资源简介

14.1 热机
【学习目标】
1.知道热机的概念；初步了解热机的工作原理。
2.了解汽油机的构造和工作过程。
3.了解柴油机的构造和工作过程。
4.了解汽油机和柴油机的主要区别。
【教学重难点】
重点：汽油机的工作过程。
难点：柴油机与汽油机的不同点。
【教学方法】
启发诱导法、实验探究法、讨论法、观察对比法。
【教学过程】
新课导入：
18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经超过了声速。你知道汽车是如何获得机械能的吗？你知道它们为什么能大展神威吗？
新课讲授：
探究点一、热机
活动1：演示P17页图14.1－1，请学生观察后讨论如下问题：
点然酒精后，过一会看到什么现象？
解释：听到“呯”的一声，看到塞子飞出去，瓶子口出现“白雾”。
塞子为什么会飞出去？瓶口为什么会出现“白雾”？
解释：酒精燃烧给试管中的水加热，试管内产生大量的水蒸汽，当管内的气压大到一定程度时，塞子在水蒸汽压力的作用下就会飞出去。管内的水蒸汽对塞子做了功，内能减少，温度降低，水蒸汽遇冷液化，形成“白雾”。
从酒精灯点燃到塞子飞出去，能量是怎么转化与转移的
解释：酒精具有化学能，燃烧后化学能转化为内能 ，内能通过热传递的方式转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸汽，水蒸汽推动塞子做功，内能转化为塞子的动能。
活动2：在大屏幕上展示P18页图14.1－2，这个内燃机与刚才的演示实验装备在结构上有什么相同点？各部分相当于演示实验的哪些部件？
引导学生对比学习，引出热机的概念及相关知识点。
探究点二、汽油机
活动1：PPT动画展示汽油机的结构播，让学生对汽油机的结构有直观的认识。
活动2：PPT动画展示汽油机的工作原理，并带领学生详细理解汽油机的4个冲程---吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
探究点三、柴油机
活动1：PPT动画展示柴油机的的结构图。
活动2：告诉同学们柴油机工作原理与汽油机大致相同，让学生对比汽油机的工作原理自主学习柴油机的4个冲程---吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
活动3：PPT动画动画展示汽油机和柴油机内部结构和工作原理，让学生自主找出汽油机和柴油机的相同点和不同点。
活动4：简单介绍汽油机和柴油机的应用。
课堂练习：
1.如图所示，试管内装有少量水，管口被一橡胶塞塞紧。用酒精灯给试管内水加热，直至水沸腾，并且水蒸气把塞子冲开。这种实验展示了哪一种热机的工作原理（　　）
A．蒸汽机 B．内燃机 C．汽轮机 D．喷气发动机
【答案】A
【解析】酒精燃烧，是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来，然后将内能通过热传递转移给水和试管，水吸热迅速的汽化，形成大量的水蒸气，水蒸气对塞子做功，将水蒸气的内能转化为木塞的机械能，这是蒸汽机的原理。
故选：A。
2．下列有关热机的说法正确的是（　　）
A．柴油机顶部是火花塞，吸气冲程吸入的是空气
B．热机的工作原理是将内能转化为机械能
C．内燃机压缩冲程时体积增大，内能减少，温度升高
D．热机效率可以等于1
【答案】B
【解析】A.柴油机与汽油机结构上存在差异，柴油机顶部是喷油嘴，吸气冲程吸入的是空气。故A错误；
B.热机是将燃料燃烧释放出的内能转化为活塞机械能的机器。故B正确；
C.内燃机是最常见的热机。在内燃机的压缩冲程，活塞压缩燃气做功，使工作物质的内能增加，温度升高，体积减小，压强增大。故C错误；
D.热机工作过程中，尾气带走大量的热量，另外燃料不可能完全燃烧，克服机械摩擦及机械散热损失能量等，所以热机获得的有用机械能很少，机械效率远小于1．故D错误。
故选：B。
3．下面关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　）
A．柴油机与汽油机除使用的燃料不同外，在构造上完全相同
B．柴油机气缸顶部有个喷油嘴，汽油机气缸顶部有个火花塞
C．汽油机与柴油机使用的燃料不同
D．柴油机采用压燃式点火，汽油机采用点燃式点火
【答案】A
【解析】A.汽油机和柴油机除使用的燃料不同，其构造、点火方式等还有多处不同，故A错误；
B.汽油机气缸顶部有个火花塞，柴油机气缸顶部有个喷油嘴，故B正确；
C.汽油机与柴油机使用的燃料不同，汽油机使用汽油，柴油机使用柴油，故C正确；
D.汽油机与柴油机的点火方式不同，汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火，故D正确。故选：A。
4.热学知识总结，下列说法中正确的是（　　）
A．汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时它们点火方式相同
B．物体吸收热量，可能内能增加温度却不升高
C．比热容是物质的一种特性，不会随温度、质量、状态的变化而变化
D．功率越大的热机效率一定越高
【答案】B
【解析】A.汽油机和柴油机均属于内燃机，工作时汽油机是点燃式，柴油机是压燃式，故A不正确；
B.晶体的熔化过程中，吸热内能增加，但温度不升高，故B正确；
C.比热容是物质的一种特性，不会随温度、质量的变化而变化，但会随状态的变化而变化，C不正确；
D.功率与热机效率没有任何关系，D不正确。
故选：B。
5.如图为汽油机工作过程中某一冲程的示意图，此冲程的名称及能量转化是( )
A. 压缩冲程，机械能转化为内能
B. 压缩冲程，内能转化为机械能
C. 做功冲程，机械能转化为内能
D. 做功冲程，内能转化为机械能
【答案】A
【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，活塞上行，因此是压缩冲程，压缩冲程中机械能转化为内能。
课堂小结：
本节课我们通过多项学习活动知道热机的概念，初步了解热机的工作原理，了解汽油机的构造和工作过程，了解柴油机的构造和工作过程以及汽油机和柴油机的主要区别。
作业布置：
完成配套课后练习。
【板书设计】
热机
1.热机的原理：把内能转化为机械能
2.汽油机和柴油机的工作过程
3.汽油机和柴油机的相同点和不同点
【课后反思】
本节课从生活实际中的汽油机和柴油机是怎样工作的引出物理问题，最后又用物理知识来解释，让学生体会到物理就在身边。感受到物理的趣味和价值，体验到物理的魅力。教学中注意了学生的主体地位，让学生充分发挥自己的观察能力、分析能力。本课用了大量的多媒体课件进行教学，增加了教学的可观度，让学生有一种身临其境的感觉，很好的激发了他们学习物理的兴趣，效果很好。
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