2020-2021学年第1节 热机教学设计

这是一份2020-2021学年第1节 热机教学设计，共5页。


学科
物理
年级/册
九年级全一册
教材版本
人教版
课题名称
汽油机的工作过程
教学目标
汽油机的工作原理及能的转化过程
重难点分析
重点分析
知识点本身内容复杂：汽油机的工作原理及能的转化过程。
难点分析
学生很少见到汽油机的内部，理解困难：学生们虽然知道汽油机，但是很少见到汽油机的构造和工作过程。
教学方法
1.学生通过观察汽油机的工作过程，能够简单地描述它的主要特征，培养和提高学生的观察能力.
2.通过对本节课的学习，培养学生乐于探究生活中的物理学道理的良好习惯.
教学环节
教学过程
导入
介绍热机：将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，再对外做功，把内能转化为机械能。利用内能做功的机械。
热机的种类：①蒸汽机；②内燃机；③汽轮机；④喷气发动机等。
内燃机：凡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。
内燃机主要分为汽油机和柴油机两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。
下面我们重点来学习汽油机的工作过程。
知识讲解
（难点突破）
汽油机
在现代社会中，内燃机是最常见的热机，内燃机在汽缸内燃烧汽油或柴油.大多数汽车里的内燃机是燃烧汽油的，也叫汽油机.下面我们就一起来学习汽油机.
教师展示汽油机的实物模型，讲解结构部件名称（如图），引导学生了解汽油机的构造。
汽油机的构造：排气门、进气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、曲轴。
从汽油机的实物模型中我们知道了汽油机的构造，那汽油机是如何工作的呢？下面我们观看一个动画视频。
教师用多媒体播放汽油机工作过程中的flash视频动画：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.活塞移动带动曲轴转动。要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动。活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。（启发学生注意四个冲程中工作情况及能量变化）
（1）冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。
（2）汽油机的四个冲程：吸气、压缩、做功、排气。
教师再次播放汽油机工作的视频动画，并提醒学生带着以下问题观察和思考：
1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？
2．哪个冲程使汽车获得动力？
3．哪个冲程排出了汽车的尾气？
学生看完视频后分组讨论，并积极回答问题：
①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽缸内气体的体积增大，压强变小，大气压将汽油和空气的混合物吸进汽缸。
②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞对油气混合物进行压缩做功，燃料混合物被压缩。结果是使油气混合物的内能增加，温度升高。
③做功冲程：进气门和排气门都关闭。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，带动曲轴转动，对外做功。
④排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
压缩冲程中，四冲程中“压缩冲程”和“做功冲程”中发生了能量转化，其中“压缩冲程”中是将机械能转化为内能；“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，推动活塞运动，又使燃气的内能转化为机械能。
做功冲程中机器获得动力，排气冲程中排出了汽车的尾气。
然后用多媒体展示“四冲程汽油机的工作循环示意图”（如图），并进行比较，强调压缩冲程和做功冲程中的能量转化.
↓
（1）汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，曲轴和飞轮均转动两周，对外做功一次。
（2）压缩冲程：机械能转化为内能；做功冲程：内能转化为机械能.
（3）汽油机的四个冲程中，只有做功冲程产生动力，其他三个冲程都要靠飞轮的惯性来完成，且消耗机械能。
引导学生回答以下问题：
1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？
2．哪个冲程使汽车获得动力？
3．哪个冲程排出了汽车的尾气？
4．老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？
提供第一次启动时的初动力，主要完成吸气和压缩冲程。
5．现代汽车里的“马达”起什么作用？
电子启动器就是现在人们通常所指的马达，又称起动机。
现代汽车里的“马达”起的作用是蓄电池的把化学能转化为机械能，带动曲轴转动而着车。
课堂练习
（难点巩固）
例题1（多媒体展示）如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程,它是( )
A.压缩冲程,将化学能转化成内能
B.压缩冲程,将机械能转化成内能
C.做功冲程,将内能转化成机械能
D.做功冲程,将机械能转化成内能
解析：判断内燃机工作过程属于哪一个冲程，需分两步：一是看气门开闭状况，二是看活塞运动情况，具体判断方法是：一气门打开，若进气为吸气冲程，若排气为排气冲程；两气门都关闭，活塞向上是压缩冲程，活塞向下为做功冲程.本题是两气门都关闭，活塞向上是压缩冲程.压缩冲程是将机械能转化为内能。
答案：B
例题2（多媒体展示）一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为6000r/min，则每秒钟发动机完成————个冲程，对外做功————次。
解析：由6000r/min，算出飞轮每秒转动的转数为6000r/60s＝100r/s.飞轮转一周完成2个冲程，一个工作循环为4个冲程，做1次功，飞轮需要转动2周，则每秒完成冲程数为100×2＝200（个），每秒做功次数为1/2×100＝50（次）。
答案：200 50
小结
同学们，通过学习，我们知道了汽油机的工作过程和原理，知道了汽油机在现代生产、生活中有着重要的地位和作用，汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。这节课我们就学到这，谢谢。同学们再见！