人教版九年级物理全册141 热机

1、人教版九年级物理全册14.1热机教学设计四川省广安市协兴园区全民小学：陈晨曦【作品简介】2019年11月，笔者所创作人教版初中物理八年级全新二级菜单型章节式系列课件参加举办的第一届全国原创教学资源大赛并荣获优秀奖，之后又完成了该系列课件的人教版初中物理九年级课件，该系列课件已在“学易书城”发表。本“教学设计”为该课件的配套教学资源，与原课件同步，今按计划整理发表，希望能够对大家的教学有所帮助。【教学目标】 1通过观察内能转化为机械能的实验，知道热机的概念，初步了解其工作原理；2借助模型了解汽油机和柴油机的构造和工作过程。【教学时间】2课时【教学过程】第一课时【温故知新】抽生回答问题：改变物体内

2、能的方式有哪两种？它们的实质分别是什么？参考答案：1、热传递；其实质是内能的转移。2、做功；其实质是能量的转化。 引 入18世纪世界上第一辆汽车问世时，它的速度只有每小时几公里，而目前最快的汽车速度已经超过了声速，达到每小时一千多公里。你知道汽车是如何获得机械能的吗？2019年问世的世界最快汽车，时速达1678公里，已突破陆地极限。一、热机1热机定义 演示: 如图，在一个试管中装适量的水，用软木塞塞紧。给试管加热使水沸腾，在这个试验中，你看到了什么现象？在这个过程中能量是如何转化的？抽生回答问题: 你观察到的现象是什么？实验中的能量的转化是怎样的？学生回答以下问题：现象：塞子被水蒸气冲出能量的

3、转化：教师点拨：这个实验虽然简单，却展示了热机的原理。教师引出热机的定义：热机是热力发动机的简称，是利用内能（热能）做功的机械， 热机的发明及广泛使用，使人类迈入了工业化社会。 汽车发动机2热机的种类 热机的种类很多，如蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机等。蒸汽机 把水加热成水蒸汽，水受热后体积膨胀，产生巨大的气压推动活塞运动，以此为动力的机械即为蒸汽机；蒸汽机主要运用在早期的火车、轮船上。汽轮机 把水加热成水蒸汽，水受热后体积膨胀，产生巨大的气压推动叶轮旋转，以此为动力的机械即为汽轮机。汽轮机主要运用在火力发电等方面。在我们的生活中，纸风车、走马灯的原理和汽轮机的原理基本相同。特别是走马灯，

4、其原理与近代的燃气轮机原理一样，但中国民间在八百多年前就已经发明了走马灯，欧洲直到1550年才出现燃气轮机雏型，比中国发明走马灯迟了四百多年。内燃机：燃料直接在发动机的汽缸内燃烧，产生高温高压的气体，推动活塞做功，将内能转化为动机械能。最早的汽车（1886年） 使用内燃机的汽车 使用内燃机车的火车喷气发动机通过燃料燃烧时产生的气体高速喷射而产生动力。 拓展：喷气发动机的祖先古代火箭教师简介：火箭起源于中国，是我国古代重大发明之一。我国宋代就已经发明了火箭。它在某种模型上扎几个火药筒，筒的前端封闭，点燃火药时，火药燃烧生成的燃气以很大的速度向后喷出，“火箭”就向前飞出。 现代的火箭属于喷气发动机

5、的一种，自带燃料和氧化剂，可以在外太空工作。现代火箭的构造虽然比古代火箭复杂得多，但基本原理与古代火箭相同。3. 内燃机的原理：内能转化为机械能燃料直接在气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞做功，使燃料的内能转化为机械能。内燃机是最常见的一种热机。 4. 内燃机的分类 汽油机 柴油机二、汽油机1汽油机的结构 下图是四缸四冲程汽油机的剖面图，汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞上下往复运动带动曲轴转动。2汽油机的工作过程 冲程 活塞在汽缸内往复运动，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。第二课时【温故知新】抽生回顾汽油机的四个冲程 进入新课二、汽油机 工作过程 吸

6、气冲程 进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，曲轴转动半周，此时，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸。进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，曲轴转动半周，此时，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸。压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞由下端向上运动，曲轴转动半周，燃料混合物被压缩，压强增大、内能增大，温度升高。做功冲程 进气门和排气门关闭，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动半周。 排气冲程 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，曲轴转动半周，把废气排出汽缸。然后，开始下一个工作循环。 想想议议1. 在四个冲程中，压缩和做功冲程各

7、发生了怎样的能量转化？ 2. 哪个冲程使汽车获得动力？ 学生回答:1、压缩冲程：飞轮由于惯性而运动，机械能转化为内能；做功冲程：在燃气的推动下活塞向下运动，内能转化为机械能。 2、做功冲程。对汽油机的工作过程的理解:汽油机完成一个工作循环，对外做功一次，要经历四个冲程，二次能量转化，曲轴要转二周； 四个冲程中只有做功冲程对活塞做功，其它三个冲程靠飞轮的惯性来完成； 四个冲程中只有压缩冲程和做功冲程发生了能量的转化。例1. 下图所示是某个四冲程内燃机在工作过程中的一个冲程示意图，由图中情况可判定这个冲程（ C ） A.是排气冲程 B.是做功冲程C.是把机械能转化为内能 D.不能确定是哪个冲程教师

8、提示： 判断内燃机工作属于哪个冲程应抓住两点： 一是气阀门的闭合；二是活塞的运动方向。观察上图可知，活塞是向上运动，进气门和排气门关闭，故此冲程是压缩冲程，将机械能转化为内能。三、柴油机 1. 柴油机的特点 构造上与汽油机相似，但柴油机是通过压缩空气直接点燃柴油，因此汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 柴油机的工作过程也分为四个冲程，但与汽油机相比，吸气物不同：汽油机吸进的是空气和汽油的混合物；而柴油机吸进的只是空气。点火方式不同：汽油机为点燃式；而柴油机为压燃式。在压缩冲程中，活塞把气缸内空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高。在压缩冲程结束时，汽缸内空气的温度已经超过了柴油的燃点，此

9、时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便会立刻燃烧起来。教师归纳: 柴油机的特点没有火花塞；吸气物不同；点火方式不同。2. 柴油机的优点:热机效率高原因：柴油机对空气的压缩程度比汽油机高，因此，在压缩冲程末期，柴油机气缸内燃气的温度和压强都比汽油机高，因此对外做功比汽油机多，热机效率比汽油机要约高20左右。3. 缺点:对零件强度要求高，笨重、体积大、噪声大。由于柴油机工作中的压强较大，对零件结构强度要求高，因此柴油机较笨重。其主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上，有的地方也用柴油机发电。随着近年来柴油机技术的发展，其体积、噪声和污染等方面的缺点都逐步得到了改善，越来越多的汽车也开始使用柴

10、油发动机了。课堂练习1内燃机中，压缩冲程将_能转化为_能，将内能转化为机械能的是_冲程，它来源于燃料在_燃烧，生成高温高压的燃气，将_能转化为_能，从而推动活塞向_运动；若某个冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，此冲程是_冲程。参考答案：机械；内；做功；气缸中；化学；内；下；吸气。2. 四冲程内燃机完成一个工作循环，要经历_个冲程，曲轴要转_周，对外做功_次。若曲轴转速1800r/min,则该内燃机每秒飞轮转_周，共有_个冲程，做功_次。参考答案：4；2；1；30；60；15。3. 汽油机在压缩冲程中燃料被压缩，汽缸中（ C ） 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. 柴油机和汽油机相比，下列叙述中正确的是（