物理九年级全册第十四章 内能的利用第1节 热机公开课教学设计

这是一份物理九年级全册第十四章 内能的利用第1节 热机公开课教学设计，共11页。教案主要包含了ppt 3，ppt 4，ppt 5，ppt 6，ppt 7，ppt 8，ppt 9，ppt 10等内容，欢迎下载使用。

教学案例
课 题
第十四章 第1节 热机
课 型
新授课
教学目标
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、柴油机的构造和工作过程。
教学重点
了解汽油机、柴油机的构造和工作过程。
教学难点
了解汽油机、柴油机的构造和工作过程。
教学方式
讲授法、演示法、谈话法
教具学具
多媒体课件
教学过程
设计
教师活动预设
学生活动预设
设计目的
【ppt 3】新课引入
图片展示1：蒸汽火车的动力装置通过燃烧煤带动火车向前行驶。
图片展示2：现代汽车需要经常加“油”，才能让车持续行驶。
图片展示3：火箭一般靠燃料燃烧排出高温高速燃气来获得推力。
提出问题：你觉得，蒸汽机、汽车和火箭的动力装置是如何提供机械能的？
学生听讲、猜想：蒸气火车、现代汽车和火箭，都是靠燃料燃烧，然后利用内能做功，内能转化为机械能，来为它们提供动力的。
激发学生学习兴趣，引出本节课要探究、学习的问题。
【ppt 4】让我们来看一个实验。
教师播放演示实验视频。提出问题：1.实验现象是怎样的？2.为什么会产生这样的实验现象？3.在这个实验过程中，不同形式的能量之间发生了怎样的能量转化？

【ppt 5】下面老师带着大家来分析一下这个实验。
1.实验现象是怎样的？
用酒精灯加热试管中的水→最后①橡胶塞冲了出去；
②试管口出现大量“白雾”。
2.为什么会出现这样的实验现象？
酒精燃烧释放热量（这一过程中，化学能→内能）→水内能↑温度↑产生越来越多的水蒸气，对橡胶塞的压力↑（前后这一过程是热传递的过程）→水蒸气将塞子推出试管口（这一过程中，内能→机械能）→水蒸气内能↓温度↓ 水蒸气液化成小水珠（白雾）
3.在这个实验过程中，不同形式的能量之间发生了怎样的能量转化？①化学能→内能；②内能→机械能。
4.水蒸气将橡胶塞推出的过程中，水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能。→这就是蒸汽机的工作原理。

【ppt 6】教师总结：人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械——热机。热机的发明及广泛使用，使人类迈入了工业化社会，对人类社会的发展起到了重要的作用。
教师总结热机的概念和种类，展示不同种类热机的图片。
【板书】
一、热机
1.利用内能做功的机械就是热机。
2.热机的种类包括：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。

【ppt 7】教师讲解：其中，燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机是现代社会中最常见的一种热机。我们常见的汽车的动力机械就是内燃机。
教师展示一种内燃机的剖面图。
教师讲解内燃机分为汽油机和柴油机两大类。汽油机用汽油做燃料，柴油机用柴油做燃料。
【板书】
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
内燃机：①汽油机；②柴油机。

【ppt 8】首先，让我们通过一个视频来对内燃机有一个形象的了解。
教师播放视频：四缸发动机的工作视频。
教师对着视频讲解“汽缸”、“活塞”、“四个汽缸、四个活塞”、“活塞运动为汽车提供动力”。（不用特别深入的讲解，主要是先让学生对发动机产生一个直观的认识）

【ppt 9】下面我们来深入了解一下汽油机和柴油机。首先是汽油机。
用汽油作燃料的内燃机叫做汽油机。
教师结合图片讲解汽油的基本构造：汽缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴。
汽油机的工作原理：原理：汽油在汽缸内燃烧，汽油的化学能转化为内能，产生高温、高压的气体推动活塞做功，最终将内能转化为机械能。
【板书】
二、汽油机
1.用汽油作燃料的内燃机叫做汽油机。
2.构造。
3.原理：汽油在汽缸内燃烧，汽油的化学能转化为内能，产生高温、高压的气体推动活塞做功，最终将内能转化为机械能。

