初中物理人教版九年级全册第1节 热机教学设计

课题

热机

教

学

目

标

（一）知识与技能

1．了解人类“利用内能做功”的历史发展进程，了解四冲程内燃机的基本工作原理和工作过程。

2．通过观察汽油机工作过程的动画，知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。

3．通过观察、对比汽油机和柴油机的模型和工作过程，了解二者的异同。

（二）过程与方法

1．通过演示实验，了解可以利用内能做功，学会通过阅读和倾听学习。

2．通过阅读“科学世界”，了解现代汽车的一些常识，培养自学能力。

（三）情感态度与价值观

1．通过对热机发展简史、汽油机的结构以及工作过程的学习，感受到人类对美好事物孜孜不倦的追求，逐步培养学生崇尚科学、爱科学、学科学的兴趣。

2．了解生活中各种常见的热机工作时的利弊，唤起学生节约能源，保护环境的意识。

重点

难点

1．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。

2．教学难点：①“飞轮”的作用。

②整个工作过程中，能量的转移和转化。

教学方法

讲授法、讨论法、演示实验法、多媒体课件演示法。

教具学具

内能做功演示器、汽油机模型、柴油机模型。

教学过程

引入

教师活动

学生活动

设计意图

引

入

课

题

：

猜

猜

它

是

谁

让学生猜一猜它是谁。

1．  它来之前

向学生展示五幅图片，分别描述古代人农耕、织布、车水、行路、行船。

提出：古人如何获得动力？

设答：人们的耕、织、运、作、行等活动，依靠畜力、风力、甚至人力。

2．它来了，带来一场革命

向学生展示五幅图片。分别描述蒸汽时代的纺织、火车、轮船，热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。

观看、思考、感受、回答教师提出的问题。

展示图片，用热机的出现给人类生活带来巨大变化引入新课，向学生介绍热机简史，为学习热机做准备。

新

课

讲

授

一、热机发展简史

1．向瓦特致敬：介绍瓦特对蒸汽机改进做出的贡献。

2．让学生说一说蒸汽机的弊端。

学生回答：笨重，只能用于大型机器；不够环保。

3．展示内燃机图片，让学生说一说与蒸汽机比较，它都有哪些优点。

学生回答：轻巧；相对环保。

二、热机

1．热机的原理

（1）实验演示

讨论：实验中能量转化的情况。

结果：燃料燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。

（2）什么是热机

利用内能做功的机械。

2．热机的种类

迄今为止，已经出现的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。

三、内燃机

1．分类：展示摩托车和重型卡车的图片。根据所使用燃料分为汽油机和柴油机两大类。

2．汽油机

(1)观看汽油机剖面图，介绍进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等重点结构。

(2)什么是冲程？

教师：活塞在汽缸内从一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。

了解瓦特，感受那个时代的激情。

观察图片，回答老师的问题。

对比分析内燃机的优点。

观察演示实验，并思考发生了哪些能量转化。

讨论，说出实验中能量的转化。

知道热机的定义。

了解热机的种类。

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。

我们在享受科技发展给我们生活带来的巨大变化的同时，更要尊重科学，敬仰推动科技发展的人。这样学生才会向往“将来成为他们那样的人”。

提高学生对已有事物的质疑能力。

用课本中的实验，简洁、直观地阐述热机的工作原理。

学生是第一次学习这种复杂的机器，没有必要讲的结构都可以不讲。但马达和飞轮作为第一次启动时的动力源与保证发动机连续工作的关键结构，有必要说出它们大致的位置，便于学生思考、以解决后面的疑惑。

（3）学生阅读课本，了解四冲程汽油机的工作过程。

（4）播放汽油机工作过程的动画，放慢播放速度，边放映，边请学生解说。

（5）想一想

①在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？

答题要点：压缩冲程发生了机械能向内能的转化，获得了温度较高的混合气体；做功冲程发生了内能向机械能的转化，汽车从做功冲程中获得的机械能，远远超过了压缩冲程中消耗的机械能。

②哪个冲程使汽车获得动力？

答题要点：做功冲程获得了动力。

③哪个冲程排出了汽车的尾气？

答题要点：排气冲程。

④老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？
答题要点：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。

⑤现代汽车里的马达（motor）起什么作用？

答题要点：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。

教师适当加以引导，让学生自己回答，关键之处教师重申放大。

3．柴油机

（1）柴油机的工作过程

播放动画，让学生看到柴油机和汽油机在构造、工作过程上是大致相同的。

（2）学生观察，柴油机在构造上的不同，会引起哪些变化？

①柴油机燃烧室顶端有一个喷油嘴，柴油直接喷入。

②吸入物质不同，吸气冲程只吸入空气。

③没有火花塞，如何点燃？压缩点燃。

4．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。

5．学生阅读“科学世界”，了解现代汽车。

6．介绍现代燃料，重点讲各种燃料燃烧后排出的废气对环境的影响。

学生阅读，思考，尝试描述汽油机的工作过程。

思考并回答教师的问题。

通过阅读分析，回答教师的问题。

回答教师提出的问题。

观看教师提供的图片，思考，分析，并尝试回答教师提出的问题。

思考，并回答教师提出的问题。了解现代汽车的第一次启动。

观看图片和视频，了解柴油机的各部分结构和工作过程。

对比汽油机，分析柴油机的工作特点。

倾听教师讲述汽油机与柴油机的优缺点。

思考，柴油机为什么效率高些？

阅读“科学世界”，了解现代汽车。

关注热机与环境保护之间的关系。

通过彩图和辅助动画，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。

“第一次启动”的环节设计，主要目的有三个：1．说明第一次启动的动力从哪里来？2．满足喜爱汽车知识的学生的求知欲；3．描述汽车发展的一个片段，贴近生活。

对比学习可以使学生对两种内燃机的特点了解得更加清楚。

现在，汽车已经走进千家万户，内燃机的大量使用给我们的环境带来了不小的压力。了解它，并有愿望去改造它，是这节课应该埋到学生心里的一颗种子。

课堂小结

引导学生总结：

1．学生用拳头和胳膊表演并叙述四个冲程。

2．压缩冲程和做功冲程中能量的转化。

3．注意汽油机和柴油机的不同之处。

学生总结。

提高学生的归纳总结能力。

练

习

反馈练习

1．四冲程内燃机的一个工作循环

有      个冲程，曲轴转

动     周，活塞往复   次，对外做功     次，其他冲程靠飞轮的     完成。

2．在内燃机的一个工作循环中，存在着机械能转化为内能的过程，也存在着内能转化为机械能的过程，这两个能量转化的过程存在于（     ）

A．吸气冲程和压缩冲程

B．压缩冲程和做功冲程

C．做功冲程和排气冲程

D．吸气冲程和排气冲程

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

4．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（   ）

A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气

B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的

C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高

D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高

参与练习，完成题目。

参与练习，完成题目。

通过习题讨论，深化对热机的认识。

检测教学目标达成情况。

板书设计

第1节  热机

一、热机

1．热机的原理

  2．热机的种类

二、内燃机

  1．汽油机

   ①工作循环：

   ②冲程中的能量转化

  2．柴油机：柴油机的工作过程。与汽油机有哪些不同。

3．汽油机和柴油机的优缺点。

课后反思