资源简介

第1节 热机
【核心素养】
一、物理观念
①理解内能可以转化为机械能。
②知道热机中能量的转化。理解四冲程汽油机的构造和工作原理
二、科学思维和科学探究
通过观察汽油机模型和汽油机活动挂图的演示理解汽油机的工作过程，能够简单描述汽油机的四个冲程。
三、科学态度与责任
通过观察汽油机模型和汽油机活动挂图的演示培养学生观察理解问题的能力。
【重难点】
重点：理解内能可以转化为机械能
难点：汽油机四个冲程的理解
【教学方法】讲授法
【教具】试管、水、橡皮塞、酒精灯、火柴、汽油机模型、汽油机活动挂图
【课时安排】1课时
【教学过程】
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？
进行新课
内燃机:燃料在气缸内燃烧的热机
⑴汽油机
最常见的内燃机,以汽油或柴油为燃料,分别叫做汽油机和柴油机我们首先介绍汽油机
①构造(出示模型或挂图。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,介绍各部分的功能)
冲程:活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程
②工作原理。
(边动作边讲解,并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况)
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
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。
打开flash课件,让学生理解汽油机的工作原理。
⑵柴油机
柴油机与汽油机有共同的地方,也有不同之处。
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已超过柴油燃点,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。
小 结(略)
布置作业
(l)简述四冲程内燃机的工作过程。
⑵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？
【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,通过flash的动态演示了汽油机的工作过程,清晰、明了。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。

展开更多......

收起↑