第2节 热机教案2025-2026学年人教版九年级全一册物理

第2节热机教学目标教学目标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．了解汽油机的构造和工作过程。3．了解柴油机的构造和工作过程。4．通过对热机的学习，培养乐于探索生活中的物理学道理的习惯，培养将科学知识应用于社会生活的意识。教学重点教学重点热机的工作原理，四冲程汽油机的工作过程。教学难点教学难点汽油机和柴油机的异同点。教学准备教学准备水蒸气冲开瓶塞的演示设备（铁架台、装水的试管、橡皮塞、酒精灯、火柴），内燃机演示设备（铁架台、注射器、电子打火器、酒精）等。教学过程教学过程新课导入汽车已经是我们现代生活中不可缺少的交通工具，展示早期蒸汽机车、早期汽车、目前最快的车（超音速汽车）的图片。18世纪第一辆汽车问世时，速度只有几千米每小时，而目前最快的汽车的速度已经超过了声速。提出问题：这些车是如何获得机械能的呢？【设计意图】联系生活，让学生感受科技进步带来的便利，通过问题激发学生对其中原理的探索热情，体现由生活走向物理的课程理念。新知探究一、热机1．演示实验：水蒸气冲开瓶塞。如图所示，组装设备，试管中大约装试管的水（用热水节省时间），塞上橡皮塞（注意不要过紧，以免试管炸裂），用酒精灯加热试管中的水。提出问题。（1）你看到了什么现象？（2）是什么把橡胶塞推出去了？（3）水蒸气把橡胶塞推出去了，水蒸气对橡胶塞做了功，说明水蒸气具有能量，这种能量是内能。在这个实验中，发生了怎样的能量转化？【设计意图】通过演示实验，吸引学生的注意力，并通过分析理解内能可以用来做功。（4）根据这个实验的现象、原理，能做些什么？如果塞子后面还有如图所示的装置，则水蒸气推动塞子时，就会带动后面的连杆和曲轴转动（类比学生熟悉的自行车的曲轴结构说明，使学生理解曲轴能将直线运动转变成转动），就能将塞子的机械能转移出去，带动机器运动。这就是一种简单的蒸汽机，蒸汽机车的机械能就是通过蒸汽机获得的。【设计意图】培养学生应用物理知识解决实际问题的意识。（5）拓展：简述蒸汽机的历史意义瓦特改良蒸汽机后，由蒸汽机带动的纺织机、蒸汽机车、蒸汽轮船……纷纷出现，第一次工业革命到来，人类进入了蒸汽时代。【设计意图】拓展学生视野，体会内能的利用对人类发展的重要作用。（6）简单介绍汽轮机用类似风车的叶轮代替活塞，也可以带动机器运动，将水蒸气的内能转化成机械能。【设计意图】认识汽轮机。2．过渡：无论蒸汽机、汽轮机，都需要先将水加热至沸腾，再利用水蒸气间接地将燃料燃烧产生的内能转化为机械能，这一过程往往会导致大量的内能散失。有直接利用燃料燃烧产生内能的方法吗？简单介绍火箭的喷气发动机。【设计意图】初步认识蒸汽机、汽轮机的缺点，认识喷气发动机，引入对内燃机的学习。3．演示实验：内燃机演示。如图所示，在注射器针嘴处安装打火机的电子打火器。向针筒内加入少许酒精，装好活塞，静置片刻，待酒精蒸发后，按下电子打火器。（在较暗的环境中进行实验，便于学生观察到针筒内的燃烧现象。）提出问题。（1）你看到了什么现象？（2）是什么把活塞推出去了？（3）这个实验中，能量是怎样转化的？过渡：这是内燃机的工作原理。【设计意图】通过演示实验直观展示内燃机的工作原理，活跃课堂气氛。（4）拓展：简述内燃机的历史意义内燃机相比蒸汽机，体积更小、质量更轻、热损失更少。内燃机的发明解决了交通工具的发动机问题，由内燃机驱动的汽车、远洋轮船、飞机等得到了迅速发展，是第二次工业革命的一项重大成就。【设计意图】拓展学生视野，体会内能的利用对人类发展的重要作用。4．总结热机的分类、概念，内燃机、汽油机、柴油机的概念。【设计意图】梳理知识，构建知识体系。二、汽油机1．出示四冲程汽油机的剖面图，介绍主要结构及其作用。2．介绍冲程的概念，依次展示汽油机工作的四个冲程，交流讨论以下问题：（1）观察进气门、排气门的开闭情况，观察活塞的运动方向。（2）活塞运动的原因是什么？（3）活塞运动的结果是什么？（4）这个冲程是否存在能量转化？3．总结四冲程汽油机的工作循环。强调各冲程曲轴转动的原因：汽油机启动时，吸气冲程和压缩冲程要靠外力使曲轴转动起来（摩托车踩踏启动杆、汽车“打火”用电动机带动）；运行过程中，曲轴依靠飞轮的惯性而继续转动。做功冲程是高压气体推动活塞，使曲轴转动。排气冲程，曲轴依靠飞轮的惯性而继续转动。简单拓展飞轮：在汽油机外部、曲轴后端连接的装置，其转动的惯性很大。【设计意图】知道四冲程汽油机的结构、工作过程。4．练习：（1）辨别汽油机四个冲程的名称，并按工作过程排序：___________。（2）______冲程使汽车获得了动力，______冲程汽车排出了尾气。（3）四冲程汽油机的一个工作循环包括____个冲程，活塞往复____次，曲轴转动____周，发生了____次能量转化，对外输出功____次。【设计意图】深化记忆，并通过思考总结进一步升华。5．拓展：现代汽车的四缸发动机和传动装置。现代汽车常用的四缸汽油发动机，四个气缸分别处于四个不同的冲程，由于各个气缸交替对外做功，所以发动机转动比较平稳。【设计意图】拓展学生视野，联系生活，激发学生对学习物理知识的兴趣。三、柴油机1．四冲程柴油机与汽油机的结构区别。（1）出示汽油机、柴油机的结构图，观察区别。（2）介绍喷油嘴及其作用。2．四冲程柴油机与汽油机在吸气冲程的区别。提问：汽油机从进气门吸入什么气体？柴油机从进气门吸入什么气体？3．四冲程柴油机与汽油机点火方式的区别。引导提问：火花塞的作用是什么？柴油机有点火装置吗？讲解：柴油机与汽油机在压缩冲程的区别、点火方式的区别。4．四冲程柴油机的工作过程。让学生类比汽油机，简述柴油机的工作过程，教师给予点评，最后对汽油机、柴油机工作过程的异同点进行总结、梳理。【设计意图】通过柴油机、汽油机的区别来认识柴油机，同时巩固汽油机的相关知识。5．拓展：柴油机与汽油机在应用方面的区别。【设计意图】拓展学生视野，联系生活，激发学生的学习兴趣，激发学生探索身边物理学原理的热情。四、课后活动查阅资料，了解生活中常见的机器，如新能源汽车、摩托车、电动自行车、普通火车、动车、轮船、航空母舰、喷气式飞机、直升机等。通过本节课所学知识，分析上述机器中，哪些用到了热机，用到了哪种类型的热机。【设计意识】拓展学生视野，体会内能的利用对人类发展的重要作用，激发学生的学习兴趣，激发学生将物理知识用于生活的热情。课堂小结教学反思教学反思_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________