初中物理人教版九年级全册第1节 热机学案设计

14．1　热机

【学习目标】

1．了解热机的工作原理。

2．了解汽油机的基本工作原理。

3．了解柴油机的基本工作原理。

【重点难点】

汽油机与柴油机的工作原理以及工作过程中的能量转化情况。

学习内容一：热机

学习指导：阅读课本P17－P18文字内容与插图，基本概念、定义用红笔作上记号。

【自学检测】

1．人们发现内能可以做功，利用内能做功的机械叫热机。

2．燃料直接在发动机的汽缸内燃烧产生动力的热机，叫内燃机。

3．内燃机分为汽油机与柴油机两大类。它们分别用汽油与柴油作为燃料。

【合作探究】教师巡视辅导。

演示P17图14.1－1，请学生观察后讨论如下问题：

1．点然酒精灯后，有什么现象发生？

答：听到“呯”的一声，看到塞子飞出去，瓶口附近出现“白雾”。

2．塞子为什么会飞出去？瓶口为什么会出现“白雾”？

答：酒精燃烧给试管中的水加热，试管内产生大量的水蒸气，当管内的气压大到一定程度时，塞子在水蒸气压力的作用下就会飞出去。管内的水蒸气对塞子做了功，内能减少，温度降低，水蒸气遇冷液化，形成“白雾”。

3．从酒精灯点燃到塞子飞出去，能量是怎么转化与转移的？

答：酒精具有化学能，燃烧后化学能转化为内能 ，内能通过热传递的方式转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气推动塞子做功，内能转化为塞子的动能。

4．在大屏幕上展示P18图14.1－2，这个内燃机与刚才的演示实验装备在结构上有什么相同点？

活塞——塞子　　　　　　汽缸——试管

5．它们工作时能量转化有什么共同点？

共同点：能量转化过程相同，都是燃料燃烧后的内能转化为机械能。

【展示交流】教师掌握情况。

【精讲点拨】

1．在演示实验中，塞子不能塞得太紧，否则有可能引起试管爆裂。

2．内燃机与其它热机的能量转化方式一样：内能转化为机械能。不同点在于内燃机的燃料在汽缸内燃烧，所以称之为“内燃”。

【即时练习】

1．完成P21第1题。

2．内燃机的特点是：燃料在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。

学习内容二：汽油机、柴油机

学习指导：阅读课本P18－P20文字内容与插图，二人为一组，相互描述汽油机的工作过程。

【自学检测】

1．汽油机的结构：汽缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞。

2．汽油在汽缸内燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动。

3．活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫一个冲程。汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。

【合作探究】教师巡视辅导。

1．使用PPT动画展示汽油机工作过程，说说汽油机是怎样工作的，并将下面的空补充完整。

汽油机一个完整的工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

A．吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油与空气的混合物进入汽缸。

B．压缩冲程：进气门排气门都关闭，活塞向上运动，燃料与空气的混合物被压缩，温度升高。

C．做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞点火，燃料燃烧，产生高温高压的气体，高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。

D．排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。

2．讨论并完成“想想议议”

(1)在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。

(2)做功冲程使汽车获得动力。

(3)排气冲程排出废气。

3．阅读P19柴油机的相关内容，比较一下汽油机与柴油机的异同并将下列表格补充完整。

4.阅读P20科学世界“现代汽车”，说说现代汽车与过去的汽车相比有哪些优点。

答：减少污染，降低消耗。

【展示交流】教师掌握情况。

【精讲点拨】

1．在四冲程汽油机中，只有做功冲程对外提供了动力，其他三个冲程依靠飞轮的惯性完成。手扶拖拉机在启动时，要用人力转动摇把，带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程，然后发动机才能开始正常工作。小汽车启动时，转动钥匙，电动机开始带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程。

2. 一个工作循环，活塞来回运动二次，曲轴旋转二周，对外做功一次。

【即时练习】

完成课本P21第2、3题。

【当堂练习】见训练案基础部分