资源简介 课题 第十四章 第1节 热机教材与学情分析 本节知识为人教版九年级物理上册第十四章第1节内容。在学习了内能,热量及改变内能的方法等知识的基础上,这一节重点学习做功改变内能的实例--热机,是十三章内能知识的应用与深化。体现了从生活走向物理,从物理走向生活的新课程理念。了解四冲程汽油机的基本工作原理是本节教学的重点,也是难点。 生活中随处可见机动车,学生对机动车有一定的了解,学习热机的难度不大,教学过程中通过PPT图片及视频、内燃机模型和教师演示实验来展示内燃机的结构及工作原理。设计理念 学生的自主学习,在学生已有的的知识基础上初步建立本节内容的知识框架,教师通过实验演示、讲解等方式引导学生进行知识框架的重组和充实,进一步提升学生的能力。核心素养目标 物理观念 1. 知道热机的概念,初步了解热机的工作原理,体会内能的利用对人类发展的重要作用。 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、汽油机和柴油机的主要区别。科学思维 从汽油机和柴油机的工作过程来分析能量转化问题。科学探究 通过观察教师演示实验,发现并提出关于能量的问题,并根据已有知识解释实验现象。科学态度与责任 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社会发展的推动作用。 关注热机与能源及环境问题,并能采取力所能及的解决方案教学重点 1.了解四冲程汽油机的基本工作原理。 2.知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。 3.汽油机和柴油机的主要区别。教学难点 1、“飞轮”的作用。 2、整个工作过程中,能量的转化教法学法 教法:探究式 引导式 学法:合作式、归纳式课时安排 1 课时:教学准备 多媒体课件、汽油机、柴油机模型及挂图、试管、酒精灯、铁架台、橡胶塞等。教学过程教师活动 学生活动 设计意图(一)引入新课 【播放视频并提问】超音速汽车属于汽车范畴的一种。地球上的超音速汽车代表有英国工程师研制出的一辆时速达到1000英里(1610公里)/小时,名为“寻血猎犬号”的汽车。 超音速汽车的时速为什么能够超过音速?是怎样获得机械能的?(引导学生猜想:可能是内能转化机械能) 今天我们一起学习热机的工作原理 观看、感受、思考、回答教师提出的问题。 情景引入,引导学生从生活走向物理,有目标的进入后面的学习(二)新课教学 一、热机 1、演示实验 如图所示,在试管中装些水,用橡胶塞塞住管口,加热使水沸腾,观察现象。 讨论: (1)实验应该注意哪些安全操作事项? (2)通过实验现象,说说能量的转化情况。 2、热机--利用内能做功的机械。 3、热机的发展简史 (1)第一次工业革命 --蒸汽时代(蒸汽机的发明和利用) 展示蒸汽机图片 向瓦特致敬:介绍瓦特对蒸汽机改进做出的贡献。 让学生说一说蒸汽机的弊端。 答:体积庞大、笨重,不够环保 (2)、第二次工业革命--电气时代(内燃机的创新和利用) 展示内燃机图片: 与蒸汽机相比,它都有哪些优点。 答:轻巧;相对环保。 4、热机的种类:(PPT图片展示) 蒸汽机、汽轮机、喷气发动机内燃机等。 二、内燃机 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机,叫作内燃机。 1、分类: (1)汽油机:轻便灵活的摩托车 (2)柴油机:汽车中的巨无霸(额定核载360吨) (一)汽油机 1、结构(PPT视频、挂图及模型) 由汽缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。 2、工作原理 利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 3、工作过程 (1)冲程:汽油机在工作时,活塞从气缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。 (2)四个冲程:学生阅读课本,了解四冲程汽油机的工作过程。 (3)汽油机的工作过程分析 【通过播放视频学习】边放映边请学生解说 ①吸气冲程:进气门打开,排气门关闭。活塞向下运动,汽油和空气的混合物被吸入气缸。 ②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,压强增大,内能增加,温度升高。 能量转化:机械能转化为内能。 ③做功冲程:在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料燃烧,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞做功,并通过连杆带动曲轴转动,对外做功。 能量转化:内能转化为机械能。 ④排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。 引导学生用拳头和胳膊表演并叙述四个冲程。 (4)汽油机一个工作循环情况总结汽油机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的,在一个工作循环中,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,对外做功一次。 想一想 在四个冲程中,哪些冲程发生了能量的转化?哪个冲程使汽车获得动力?哪个冲程排出了汽车的尾气? 答:压缩冲程、做功冲程发生了、能量的转化;做功冲程获得了动力; 排气冲程排出了汽车的尾气。 (2)(PPT视频)老式摩托在启动时,需踏动启动杆,这是为什么?答:提供第一次启动时的初动力,主要完成吸气和压缩冲程。当做功冲程如约发生后,其余的冲程就依靠飞轮的惯性完成了。 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。 (3)(PPT视频)现代汽车里的马达(motor)起什么作用? 答:是一个电动机,依靠电力转动的机器。当马达帮助发动机完成吸气和压缩冲程,假如做功冲程能如约完成,马达就完成启动任务了。过去的老式汽车都是靠手摇完成第一次启动的。现在,一些简单的农机,比如小拖拉机,在启动时,还有用手摇方式启动的。 (二)柴油机 1、学生通过观看视频,挂图和模型,找出柴油机和汽油机构造及工作过程的异同点 2、汽油机与柴油机的优缺点 ①汽油机转速高,结构简单,质量轻,造价低廉,运转平稳,使用维修方便。汽油机在汽车上,特别是小型汽车上大量使用,至今不衰。 ②柴油机比较笨重,主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。③柴油发动机与汽油发动机相比,热效率高30%,因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲,柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。 五、拓展 学生阅读“科学世界”,了解现代汽车。 学生观察、思考、回答问题 知道热机的定义。 学生观察、思考,初步了解热机的发展史及热机的种类 了解不同种类内燃机的大致用途。 观看图片,认清各部分结构的名称。 让学生用手臂和拳头模拟汽油机的四个冲程 思考、讨论并解答 观看视频,思考、分析,并尝试回答老师提出的问题 对比汽油机,分析、总结柴油机的工作特点 倾听教师讲解。思考,柴油机为什么效率些? 了解现代汽车的发展 通过实验直接证明消耗内能可以做功,直观地展示出热机中能量转化的基本过程。从而印证学生的猜想,提高学生对已有事物的质疑能力。并介绍了蒸汽机的基本工作原理。 向学生介绍热机简史,了解热机的出现给人类生产生活带来巨大变化,感受科技就是第一生产力。 要尊重科学,敬仰推动科技发展的人。 通过图片、模型和辅助动画,学生能大致了解汽油机的工作过程。 让学生解说,既是对阅读效果的考察,又能培养学生的语言表达能力,促进知识的理解。 通过体验模拟四冲程,加深对热机工作过程的理解 设计“启动”环节的目的: 说明活塞第一次运动的动力从哪里来? 2、激起学生的求知欲,特别是喜爱汽车知识的学生的求知欲。 对比学习,加深印象,对知识的理解更透彻 汽车已成为我们现代生活中不可缺少的一部分,内燃机的大量利用给能源和环境都带来了不少压力,在未来,能源的发展和环境的保护我们将如何应对,这是我们现在要给学生心里种下的一颗种子。随堂训练 1. 热机是利用_______能做功的机械。热机的种类有蒸汽机、________、汽轮机、____________等。 2. 如图所示,工作中的四冲程汽油机正处于________冲程,该冲程将________能转化为机械能,若该汽油机每秒完成40个冲程,则每秒它对外做功_______次。 3.在汽油机压缩冲程中,工作物质被压缩,汽缸中的( )A.压强增大,温度降低B.压强减小,温度升高 C.压强增大,温度升高 D.压强减小,温度降低 5. 根据汽油机和柴油机的区别,下列说法错误的是( ) A.汽油机气缸顶部有一个火花塞,柴油机气缸顶部是一个喷油嘴 B.汽油机吸入的是空气,柴油机吸入的是空气和柴油的混合物 C.做功冲程是内能转化为机械能 D.压缩冲程是机械能转化为内能小结作业布置 课本P21 页“动手动脑学物理”1、3题板书设计 第1节热机 一、热机 1. 概念:把内能转化为机械能的机器. 2. 原理:把燃料燃烧产生的内能,通过做功转化为机械能. 3.种类:蒸汽机、内燃机、喷气式发动机等。 二、内燃机 1、汽油机 构造:进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等. 工作过程:一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,对外做功一次. 能量转化情况:压缩冲程,机械能转化为内能;做功冲程,内能转化为机械能. 2、柴油机 柴油机与汽油机的相同点:一个工作循环都要经历四个冲程;能量转化情况相同. 柴油机与汽油机的不同点: ①构造方面:汽油机有火花塞,柴油机有喷油嘴. ②点火方式不同:汽油机是点燃式点火,柴油机为压燃式点火. ③用途方面:汽油机轻巧,用于轿车、摩托车等;柴油机笨重,用于卡车、轮船等 展开更多...... 收起↑ 资源预览