【ppt 10】教师结合右边的节选视频讲解冲程的概念：汽油机工作时，活塞在汽缸内往复运动；活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
并且介绍，多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的。
【板书】
4.工作过程：
（1）冲程：汽油机工作时，活塞在汽缸内往复运动；活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
（2）工作循环：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的。

【ppt 11】
教师分动画深入讲解汽油机的四个冲程（上面4个动画都可以点开播放）
甲 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进入汽缸。
乙 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。
丙 做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
丁 排气冲程：进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。

教师再对每个冲程进行讲解。（后面四张ppt每一个动画都能点开播放）
【ppt 12】甲 吸气冲程
问：吸气冲程为什么能将汽油和空气的混合物吸进汽缸？
答：当活塞向下运动时，汽缸内气体的体积增大，气压变小，大气压把汽油和空气的混合物压进汽缸。

【ppt 13】乙 压缩冲程
问：压缩冲程中压缩的是什么？压缩到最后会有什么结果？为什么？能量是如何转化的？
答：压缩冲程中，活塞压缩汽油和空气的混合物做功，使其内能增加，温度升高，这是一个机械能转化为内能的过程。

【ppt 14】丙 做功冲程
问：做功冲程中，能量是如何转化的？
答：做功冲程中，燃料燃烧，燃料的化学能转化为燃气的内能，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，燃气的内能转化为机械能。

【ppt 15】丁 排气冲程
问：排气冲程中是怎样将废气排出的？
答：当活塞向上运动时，汽缸内气体的体积变小，气压增大，当汽缸内的气压大于大气压时，废气被排出汽缸。

【ppt 16】教师讲解：（1）做功冲程将内能转化为机械能，为汽车等提供动力；其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的。
教师提问：汽油机在一个工作循环（四个冲程）中，活塞往复运动几次？汽缸内燃料燃烧几次？对外做功几次？（画面可以回到之前的ppt，也可以结合板书和动图来讲解、提问）
（2）汽油机在一个工作循环（四个冲程）中，活塞往复运动2次，汽缸内的燃料燃烧1次，曲轴、连杆带动飞轮转动2周，对外做功1次。
【板书】
相关说明：
（1）做功冲程将内能转化为机械能，为汽车等提供动力；其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的。
（2）汽油机在一个工作循环（四个冲程）中，活塞往复运动2次，汽缸内的燃料燃烧1次，曲轴、连杆带动飞轮转动2周，对外做功1次。

【ppt 17】用柴油作燃料的内燃机叫做柴油机。柴油机和汽油机很相似，但也有不同。这一部分的内容交给同学们自己阅读、学习，这是老师给同学们列出的阅读提纲：
1.柴油机与汽油机在构造上有什么不同？
2.二者的吸气冲程有什么不同？
3.二者的压缩冲程末的工作状态有什么不同？
4.柴油机相比于汽油机有哪些优势？有哪些劣势？
5.二者在工作过程中有哪些相同点？
请同学们阅读课本第19-20页，回答这些问题。
关于共同点：①燃料都在汽缸中燃烧；②都是将内能转化为机械能的装置；③汽油机火花塞和柴油机喷油嘴的工作时间都是在压缩冲程末；④都是由吸起、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环；一个工作循环中，活塞往复2次，飞轮转动2周，做功1次。四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成；⑤排气冲程都是将废气排出汽缸的过程；⑥在每个冲程中，气阀的开闭情况、活塞的运动方向都是相同的；⑦在启动时，都是靠外力先使飞轮和曲轴转动起来。

【ppt 18】教师带着学生进行总结。总结内容见该页ppt的表格。
【板书】
三、柴油机
1.用柴油作燃料的内燃机叫做柴油机。
2.柴油机顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。
汽油机点火是点燃式，柴油机是压燃式。
3.汽油机比柴油机轻巧；柴油机比汽油机效率高，能输出更大的功率。

