九年级物理上册 第14章 第一节 热机

第一节热机

（一）教学设计思路：

本课学生在之前已经学习了内能的相关知识，但利用内能做功的实际情形了解的并非是很清楚，而且汽油机、柴油机的工作进程比较复杂，学生更是难以明白得。因此本课以讲解原理为主，重点在热机的工作进程上，本课通过几个自制动画，力图改变传统的以模型和挂图为主的讲解方式，动态展现热机的工作进程，教学中重点讲解四冲程汽油机的工作进程，最后对照讲解柴油机的工作进程，对照得出汽油机和柴油机的异同，最后对热机的效率和热机与环境爱惜做简要讲解。

（二）教学目标

知识目标：

（1）明白热机中能量的转化

（2）明白四冲程热机的构造和工作原理

（3）了解汽油机和柴油机的要紧区别

能力目标：

通过度析汽油机和柴油机的构造和工作进程的异同，学习分析和比较的研究方式．

情感目标：

了解热机在生产和生活中的应用，感受到技术进步在工业文明进展中的重要作用，和热机与环境爱惜的重要性。

（三）教学重点、难点

1．了解四冲程汽油机的大体工作原理及能量的转换

2．能从能量转化的角度熟悉燃料的热值

（四）教学资源

热机示教模型，flash动画课件、挂图

（五）教学进程

1．引入新课提问学生几个问题

①你们曾经乘坐的交通工具有哪些？

②现今社会要紧的交通工具有哪些？

③你能说出它们的动力装置是什么吗？

汽车是咱们生活中不可缺少的交通工具，那么汽车在行驶进程中靠什么提供动力？火箭什么缘故又能上天呢？

课件动画展现酒精灯给试管中的水加热，你观看到什么现象？这说明了什么？在那个进程中能量是如何转化的？

2．进行新课

与此类似，下面这些机械工作进程中有什么一起点呢？（都是将燃料燃烧产生的化学能转化为内能再转化为机械能）

你想明白这些机械是怎么工作的吗？请带着以下问题阅读教材

一、什么叫热机？热机工作进程中能量如何转化？

二、四冲程热机工作进程中有哪四个冲程？每一个冲程活塞怎么运动？能量怎么转化？

3、汽油机和柴油机工作进程有什么异同？（5分钟）

热机：热机是指把燃料燃烧时释放的内能转变成机械能的装置。

热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等

内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机

常的内燃机：汽油机、柴油机

最多见的内燃机是汽油机和柴油机，下面咱们以汽油机和柴油机为例讲解热机，第一介绍汽油机

板书：

一、汽油机：用汽油作燃料的内燃机（出示动画）

①构造（出示模型、动画演示，边指示边讲解）。

进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。（介绍名称的同时，介绍各部份的功能）

②工作原理讲解。

冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程

（动画讲解，提示学生注意观看活塞、气门、连杆、曲轴的动作情形）

热机的工作进程以一个循环为一个单元，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

板书：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，混合气体被强行紧缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程

板书：紧缩冲程

紧缩终止时尽管温度较高，但未能达到燃料的燃点。在紧缩冲程终止的刹时，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。这是第三个冲程

板书：做功冲程

做功冲程终止，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

板书：排气冲程

尔后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。

③能的转化。

教师：汽车在开动前，是如何使热机起动的？学生回答后总结：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，消耗机械能来帮忙热机完成吸气、紧缩两个冲程，热机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴取得的机械能一部份通过做功，一部份通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保留起来。然后依托飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气和下一循环的吸气、紧缩。如此热机就可持续工作下去了。

板书：在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成

打开Flash课件，让学生依照动画，填空完成汽油机各冲程的状态。

试探：

一、汽油机工作时，四个冲程周而复始，在一个工作循环中,活塞来回往复____次,曲轴转动____圈,对外作功___次。

二、汽油机工作时，哪些冲程有能量的转化？

汽油机的缺点：

汽油机采纳汽油作为工作物质，但汽油的燃点低、能够经受的紧缩比也比较低，若是紧缩比过大，很容易在活塞不到极点的时候就会发生爆炸，十分不行操纵，因此汽油机工作时用火花塞点火，因此汽油机功率比较小，适合应用于小型机械。

有无一种工作物质能克服汽油的缺点，能够经受较大的紧缩比，不发生爆炸，而又能够提供更大功率的动力呢？

这确实是柴油。柴油不易点燃和汽化，但柴油在高温高压下自燃温度低，人们采纳柴油做工作物质，制成了柴油机，柴油机工作时，用紧缩空气的方式，使空气的温度超过柴油的自燃温度，这时喷入柴油，柴油自燃推动活塞做功。

二、柴油机

柴油机：用柴油作燃料的内燃机

柴油机与汽油机有一起的地址，也有不同的地方。

①柴油机与汽油机的相同点：都是热机；一个工作循环都要经历四个冲程

②柴油机与汽油机的不同点：

构造方面：柴油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴；

工作进程上：吸入的气体不同（汽油机吸入的是什么？柴油机吸入的只是空气）；

项目汽油机柴油机