科学3 热机优秀教学设计及反思

7.3《热机》教案

一、教学目标

（一）知识与技能

1、知道热值的感念，并能进行简单的计算。

2、知道热机中能量的转化。

3、理解四冲程汽油机的构造和工作原理。

（二）过程与方法

1、通过观察、操作汽油机模型演示，理解热机工作过程中的能量转化。

 2、能够简单描述汽油机的四个冲程。

（三）情感态度与价值观

1、通过观察、操作汽油机模型演示，培养学生观察理解问题、小组合作、自主探究的能力。

2、学习热机的应用，激发学生的学习兴趣，培养学生将科学知识应用于人类社会的意识。

二、教学重点

理解热值、汽油机的工作过程，内能可以转化为机械能。

三、教学难点

汽油机四个冲程的理解。

四、教学准备

试管、水、橡皮塞、酒精灯、火柴、汽油机、柴油机模型、ppt。

五、教学过程

（一）创设情境  引入新课

视频播放：2016.11.18日我国神州十一号宇宙飞船火箭点火升空的过程。

 ※思考一

1、你知道神州十一号宇宙飞船火箭用的是什么燃料？

2、为什么不用常见的汽油、柴油？

3、能量如何转化？

（二）合作交流 

 探究新知

 一、燃料的热值

PPT出示：质量均为1Kg的一些常见燃料完全燃烧所放出的热量（单位：J）

※思考二：从这张表格中你能获得什么信息？

学生讨论、归纳，教师补充得出结论一：

1、热值：1千克某种燃料完全燃烧时放出的热量（用q表示），叫做这种燃料的热值。

2、单位：焦/千克（J/kg）

3、热值是物质的特性，不同物质热值一般不同

4、q汽油=4.6×107J/kg  表示的意义：1Kg汽油完全燃烧放出的热量为4.6×107J。

二、热机

教师演示实验:水蒸气冲开橡皮塞 学生仔细观察实验现象，思考：

※三:思考三：

1、同学叙述刚才观察到的实验现象。并从能量的角度进行解释。

2、利用这个原理在实际中有什么应用？

3、实验中热量是否有损失？可采用什么方法提高效率？

学生活动一：学生自学课本中介绍的实验：汽油机模拟实验（酒精燃气冲开盖子)。

PPT出示图片，让学生叙述工作过程与原理,教师补充得出结论二（略）。

 ※思考四：

让学生比较两个实验的区别与联系？归纳出：

热机：热机是通过燃料燃烧获得内能并转化为机械能的装置。

利用燃料燃烧释放出内能，并通过工作物质(水蒸气、燃气)，对外做功，将内能转化为机械能。

学生活动二：对照汽油机模型与课本相关章节，小组合作完成下列问题：

 ※思考五：

1、汽油机的结构有哪些？

2、一个冲程是怎么规定的？

 3一个工作循环有哪几个冲程？

4、请将各冲程的工作情况填入表格：

6、吸气冲程吸入的是什么物质？点火在哪个冲程完成？

7、四个冲程实现对外做功是哪个冲程？其他三个冲程靠什么完成？

学生小组讨论后回答，教师进行必要的补充说明，得出结论三：

1、构造：进气门，排气门，火花塞，汽缸，活塞，连杆，曲轴。

2、冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。

3、工作原理：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，吸气冲程。

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。此时是机械能转化为内能。这是第二个冲程，压缩冲程。

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。

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

 4、四冲程汽油机的四个冲程，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，活塞要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来保持运动。

5、热机是把内能转化为机械能的机器，在压缩冲程中曲轴连杆的机械能转化为气体的内能，在做功冲程中内能转化为机械能。

6、汽油机一个工作循环包括4冲程，活塞往复2次，曲轴转动2圈，做功1次。有2次能量转化。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。

学生活动三：对照汽油机与柴油机模型，思考：

 ※思考六：

1、比较汽油机与柴油机结构的区别有什么不同？

2、工作过程有什么相同之处与区别？

3、它们各自有什么优缺点？

4、哪些地方导致热量的损失？请你谈谈如何提高热机的效率？

学生小组讨论后回答，教师进行必要的补充说明；得出结论四：

 相同点：

1、都是燃料在汽缸中燃烧。

2.都是将内能转化为机械能的机器。

3.都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动两周，活塞往复两次，对外做功一次。

4.都是先靠外力使飞轮和曲轴转动起来，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。

5.排气冲程排出废气相同。

 不同点

1、构造：汽油机气缸顶部有火花塞;柴油机气缸顶部有喷油嘴。

2.燃料：汽油机是汽油;柴油机是柴油。

3.吸气：汽油机吸进汽油和空气的混合气体；柴油机只吸进空气。

4.点火：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。

 三、火箭

PPT出示：新型的热机----火箭

学生自主学习相关章节，小组内叙述火箭的工作原理。

（三）学以致用  稳固提升 详细见学案

（四）本堂课的收获：

1、知识层面

2、方法层面（略）

（五）作业：

1、书面作业：见作业本

2、课外实践作业：调查日产汽车与欧美汽车发动机的性能差异，写一篇文章。

 （六）板书（略）

（七）教学反思（详见附件）