初中物理鲁教版 (五四制)九年级下册第五节 热机教案设计

这是一份初中物理鲁教版 (五四制)九年级下册第五节 热机教案设计，共5页。教案主要包含了课时安排，第一课时，教学目标，教学重难点，教学过程，第二课时等内容，欢迎下载使用。
【课时安排】
2课时
【第一课时】
【教学目标】
（1）了解四冲程汽油机的基本工作原理。
（2）了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。
【教学重难点】
（1）重点：汽油机的工作过程。
（2）难点：汽油机和柴油机的做功冲程。
【教学过程】
一、引入新课
在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。
请讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。
二、进行新课
内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机。
最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。我们首先介绍汽油机。
（一）汽油机：用汽油作燃料的内燃机。
1．构造（出示模型或挂图。边指示边讲解）。
进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。（介绍名称的同时，介绍各部分的功能。）
冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。
2．工作原理。
（边动作边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况。）
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。
（1）吸气冲程。
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。
（2）压缩冲程
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。这是第二个冲程。
（3）做功冲程
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。
（4）排气冲程
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，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。
此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。
3．能的转化。
教师：汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？
学生：接通电源，开动“马达”。
学生：用手“摇车”。
教师：“马达”也好，“摇车”也好，都是为了给内燃机输入能量，通过外力先使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。
（二）柴油机：用柴油作燃料的内燃机。
1．柴油机与汽油机有共同的地方，也有不同之处。
柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历四个冲程。
2．柴油机与汽油机的不同点：
构造方面：柴油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴。
工作过程上：
吸入的气体不同（汽油机吸入的是什么？柴油机吸入的只是空气）；
压缩情况不同（问：汽油机压缩冲程末温度、压强多大？柴油机压缩冲程末，气体体积要小得多。所以压强更大，温度更高，这个温度早已超过了柴油的燃点）。
点火方式不同（汽油机靠火花塞点火。柴油机由于压缩气体温度已超过柴油燃点，从喷油嘴喷入雾状柴油便可立即燃烧。这种方式称为压燃式）。
用途方面：柴油机比汽油机便宜，但汽油机一般比柴油机轻巧，所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些小型农用机械上。而柴油机一般用在舰船、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上。
【第二课时】
【教学目标】
1．知道燃料在燃烧的过程中，燃料的化学能转化为内能。
2．从生活中体会不同燃料燃烧释放热量的本领不同，建立热值的概念。
3．能说出热值的单位及所表示的物理意义吗？
4．能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向。
5．对热机效率有初步认识，能大致说出提高热机效率的途径。
【教学重难点】
热机的效率，热值概念的建立及热值的计算。
【教学过程】
教师活动
学生活动
说明
从原始人类至今，人们使用的能量大部分还是通过燃料燃烧获得的，常见的燃料很多，有煤、石油、天然气和木柴等等，你们家中常燃烧哪种燃料？燃料有哪些共同特点？为什么同样质量的不同燃料燃烧后放出的热量不同？
认真思考。
引入新课。
①什么是燃料的热值？符号是什么？单位是什么？
②酒精的热值是3.0×107J/kg，其物理意义是什么？
针对问题看书：
1．某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做热值。符号：q，单位：焦每千克。
2．1kg的酒精完全燃烧放出的热量使3.0×107J。
进行新课。
1．热值的计算公式是什么？
2．强调热值的计算中“燃料完全燃烧”
回答问题：
q=Q/m
学习新知识点。
复习提问：什么是机械效率？
思考回答。
巩固辅垫。
热机是内能转化为机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题。热机的产生和发展，推动了社会生产力的发展，促进人类文明的同时，也带来了环境污染的问题。下面，我们就来学习热机效率和环境的保护。
认同所研究的问题。
引入下一个知识点的学习。
（一）热机的能量损失
1．提出问题，热机把燃料所蕴藏的化学能除了做有用功以外；同时还有哪些形式损失能量？
2．梳理总结，说出热机燃料释放能量的主要走向。
1．针对问题看书，热机燃料燃烧能量走向示意图。
2．归纳总结热机能量的损失：
（1）燃料未完全燃烧。
（2）废气排出带走能量。
（3）克服磨擦，消耗能量。
进行新课。
（二）热机效率
1．引出热机效率的概念，提出自学要求，看课本相关内容画出热机效率。
2．组织学生讨论：如何提高热机效率。
1．对着要求看书、自学，得热机效率概念。
讨论交流，得结论。
（三）环境保护
1．热机给人类生活带来方便的同时，也带来什么问题，你觉得应怎样解决这些问题？
2．组织学生分组讨论、交流，并通过学生的展示予以肯定。
1．按要求看书，对环境的污染有初步的认识。
2．分组讨论交流，归纳环境污染的防治措施。
引导学生参与讨论交流，促进学生主动学习，激发学生的环保意识。