新人教版九年级物理11热机优秀教案设计

第十四章内能的利用 第 1 节热机 【教学目标】【教学目标】 1、知识与技能 ●了解四冲程内燃机的基本构造和工作原理。 ●知道四冲程内燃机的工作过程和能量转化情况。 ●知道柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。 ●了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。 2．过程与方法 ●通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。 ●利用动画、图片或模型讲解四冲程内燃机的基本结构和工作过程。 ●通过分析汽油机和柴油机的构造及工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法。 3．情感态度与价值观 ●通过演示实验养成学生观察和分析问题的能力。 ●通过阅读“科学世界” ，了解现代汽车的一些常识，扩展学生的知识面，养成学生 的环保意识。 ●了解这些内燃机在生产和生活中的应用，提高学生将科学技术应用于日常生活和社 会的意识。 【教学重点】【教学重点】热机的工作原理和汽油机的工作过程 【教学难点】【教学难点】汽油机和柴油机的异同点和能量转化 【教学准备】【教学准备】 教师准备：PPT 课件、flash 动画（汽油机和柴油机工作过程） 、试管、水、橡皮塞、 酒精灯、铁架台、火柴、四冲程汽油机模型（J2255 型）和柴油机模型等。 学生每组准备：四冲程汽油机模型（J2255 型） 、四冲程柴油机模型 【教学过程】【教学过程】 教教学学过过程程 教学内容教学内容教教师师活活动动学生活动学生活动 一、一、 创设情创设情【创设情境创设情境】 同学们， 汽车已经是我们现代生活倾听讲述。 境，境， 激趣导激趣导中不可缺少的交通工具，18 世纪第一辆汽车问世 入入时， 速度只有数千米每小时， 而目前最快的汽车速 度已经是声速的几倍，达到了 1678 千米每小时。 世界上第一辆汽车 听讲，愉快地进 入新课学习。 世界上最快的汽车 你想知道汽车是如何获得这么大的机械能的 吗？我们这节课要学习的知识——热机， 将会揭开 它神秘的面纱。 板书课题：板书课题：§ §14.114.1 热机热机 （设计意图：设计意图：设置问题悬念，让学生感受热机的 威力，诱发学生强烈的探索欲望，由生活走向物 理。 ） 二、二、 探究过探究过 【演示实验演示实验】如图：在试管内装少许水，用一层红 仔细观察现象。 程：程：色塑料薄膜裹着棉花塞在试管中上部， 利用点燃的 （一）（一） 热机热机酒精灯对封闭试管中的水加热一段时间， 当水沸腾 时， 水蒸汽会慢慢推动塞子向试管口运动，让学生 观察现象。 （提示：为节约时间，可用热水或提前加热；试管 口对着空处，塞子不要塞得太紧，以防危险。 ） 1 1、热机的、热机的出示问题让学生思考：结合看到的现象 原理原理讨论交流，回答问 题： （1）看到什么现象？塞子慢慢向试管 口运动。 （2） 棉花塞被顶向管口，推动塞子的能量来自哪水蒸气的内能转 里？化为塞子的机械 能。 （3）水蒸气具有的内能从何得到？酒精燃烧的化学 能转化为水蒸汽的 内能。 总结：总结：在这个实验中， 酒精燃烧的化学能→水和理 解 热 机 的 原 水蒸气的内能→塞子的机械能，这个实验虽然简理：内能转化为机 单，我们也可以从中发现，利用内能可以做功，人械能。 们由此发明了利用内能做功的机械——热机。 2 2、热机种、热机种 类类 及及 发发 展展 史史 3 3、内燃机、内燃机 （设计意图：设计意图：通过图片的展示，简单的小实验， 引发学生的思考， 调动学习的兴趣， 活跃课堂气氛。 体现从生活走向物理。 ） 【列举实例列举实例】 热机的发明和广泛使用， 使人类迈入 了工业化社会，热机的种类很多，它们都是把内能 转化为机械能的，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷 气发动机等，你知道哪些地方用到了热机吗? 鼓励学生大胆回答， 并出示图片， 简单介绍热结合生活经验回 机发展过程。答：飞机、火箭、 汽车、摩托车、拖 拉机等。 倾 听 老 师 的 讲 述，了解热机的分 类和热机的发展过 程。 蒸汽机喷气发动机 汽轮机 （设计意图：设计意图：讲述热机的发展历程， 了解这些内 燃机在生产和生活中的应用， 提高学生将科学技术 应用于日常生活和社会的意识。 ） 【过渡问题过渡问题】 在上面的演示实验中用酒精灯给试管 中的水加热， 由于燃料在试管外燃烧， 热量损失较 大，内能的利用率较低。为获得更大的动力，怎么思考讨论：将燃 办？哪种热机能够做到？料在封闭的环境下 燃烧，利用内燃机 【认识内燃机认识内燃机】 什么是内燃机？内燃机分为几类？可以获得更大的动 总结并展示汽油机、柴油机图片。力。 回答： 燃料直接 在发动机汽缸内燃 烧产生动力的热机 叫内燃机。内燃机 按照所需燃料的不 同分为汽油机和柴 汽油机柴油机油机两类。 （二）（二） 汽油汽油【过渡过渡】内燃机是现代社会中最常见的一种热机， 机机目前人们生活中重要的交通工具——汽车， 其动力 机械多数就是汽油机， 我们重点学习汽油机的工作 1 1、汽油机、汽油机 构造构造 2 2、汽油机、汽油机 工作原理工作原理 原理。 【认识构造认识构造】 展示汽油机模型， 指导学生认识构造，组内同学互指帮 并简要介绍其作用。助，认识各个组成 部分。 汽缸汽缸 火花塞火花塞 进气门进气门 排气门排气门 活塞活塞 连杆连杆 曲轴曲轴 【演示冲程演示冲程】 转动汽油机的手柄， 让学生观察活塞观察活塞的运动 在汽缸内的运动情况， 向学生介绍冲程： 活塞在汽情况，理解冲程的 缸内往复运动时， 从汽缸一端运动到另一端的过程概念。 叫做一个冲程。 【自学工作原理自学工作原理】 要使汽油机连续工作， 活塞必须阅读课本，操作 能在汽缸内往复运动，提问：汽油机模型，仔细 1、四冲程汽油机的一个工作循环包括哪四个冲观察气门的开闭情 程?况和活塞、曲轴的 2、 这几个冲程的工作过程是怎样的？有没有能量工作情况，自主学 的转化？习汽油机的工作过 程，完成表格。 吸气冲程压缩冲程 做功冲程排气冲程 让学生自学教材，利用汽油机模型进行操作，再 结合汽油机工作的 flash 动画，仔细观察四个冲程 的工作过程，并完成下表（答案见附件 1） 冲程进气门排气门活塞冲程能量 吸气 冲程 压缩 冲程 做功 冲程 排气 冲程 巡视学生自学情况，提示注意观察的问题。 【归纳总结归纳总结】学生展示自己的表格完成情况，教 小组代表积极发 言， 其余同学纠正、 师引导学生进行评价、补充。 适时点拨：适时点拨：可根据汽油机活塞运动方向和进气 补充别的同学的答 门、排气门的开闭情况来判断汽油机的四个冲程。 案，最后较完整的 描述出汽油机的四 冲程工作过程，并 知道能量的转化情 况。 【反馈练习反馈练习】提出以下问题，让学生结合汽油机的 组内讨论交流， 工作过程回答： 回答： ① 在四个冲程中， 哪些冲程发生了能量转化？如 ①压缩冲程是把 何转化的？ 内能转化为机械 能；做功冲程是把 机械能转化为内 能。 ② 哪个冲程使汽车获得动力？其它几个冲程中 ②做功冲程使汽 活塞的运动是靠什么来完成的？四个冲程顺 车获得动力，其他 序能否颠倒？ 冲程靠飞轮的惯性 完成，顺序不能颠 倒。 ③哪个冲程排出了汽车的废气？ ③排气冲程排出了 汽车的废气。 ④一个工作循环有个冲程，曲轴（或飞轮）转 ④四个冲程，转 2 圈，活塞往