第十六章    热和能

第四节    热机

        1课时   新授课

    单位：枣庄十二中     姓名：

                               使用日期：   2013  年  3  月  14日

【教学目标】

知识与技能

1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。

2、从能量转化的角度认识燃料的热值。

3、了解内能的利用重要意义。通过能量的转化和转移，认识效率。

过程与方法

1．通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。

2、利用投影和模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。

3、通过学生讨论和教师讲解了解燃料的热值和热机的效率。

情感、态度与价值观

通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力。

【教学重点】

汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值。

【教学难点】

热机中的能量转化及损失，了解热机的效率。

【教学准备】

   铁架台、试管、橡胶塞、酒精灯、水。汽油机实物模型软件、课件。

【教学过程】

【板书设计】

§16-4热机

一、热机：就是把内能转化为机械能的装置

二、四冲程内燃机的工作过程及能量转化

    1、吸气冲程

    2、压缩冲程，机械能转化为内能

    3、做功冲程，内能转化为机械能

    4、排气冲程

三、热值：

    1、1kg某种燃料完全燃烧放出的热量叫这种燃料的热值。

    2、单位：焦/千克；符号是J/kg。

    3、公式：Q=mq

四、热机效率

  1、热机效率：用来做有用功那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。

  2、公式：η=W_有/Q

【教学反思】

   

本节课主要通过四冲程内燃机工作过程的学习，使学生了解内燃机的主要结构；大致了解内燃机工作时，能量的转化与转移情况；了解内燃机在现代生活，特别是交通方面的应用。通过具体分析，使学生认识到在利用燃料内能方面，也不可避免地会有一部分内能转化和转移到其他方面，因此要建立热机效率的概念，并与机械效率作联系和类比。结合学生的实际生活，引入了燃料的热值这一概念。“关心科技发展的动态，关注技术应用带来的社会进步和问题，树立正确的科学观”是义务教育阶段物理课程的价值表现之一。通过本节课的学习，要使学生了解内燃机的发展对人类进步起到的作用，同时要使学生认识到它给环境带来的污染问题。本节课的学习内容，与学生的生活实际联系密切，学生的学习兴趣也比较浓厚，所以在本节课的学习过程中，能够利用这一点调动学生，让学生掌握知识提高能力，而且对于比较抽象的热机的工作过程，能够利用动画让学生观察理解，降低了难度。尽量使用与学生生活联系密切的事例，或利用前面学习过的内容引导学生掌握新的知识，利用启发引导的方式，帮助学生分析问题，注重知识的形成过程。但是，本节课还是存在不足之处，由于本节课的一些内容专业性很强，特别是对于内燃机的一些知识，准备不足，无法对学生在课堂提出的一些问题当面回答，而且，对学生的知识准备指导不够，没有让学生做好充分的准备。在以后的教学中，要注意对于一些专业性强的内容，要提前利用各种方法和媒体，多收集资料，做好知识的准备，为学生解答疑难之处。要充分发挥好学生的主观能动性，引导学生在课下对自己感兴趣的知识和问题，收集资料。

附件1：               

课堂小结

                       燃料的热值

                                  内燃机的工作过程   热机的效率

                            

                                               

                           燃烧                热机

           燃料的化学能                内能               机械能

【反馈练习】

1、柴油机四个冲程中，内能转化为机械能的是    机械能转化为内能的是    。

A．吸气冲程     B．压缩冲程    C．做功冲程     D．排气冲程

2、酒精的热值是3.0×10⁷J/kg，由此可知 (   )

A．无论采用何种方式燃烧1 kg酒精，都可得到3.0×10⁷J热量

B．如果燃烧1 kg的燃料时，得到3.0×10⁷J的热量，这种燃料一定是酒精

C．每1 kg的酒精燃烧放出3.0×10⁷J的热量

D．1 kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×10⁷J

【课堂检测】

1、内燃机有四个工作冲程，右图是内燃机的________冲程，活塞下降时，燃气内能________（选填“减少”或“增加”）。

    2、关于“热机”，下列说法中错误的是： （ ）

A．通过技术改进，可以使热机的效率达到100%

B．减少城市热岛效应的措施之一就是倡导“绿色出行”。

C．用水而不用其它循环物质降低热机的温度，主要是利用水的比热容最大的特性

D．严寒的冬天，有人晚上把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时，水凝固而胀坏水箱

3、完全燃烧0.1kg的高能汽油，放出的热量为         J。（q油 ＝4.62×10⁷ J/㎏ ）

 附件2：【作业题】

1、 下图所示，内燃机的四个冲程中，哪个属于做功冲程

    A               B                C               D

2、汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图是　　冲程，在此冲程中　   　能转化为       。

