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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

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