沪科版物理九年级全一册第十三章第一节 热机 汽油机的工作原理教案

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学科物理年级/册九年级全一册教材版本课题名称汽油机的工作过程难点名称汽油机的工作原理及能的转化过程难点分析从知识角度分析为什么难知识点本身内容复杂：汽油机的工作原理及能的转化过程。从学生角度分析为什么难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。难点教学方法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！