物理人教版九年级全册内燃机.doc

热机教学目标：知识与技能1、了解四冲程汽油机的基本工作原理；、了解柴油机与汽油机工作原理的相同点和不同点；过程与方法、 通过演示实验使学生了解可以利用内能做功；、 利用动画、图片或模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理；情感、态度与价值观、通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力；、通过阅读“科学世界”扩展学生的知识面；重点难点重点汽油机的工作原理及内能的转化过程；难点汽油机的工作原理；教学准备铁架台、试管、胶塞、酒精灯、水、汽油机和柴油机模型等；教学过程：一、情境导入在我们日常生活中，汽机是不可缺少的交通工具。那么汽车是如何获得机械能的呢？首先请大家看一个实验。【展示幻灯片1，并演示该实验】师：在刚才的实验中，塞子的动能是怎样获得的？学生：是由水蒸气的内能转化为塞子而来的。师：大家回答的非常对。这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理。这就是我们这节课要学习的内容热机【展示幻灯片2，出示课题】二、新课教学（一）、热机师：利用内能做功的机械叫热机。热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。像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，下面这一张就是内燃机的剖面图【展示幻灯片3】。我们日常生活中不可缺少的交通工具汽车，它的动力机械就是内燃机。内燃机又分为汽油机和柴油机【展示幻灯片4】。这节课我们重点学习汽油机的工作原理。（二）、汽油机【展示汽油机模型】1、学习汽油机的结构师：（展示汽油机模型）我手上拿的就是一个汽油机模型。先请大家认真观察教材18页图14.13的图片，认真观察一下汽油机的主要构造，然后看着我手上的汽油机模型，一一说出汽油机的构造。学生：（看图）师：刚才大家观察了教材上第18页的图片，现在哪位同学上台来向大家介绍我手上的汽油机模型的结构？（学生举手、上台介绍汽油机的结构）学生：【展示汽油机模型并介绍】 ( 结构：火花塞、进气门、排气门，汽缸、活塞、连杆、曲轴 )【展示幻灯片5，再次点学生对照幻灯片介绍汽油机的结构】2、学习汽油机的工作过程及特点。师：刚才这位同学的介绍非常正确。现在请大家阅读教材18页至19页，并思考下面几个问题： (1)汽油机有几个冲程？每个冲程的作用或能量的转化？(2)每个冲程有什么样的特点？(3)一个工作循环对外做几次功？(4)一个工作循环曲轴转几圈？生：【学生自主阅读教材】师:汽油机一共有哪几个冲程?生：一共四个冲程，分别是：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。【展示幻灯片6】师：大家回答的很正确。现在我用汽油机模型演示一下汽油机的工作过程，请大家仔细观察，看看每个冲程有什么特点？【老师边演示边提问】学生甲：进气门打开，排气门关闭。师：对，还有什么特点？哪个学生补充一下。学生乙：活塞向下运动，并且曲轴转了半圈。师：【展示幻灯片7】吸气冲程中，吸入汽缸的是什么？学生丙：吸入的是空气。师：大家再看看教材19页图14.1-4，看看是不是只吸入空气？学生：(快速阅读教材)是汽油和空气的混合物。师：对，吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合物。好，现在请大家归纳一下吸气冲程的特点。生：进气门打开，排气门关闭，吸入汽缸内的是汽油和空气的混合物，活塞向下运动一次，曲轴转半圈。师：大家归纳的非常好。我们再看一下压缩冲程有什么特点。【老师边演示边提问】【展示幻灯片8】学生甲：在压缩冲程中，进气门和排气门关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。学生乙：还有曲轴也转了半圈。师：那么在这个过程中，能量发生了怎样的转化？请大家思考一下。学生丁：由于活塞向上运动，压缩燃料的混合物，因此压缩冲程是把机械能转化为内能，使燃料混合物的温度升高了。师：回答的非常好!