初中人教版第十四章 内能的利用第1节 热机教学设计

这是一份初中人教版第十四章 内能的利用第1节 热机教学设计，共5页。教案主要包含了汽油机，内燃机等内容，欢迎下载使用。
知识与技能
了解四冲程汽油机的基本工作原理．
通过观察汽油机工作过程，知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。
通过观察、对比汽油机和柴油机的模型和工作过程，了解二者的异同。
2. 过程与方法
(1) 通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功．
(2) 利用图片、模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理．
（3）通过阅读“科学世界”了解现代汽车的一些常识．
3．情感态度与价值观
（1）通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力．
（2）通过阅读“科学世界”扩展学生的知识面．
（3）了解生活中常见的热机工作时的利弊，唤起学生节约能源，保护环境的意识。
教学重点与难点：
重点：汽油机的工作原理及能的转化过程；汽油机和柴油机的主要区别．
难点：热机工作过程中的能量转化．
器材准备:
酒精灯、试管、软木塞、火柴、汽油机模型、柴油机模型。
教学课时：1课时
教学过程：
师：热机广泛使用在汽车、火车、轮船、飞机、火箭上。热机到底是怎样将内能转化成我们需要的能量呢？这节课让我们来共同探讨。
师：观察实验14.1-1，在试管内装一些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。
生：塞子冲出，试管口冒“白汽”。
师：同学们观察得很仔细！塞子为什么冲出？请同学们讨论这个过程中不同形式的能量之间转化情况。
生：燃料燃烧时将化学能转化为水和水蒸气的内能，水蒸气的内能转化为塞子的动能。
师：蒸汽机的工作原理：燃料燃烧时将化学能转化为水和水蒸气的内能，水蒸气的内能转化为动能。
师：热机：利用内能做功的机械。
热机的种类很多，如：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
蒸汽机 喷气发动机 汽轮机
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
内燃机分为汽油机和柴油机。
汽油机
柴油机
一、汽油机
生：观察汽油机模型
主要构造：进气门、排气门、火花塞、活塞、连杆、曲轴。
师：汽油在气缸里燃烧时产生高温高压燃气，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动。
冲程：活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
四冲程汽油机是由：吸气、压缩、做功、排气，四个冲程的不断循环来连续工作的。
生：阅读“图14.1-4 四冲程汽油机工作示意图”，填表。
师：点评学生填表情况，结合图14.1-4，师生共同回顾：四冲程汽油机工作过程。
可根据汽油机活塞运动方向和进气门、排气门的开闭情况来判断汽油机的四个冲程。
师：压缩冲程、做功冲程，能量是怎样转化的？哪个冲程使汽车获得动力？
生：在压缩冲程中，机械能转化为内能，
在做功冲程中，内能转化为机械能。
做功冲程使汽车获得动力。
师：老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？
生：提供第一次启动时的初动力，主要完成吸气和压缩冲程。当做功冲程如约发生后， 其余的冲程就依靠飞轮的惯性完成了。
依靠飞轮惯性完成的冲程是：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。
师：现代汽车里的马达起什么作用？
是一个电动机，依靠电力转动的机器。当马达帮助发动机完成吸气和压缩冲程，假如做功冲程能如约完成，马达就完成启动任务了。
过去的老式汽车都是靠手摇完成第一次启动的。
现在，一些简单的农机，比如小拖拉机，在启动时，还有用手摇方式启动的。
一个工作循环有 个冲程，曲轴（或飞轮）转 圈，活塞往复 次，做 次功。
师：1、四冲程汽油机的一个工作循环包括哪四个冲程?
生：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
师：2、哪个冲程使汽车获得动力？
生：做功冲程。
师：3、哪个冲程排出了汽车的废气？
生：排气冲程
师：现在，汽车已经走进千家万户，内燃机的大量使用给我们的环境带来了不小的压力。
师：柴油机燃烧的是柴油，也是内燃机，我们阅读P19页“柴油机”内容，对照表格，比较汽油机与汽油机的相同点和不同点。
师：你能根据汽油机的工作过程描述柴油机的工作过程吗？
生：描述。
师：引导学生纠正补充。
师：从柴油机的工作过程，你能说出柴油机的功率为什么更大吗？
生：柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，做功冲程气体的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率。
师：汽油机轻巧但效率较低，柴油机笨重但效率较高，各有优点，它们在生活中各应用在哪些地方？
生：柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
生：阅读“科学世界”，了解现代汽车。
师：引导学生总结：
1、热机的原理是什么？
2、四冲程汽油机的工作过程是怎样的？
3、柴油机和汽油机有何异同点？
课堂练习：
1、四冲程汽油机的一个工作循环由 、 、 、 四个冲程组成的。
2、四冲程汽油机，压缩冲程是把 能转化为 能，做功冲程是把 能转化为 能.。
3、某四冲程汽油机，曲轴转速 1200转/分,则该汽油机每秒飞轮转 圈，完成 个工作循环， 个冲程，做功 次。
板书设计：
冲程
名称
进气门开闭情况
排气门开闭情况
活塞运动方向
冲程的作用
能量的转化
吸气
冲程
压缩
冲程
做功
冲程
排气
冲程
冲程
名称
进气门开闭情况
排气门
开闭情
况
活塞运
动方向
冲程的作用
能量的转化
吸气
冲程
打开
关闭
向下
空气和汽油的混合物被吸入汽缸。
无能量转化
压缩
冲程
关闭
关闭
向上
燃料混合物被压缩，使其温度升高。在压缩冲程末，火花塞产生电火花。
机械能转化为内能
做功
冲程
关闭
关闭
向下
燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动，对外做功。
内能转化为机械能
排气
冲程
关闭
打开
向上
排出废气
无能量转化
不
同
点
汽 油 机
柴 油 机
构 造
吸气冲程
压缩冲程
点火方式
效 率
应 用
相
同
点
不
同
点
汽油机
柴油机
构造
汽缸顶部是火花塞
汽缸顶部是喷油嘴
吸气
冲程
吸入汽油和空气的混合气体，
只吸入空气。
压缩
冲程
压缩程度较小
压缩程度较大
点火
方式
点燃式（火花塞点火）
压燃式（柴油遇到热空气而燃烧）
效率
较低
较高
应用
机体较轻，主要用于汽车、飞机、摩托车等。
机体较重，主要用于载重汽车、火车、轮船等。
相
同
点
①汽油机的火花塞和柴油机的喷油嘴的工作时刻都是在压缩冲程末。
②都是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转两周，对外做功一次。
③排气冲程排出废气的过程相同。
14.1 热 机
一、热机
1．热机的原理：把内能转化为机械能
2．热机的种类
二、内燃机
1．汽油机
= 1 \* GB3 ①构造：
= 2 \* GB3 ②工作过程
2．柴油机：
柴油机与汽油机有哪些异同点？