解人类“利用内能做功”的历史发展进程，了解四冲程内燃机的基本工作原理和工

作过程。

②通过观察汽油机模型和动画，知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。

③观察、对比汽油机和柴油机的模型和工作过程，了解二者的异同。

2．过程和方法。

①了解可以利用内能做功，学会通过阅读和倾听来学习和掌握知识。

②通过阅读“科学世界”，了解现代汽车的一些常识，培养自学能力。

3．情感、态度和价值观。

①通过对热机发展简史、汽油机的结构以及工作过程的学习，感受到人类对美好事物孜

孜不倦的追求，逐步培养学生崇尚科学、爱科学、学科学的兴趣。

②了解生活中各种常见的热机工作时的利弊，唤起学生节约能源，保护环境的意识。

二、教学重点

①了解四冲程汽油机的基本工作原理。

②知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。

三、教学难点

整个工作过程中，能量的转移和转化。

四、教学教具

内能做功演示器、汽油机模型、柴油机模型。

教学过程

一、创设情境，引入课题

介绍瓦特及蒸气机的发明，

世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球，但它只不过是一个玩具而已。

瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。

其实，瓦特观察水壶中的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。

进一步介绍蒸气机对从类的贡献，热蒸汽为我们提供了强大的推力，它带动了第一次工业革命，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。

从而引入新课：第十四章内能的利用第1节热机

二、进行新课

1、热机

（1）演示实验：

①看到了什么现象？塞子被冲出，并且瓶口有雾生成。

②整个过程中, 能量是怎样转化的：

燃料燃烧将化学能转化为内能；传给水和水蒸气，水蒸气将塞子推出，将它的内能能转化为塞子的机械能。

（2）热机

①什么叫做热机？利用内能做功的机械叫做热机。

②热机的工作原理：利用内能做功。

③热机的能量转化：内能转化为机械能。

（3）热机的种类

利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭发动机等。

（4）内燃机

①内燃机的定义：燃料在机械内部燃烧的热机

②内燃机的种类：内燃机分为汽油机和柴油机两大类。使用汽油作为燃料的叫汽油机。（如：摩托车的发动机）（重型使用柴油作为燃料的叫柴油机。（如：重型卡车的发动机）2、汽油机

（1）汽油机的构造

观看汽油机剖面图，介绍进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等重点结构。

（2）几个重要概念

播放动画介绍一个冲程、一个工作循环等概念。

冲程：汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。

一个工作循环：把这四个冲程称为内燃机的一个工作循环。

（3）汽油机的工作过程

播放动画讲解汽油机制工作过程：

吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸。

压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度

升高。

机械能转化成内能

做功冲程：在压缩冲程末.火花塞产生电火花.使燃料猛烈燃烧.产生高温高压燃气.推动活塞向下运动.并通过连杆带动曲轴转动

内能转化成机械能

排气冲程：进气门关闭，排气门打开。活塞向上运动，把废气排出汽缸。

再播放汽油机连续工作的动画，引导学生仔细观察汽油机工作时各个环节的状态。

3、柴油机

（1）柴油机的构造

观看柴油机剖面图，介绍进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等重点结构。并与汽油机进行比较，引导学生找出柴油机和汽油机结构上的区别。

（2）柴油机的工作过程

播放动画介绍的工作过程：

柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。

（3）汽油机和柴油机的异同点

相同点

①基本构造和主要部件的作用相似。

②每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

③四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。

④一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。

不同点

①构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。

②燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。

③吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。

④点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。

（4）汽油机和柴油机的优缺点

汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低

廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。

柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。

柴油机热效率为30~45%与汽油机的热效率为20~30% ，从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油机轿车的推广使用具有重大意义。

3、科学世界

（1）现代汽车的特点

①汽车发动机把内能转化为机械能；汽车的电气设备的主要作用是产生电火花以点燃气缸中的可燃气体。

②现代汽车采用四缸或六缸发动机。每个气缸都进行着四个冲程循环，且各气缸交替工作，使汽车运行平稳。

③由于电子技术的发展，现代汽车已采用了电子燃油喷射系统，由微电脑精确控制，提高燃料燃烧效率，减少了空气污染。

（2）现代汽车的发展

播放图片，了解现代汽车的发展过程

（3）现代汽车的动力系统

观察图片介绍现代汽车的传动系统。