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第十四章
第2节 热机
物理观念
认识热机，了解四冲程汽油机和柴油机的基本构造和工作过程。
科学思维
1.会分析四冲程内燃机各冲程的工作状态和能量转化；
2.学会观察和分析生活中有关内燃机的实例，形成初步的观察和分析概括能力。
科学探究
通过实验让学生知道热机利用内能来做功，将内能转化为机械能的原理。
重点
难点
科学态度与责任
1.了解内能的利用在人类发展史上的重要意义；
2.能从热机对社会发展所产生影响的角度，体会科技进步对人类和社会发展的推动作用；
3.通过对内燃机的工作过程中尾气排放的认识，树立节能减排、防止大气污染的责任意识。
思考：蒸汽机的动力来源是什么 人类生活发生了怎样的变化
蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！
蒸汽机为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。
水沸腾后会出现什么现象？推动壶盖的能量来自哪里？
若将石磨的杠杆运动与水沸腾推动壶盖整合在一起，会是什么样的效果呢
瓦特和蒸汽机
任务一、了解热机的发展简史
蒸汽机的工作原理是什么呢？
从1765年到1790年，他进行了一系列发明，比如分离式冷凝器、汽缸外设置绝热层、用油润滑润滑活塞、行星式齿轮、平行运动连杆机构、离心式调速器、节气阀、压力计等等，使蒸汽机的效率提高到原来纽科门机的3倍多，最终发明出了现代意义上的蒸汽机。
任务二、认识热机
1.热机的原理：
利用内能做功的机械
问题：①水沸腾后会出现什么现象
②推动塞子的能量来自哪里
①塞子被冲出；②酒精燃烧的过程中酒精的化学能转化为内能，内能传递给水，水的内能增加，温度升高，产生大量的水蒸气，水蒸气对塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
任务二、认识热机
2.热机
思考：什么是热机？
阅读教材第25页介绍热机部分。
热机是指利用内能做功的机械
任务二、认识热机
蒸汽织布机
蒸汽火车
3．热机的种类
任务二、认识热机
摩托车
喷气发动机
火电站的汽轮机
常见的热机
火箭发动机
汽车
利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
任务三、认识内燃机
内燃机：利用汽油或柴油燃烧后产生气体来推动活塞做功。
任务三、认识内燃机
如何对它们进行分类？
1.分类
①根据燃油种类分类；
②根据功能分类；
③根据发动机大小分类。
任务三、认识内燃机
2．汽油机
任务三、认识内燃机
汽油机工作过程
问题：
①这四个冲程分别是什么冲程？
②在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化，以及发生了怎样的能量转化？
③哪个冲程中燃料被点燃？
④哪个冲程使汽车获得动力？
⑤哪个冲程排出了汽车的废气？
任务三、认识内燃机
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，将空气吸进汽缸。
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。
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，产生高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功
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。
任务三、认识内燃机
1.老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么
依靠飞轮惯性完成的冲程是：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。踏动启动杆可以为第一次启动提供初动力，带动飞轮转动，完成吸气和压缩冲程，直到汽油机独立完成做功冲程，开始工作。
2.现代汽车里的马达(motor)起什么作用
马达是依靠电力转动的机器，其作用与摩托启动杆、老式汽车手摇把、小拖拉机手摇把作用相同。
思考
3.柴油机
喷油嘴
任务三、认识内燃机
问题：
①汽油机与柴油机在构造上有什么异同？
②两者吸气冲程中吸入的气体有什么不同？
③点火方式有什么不同？
④为什么柴油机多用于载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船，而很少用于家用小轿车？
任务三、认识内燃机
汽油机和柴油机的异同点和优缺点：
任务三、认识内燃机
汽油机 柴油机
热机种类 不同点
燃料
汽油
柴油
结构
火花塞
喷油嘴
吸气冲程
吸入的是汽油和空气的混合气体
吸入的是空气
压缩冲程
气压、温度相对较低
气压、温度相对较高
点火方式
点燃式
压燃式
任务三、认识内燃机
热机种类 相同点
汽油机 柴油机
工作循环
都有四个冲程
能量转化
（1）压缩冲程：机械能转化成内能
（2）做功冲程：内能转化成机械能
活 塞 、
曲轴运动
每完成一个工作循环，活塞往复两次，曲 轴转动两周，对外做功一次
运动
都需要外力
优缺点
汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率
高。两者都带来了废气和噪声污染
内燃机取代蒸汽机的原因
思考
任务三、认识内燃机
热机
汽油机四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程
汽油机和柴油机的异同
压缩冲程中将机械能转化为内能，做功冲程中将内能转化为机械能
热机是利用内能做功的机械。
随堂检测
1．常见汽油机工作时， 一个工作循环有_____个冲程，包括
_____ ____、 _____ ____ 、 _____ ____ 、 _____ ____ 、
在一个工作循环中，活塞往复_____ _次，曲轴转动_____ _周，
燃气做功 _____ _次。
一
四
吸气冲程
压缩冲程
排气冲程
做功冲程
两
两
随堂检测
2．如图所示是热机的四个冲程，其中属于做功冲程的是（ ）
B
随堂检测
3．在内燃机的一个工作循环中，存在着机械能转化为内能的过程，
也存在着内能转化为机械能的过程，这两个能量转化的过程存
在于（ ）
A．吸气冲程和压缩冲程
B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程
D．吸气冲程和排气冲程
B
随堂检测
4．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ）
A. 柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的
是空气
B. 在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C. 柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D. 在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
C
随堂检测
5.一台四冲程内燃机的飞轮转速为1800 r／min，它１s完
成（ ）
A.30个冲程，做了30次功　　　　　
B.60个冲程，做了60次功
C.120个冲程，做了30次功　　　　　
D.60个冲程，做了15次功
D
实践性作业
（1）查阅资料，了解哪些机器用到了热机，用到了哪种类型的热机。
（2）学生自己设计制作汽油机模型，并演示在四个不同冲程时汽油机模型的变化，小组交流讨论。

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