现在我再缓慢地演示一遍压缩冲程，哪位同学总结一下压缩冲程的特点：【老师缓慢演示】学生甲：在压缩冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压缩汽缸里汽油和空气的混合物，把机械能转化为内能，使燃料混合物的温度升高，曲轴也是转了半圈。师：这位同学总的太好了!下一步我们现仔细观察做功冲程有什么的特点。【老师边演示边提问】【展示幻灯片9】学生甲：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，高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴运动，对外做功。师：那么活塞转了多少圈呢？学生乙：还是转半圈。师：在做功冲程中，能量发生了怎样的转化呢？学生丙：做功冲程是把内能转化为机械能。师：回答的很好!我们大家再一起总结一下做功冲程的特点：【教师演示】学生：在做功冲程中，进气门和排气门都关闭，火花塞产生电火花，燃料混合物燃烧产生高温高压的气体，内能转化为机械能，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。师：最后我们再仔细观察一下，排气冲程有什么特点？【教师边演示边提问】【展示幻灯片10】学生甲：在排气冲程中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸，曲轴也是转半圈。师：回答的很对。刚才我们了解了汽油机的工作过程，我们把这四个冲程叫一个工作循环，也就是说，汽油机的一个工作循环有四个冲程。大家思考一下，在一个工作循环中，对外做几次功？学生：对外做一次功。师：是哪个冲程对外做功呢？学生：是做功冲程。师：一个工作循环中，曲轴转了几圈呢？生：半圈。师：请大家注意，我问的是“一个工作循环中”曲轴转了几圈，而不是“一个冲程”曲轴转了几圈。生：一个工作循环中，曲轴转了两圈。师：那么活塞往返几次呢？学生甲：往返四次。师：再思考一下，是“往返”几次？学生乙：往返两次。师：对了。我们总结一下，也就是说，在一个工作循环中，活塞往返两次，曲轴转了两圈，对外做一次功。请大家思考一下：某四冲程汽油机转速为3000rmin，则该汽油机每秒钟对外做了多少次功？ 学生甲：做了50次功。师：你是怎样计算出是50次功呢？学生甲：因为汽油机的转速是每分钟3000圈，用3000圈除以60秒，就得出每秒钟做50次功。师：你这样计算得出的是每钞钟转了50圈，想一想，发动机对外做一次功，曲轴要转几圈？学生甲：转两圈。师：也就是说，曲轴每转两圈才对外做一次功，那么曲轴圈50圈对外做多少次功呢？学生甲：哦，我现在明白了，还应该再用50除以2才对，应该是做了25次功。师：这样就对了。现在我们再来学习柴油机，看看柴油机的工作过程和特点。看看汽油机和柴油机有什么异同点。（三）、柴油机【展示柴油机模型】1、学习柴油机的结构及工作特点师：我手上拿的是一个柴油机模型。请大家仔细观察一下，并对比一下汽油机，看看柴油机在结构上和汽油机有什么不同之处。【展示幻灯片11】学生：柴油机和汽油机在结构上唯一的不同之处是：汽油机的顶部是火花塞，而柴油机汽缸顶部没有火花塞，而是一个喷油嘴。师：它的作用是什么呢？学生：在压缩冲程结束时，通过喷油嘴向汽缸内喷入雾状的柴油。师：柴油机有几个冲程呢？【展示幻灯片12】学生：也有四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。师：柴油机的四个冲程和汽油机的四个冲程有什么不同点呢？学生：汽油机的吸气冲程吸进汽缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸进汽缸的只有空气。【展示幻灯片13】师：说的非常对。但是柴油机只是把空气吸入汽缸，但是汽缸里只有空气怎么能对外做功呢？学生：因为在压缩冲程结束时，汽缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来【展示幻灯片14】。这时候就进入做功冲程，在做功冲程中，燃烧放出的热使得气体的压强和温度急剧升高，从而推动活塞对外做功。【展示幻灯片1516】师：大家回答的非常正确。