   3、科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立刻向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸气，推动活塞再次做功，水蒸气温度___________（选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能_____________（选填“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的___________，为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是_________ 冲程。

   4、20##年4月28日，中石油与俄罗斯天然气公司签订合同，俄罗斯将通过东线和西线向中国供气680亿立方米。天然气燃烧时，将        能转化为内能；如果完全燃烧1m³的天然气所放出的热量全部被水吸收，可在一个标准大气压下将      kg的水从10℃加热到沸腾；这些热量相当于完全燃烧     kg精煤放出的热量。（水的比热容：c水=4.2×10³J/（kg.℃）；取热值：q天然气=3.78×10⁷J/ m³、q煤=3.15×10⁷J/ kg）

答案：

【反馈练习】

1、做功冲程；压缩冲程  2、D．

【课堂检测】

1、做功　减少   2、A     3、4.62×10⁶ J

【作业题】

1、C  2、压缩冲程   机械能    内能   3、降低 减小 效率 排气

4、化学   100   1.2

第二篇：九年级物理全册 14.1 热机教案1 (新版)新人教版

第1节 热机

【教学目标】

1.了解四冲程汽油机的基本工作原理．

2.了解内能的利用在人类发展史上的重要意义．

【教学重难点】

汽油机的工作原理及能的转化过程．

【教法教具】

教法：本课采用以实验为主导的综合启发式教学，初步渗透探究式学习方法. 教具：试管、水、酒精灯、铁架台、火柴、金属网等.

【课时安排】 1课时

【教学过程】

一、引入新课

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.能不能把燃料移到内部去燃烧，来获得更大的动力？

二、进行新课

内燃机：燃料在汽缸内燃烧的热机.

最常见的内燃机，以汽油或柴油作为燃料，分别叫做汽油机和柴油机.我们首先介绍汽油机.

(1)汽油机

①构造

进气门，排气门，火花塞，汽缸，活塞，连杆，曲轴.（介绍名称的同时，介绍各部分的功能）

冲程：活塞从汽缸一端运动到另一端叫做一个冲程.

②工作原理

内燃机的工作过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，活塞位于汽缸上端，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. 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，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大，这是第二个冲程.压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点，在压缩冲程结束的瞬间，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.做功冲程结束，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.此后，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，是如何使内燃机起动的？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，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程，内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能.这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来.然后依靠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以及下一循环的吸气、压缩，这样内燃机就可连续工作下去了.

(2)柴油机

柴油机与汽油机有共同的地方，也有不同之处.

1

①柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机；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；

工作过程上：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）；压缩情况不同（问：汽油机压缩冲程末温度、压强多大？柴油机压缩冲程末，气体体积要小得多，所以压强更大，温度更高，这个温度早已超过了柴油的燃点）；点火方式不同（汽油机靠火花塞点火.柴油机由于压缩气体温度超过柴油燃点，从喷油嘴喷入雾状柴油便可立即燃烧，这种方式称为压燃式）；

用途方面：柴油机比汽油机便宜，但汽油机一般比柴油机轻巧，所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些小型农用机械上.而柴油机一般用在舰船、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上.

布置作业

（l）简述四冲程内燃机的工作过程.

（2）回答下列问题：

①内燃机的四个冲程顺序能颠倒吗？为什么？ ②内燃机一个工作循环活塞往复运动几次？曲轴转动几周？

【板书设计】

第１节 热机

热机：种类如蒸汽机、内燃机、汽轮机等

内燃机分为汽油机和柴油机两大类.

汽油机的四冲程

A.吸气冲程

B.压缩冲程（机械能转化为内能）

C.做功冲程（内能转化机械能）

D.排气冲程

柴油机：特点

【教学反思】

１.从本课教学目标出发，开课时，设计了一个实验“用酒精灯给密闭在试管中的水加热”，问学生会看到什么现象，分析活塞飞出过程中的能量转化情况，内能转化成机械能；再问学生“水的内能从哪获得？”，酒精的燃烧将化学能转化为内能，通过热传递的方式传递给水.通过对这个实验的分析，向学生介绍了利用内能的两种方法.

2.从能量的转化角度引入新的知识，热机，通过课件展示一些用热机获得动力的交通工具，汽车、飞机、轮船、坦克、摩托车??使学生明白热机这一知识在生活中的应用，感受到技术进步在工业文明发展中的重要作用，从而引起他们的求知情趣.

3.先介绍了汽油机的结构，详细分析了汽油机的四个冲程，每个冲程都由学生自己找出工作特点，有利于学生进行图的识别.指出汽油机实际工作时，是靠外力使曲轴和飞轮先转动起来，带动活塞运动后汽油机才自己工作.

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