【ppt 19】内燃机的这四个冲程，同学们记下来没有？如果不好记，这组漫画也许会帮助你。
教师展示四个冲程的漫画图。

【ppt 20、21】题1、2

【ppt 22】进行小结。

【ppt 21】拓展延伸：电子燃油喷射系统。
随着电子技术的发展，许多汽车已经采用了电子燃油喷射系统。微电脑可以根据内燃机的工作状态和空气的温度等多种因素精确控制喷油的数量和时机，提高燃烧效率。
根据喷油器喷射位置不同又分为缸内直喷式和进气道喷射式两种视频一开始，可以看到汽缸顶部有一个喷油器，旁边还有一个火花塞。喷油器在汽缸顶部、直接将汽油喷入汽缸内，这被称为“缸内直喷式”；在视频中间黑色底的汽缸动画里，喷油器是将油喷入进气道里，这被称为“进气道喷射式”。
采用电子燃油喷射系统的发动机与过去的发动机相比，可以减少有害气体的排放，降低燃料的消耗，同时提高发动机的效率。

【ppt 24】布置作业。
学生观看实验并思考问题，讨论并回答。





学生在老师的带领下思考、分析、总结。




对关键内容进行记录。








对关键内容进行记录。



对关键内容进行记录。




听讲。








记录。




听讲，了解内燃机的概念。









记录。



观看视频，对汽油机有一个感性的认识。








在老师的带领下，了解汽油机的结构以及工作原理。










记录板书。








听见并理解。








记录板书。









听讲，并记录关键内容。

















听讲，并思考每个冲程中老师提出的问题。并对关键内容做笔记。
































听讲，并记录关键内容。















记录板书。










学生根据老师给出的阅读提纲，自学柴油机这部分内容，并回答相关问题。




























总结、回答。


记录板书。










趣味记忆内燃机的四个冲程。



阅读题目，给出答案。

听讲。

观看视频，听老师讲解，了解电子燃油喷射系统。
这个实验展示了蒸汽机的工作原理。学生通过这个实验，对热机的工作原理产生一定的了解，从而引出热机的概念。
























了解热机的概念和种类。












了解内燃机的概念。













通过视频让学生对内燃机有一个感性的认识。







了解汽油机的结构和工作原理。




















了解汽油机的工作过程。

















理解汽油机的四个冲程。
















回答、理解汽油机四冲程中的相关问题。








能量转化的过程非常重要。







能量转化的情况非常重要。













对汽油机的相关内容进行理解。

























学生自学柴油机的内容，并与汽油机做比较。





























比较汽油机和柴油机。












再次强调、要求记忆内燃机的四个冲程。


练习。



拓展延伸：了解电子燃油喷射系统。



板书设计
第1节 热机
一、热机
1.利用内能做功的机械就是热机。
2.热机的种类包括：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
其中，燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
内燃机又分为：①汽油机；②柴油机。
二、汽油机
1.用汽油作燃料的内燃机叫做汽油机。
2.构造。
3.原理：汽油在汽缸内燃烧，汽油的化学能转化为内能，产生高温、高压的气体推动活塞做功，最终将内能转化为机械能。
4.工作过程：
（1）冲程：汽油机工作时，活塞在汽缸内往复运动；活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
（2）工作循环：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环来保证连续工作的。
相关说明：
（1）做功冲程将内能转化为机械能，为汽车等提供动力；其它三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的。
（2）汽油机在一个工作循环（四个冲程）中，活塞往复运动2次，汽缸内的燃料燃烧1次，曲轴、连杆带动飞轮转动2周，对外做功1次。
三、柴油机
1.用柴油作燃料的内燃机叫做柴油机。
2.柴油机顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。
汽油机点火是点燃式，柴油机是压燃式。
3.汽油机比柴油机轻巧；柴油机比汽油机效率高，能输出更大的功率。