现在我们大家把汽油机和柴油机作一个对比，比较一下它们的异同点【展示幻灯片17】。首先比较一下它们的不同点。【展示幻灯片18】学生甲：第一个不同点在结构上，汽油机有火花塞，而柴油机是喷油嘴；第二个不同点是，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物，而柴油机吸入汽缸的只有空气；第三个不同点是点火方式不同，汽油机是点燃式点火，而柴油机是压燃式点火。师：那么它们有什么相同点呢？【展示幻灯片19】学生乙：它们都有四个冲程，分别是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。压缩冲程中，都是把机械能转化为内能，做功冲程中，都是把内能转化为机械能。师：还有什么相同点呢？学生丙：在一个工作循环中都只对外做一次功，活塞都是往返两次，曲轴都是转两圈。师：大家总结的非常好。再请大家思考一下，内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。那么在后面持续的工作中，除了做功冲程外，其它的三个冲程靠什么来完成呢？学生：师：我现在请大家看一幅图片【展示幻灯片20】。大家在日常生活中有没有见这是什么机械。学生：那是拖拉机，我只是在书本上见过，日常生活中还没有看见过。师：对，这是拖拉机，现在在我们的日常生活中已经很难看见这样的拖拉机。大家有没有看见在拖拉机上有一个非常大的金属轮子，我们把这个轮子叫飞轮。在内燃机的工作的四个冲程中，除了做功冲程外，其它三个冲程都靠飞轮的惯性来完成的。最后还请大家思考一个问题：汽油机和和柴油机在应用上有什么不同？【展示幻灯片21】学生：汽油机主要在小车和摩托车上应用的比较多，而柴油机主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船等大型机械上。师：为什么在大型机械上使用柴油机呢？学生：因为柴油机在压缩冲程中，对空气的压缩程度比汽油机更高，因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率，所以柴油机在大型机械上使用的比较广泛。师：柴油具有输出功率大的的优点，那么它有没有什么缺点呢？学生：柴油机也有它的缺点，比如说，它的体积比较大，也比较笨重，噪声比汽油机大，而且污染也比汽油机严重。(四)、小结：同学们，这节课我们学习了什么是内燃机。知道了内燃机分为汽油机和柴油机，并学习了它们在结构上的异同点。重点学习了汽油机的四个冲程，理解了每个冲程中汽油机的工作特点以及能量的转化。同时我们也学习了柴油机的四个冲程和每个冲程的工作特点，以及它们在生产生活中的应用。希望同学们利用课余时间加强复习巩固，并完成这一节的相关习题。 (五)、随堂练习【展示幻灯片2225】1、填空题(1)、热机是把_能转化为_能的机器；(2)、内燃机的特点是：燃料在_燃烧，生成_的燃气，燃气推动活塞_，将_能转化为_能.(3)、内燃机的工作过程由_、_、_、_四个冲程组成，内燃机中，将机械能转化为内能的是_冲程，将内能转化为机械能的是_冲程.(4)、热机是将燃料燃烧产生的内能转化为 能的装置，在汽油机一个工作循环的过程中，将机械转化为内的是 冲程。(5)、内燃机的四个冲程中，工作物质的内能不断变化，其中 冲程，工作物质的内能最大， 冲程，工作物质的内能最小。机械能转化为内能，发生在 冲程。2、选择题(6)、如图中，是单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图，下列四组关于这种内燃机一个工作循环中四个冲程的顺序排列正确的是（）A、丙、丁、乙、甲 B、乙、丁、甲、丙C、丁、甲、丙、乙 D、乙、丙、甲、丁(7)、一台单缸汽油机，飞轮转速为1800r/min，那么1s内汽油做功的次数为（ ）A、1800次 B、30次 C、15次 D、2次(8)、单缸四冲程汽油机，完成一个工作循环，曲轴转过（ ）A、720 B、180 C、150 D、90(9)、四冲程柴油机的工作过程中，内能转化为机械能的是（ ）A、吸气冲程 B、 压缩冲程 C、做功冲程 D、排气冲程(10)、汽油机和柴油机相比较，下列叙述中错误的是（ ）A、 柴油机吸入汽缸的是空气，汽油机吸入汽缸中的工作物质是汽油和空气的混合