第一节--热机.doc

《热机》教学设计
表一：课前教材分析 设计者:李艳军
课题
热 机
时间

教者

教

学

目

标

1、知识与技能
（1）知道热机的基本工作原理。
（2）知道热机工作过程中的能量转化情况，知道四冲程内燃机的工作过程。
2、过程与方法
通过了解热机的能量转化情况，关注提高热机效率的方法。
3、情感、态度与价值观
通过“内燃机对环境的污染”的社会调查，增强环保意识。
教
学
重
点

四冲程内燃机的工作过程。
教
学
难
点
热机中能量转化。
教
学
方
法
实验探究
演示讲解
教学
用具
酒精灯、两端开口的玻璃管、试管夹、铁架台、大试管、软木塞、水、火柴、四冲程汽油机、柴油机的模型、多媒体等。
课时
安排

1课时

备

注

 本节内容是在做功改变物体内能的基础上，建立热机的模型。本节内容的学习要求虽然只是知道级水平，但就其相关知识的外延而言，热机的教学可以和环境保护相联系，作适当的拓展，通过学习认识到热机对文明发展进程的作用和科学技术的发展与进步对人类发展的影响，感悟在发展经济的同时，关注环境保护的重要性。
学生已经知道做功和热传递可以改变物体的内能，物体的内能可以转化为机械能。本节课借用Flash课件模拟汽油机和柴油机的工作过程，学生主动参与，认真观察，仔细阅读，积极思考，直观地学习热机的工作原理和内燃机的工作过程，本节课要求学生具备观察、阅读、对比、归纳的能力。

表二：课堂教学设计
课题
热 机
时间

教者

教 学 过 程
教师活动
学生活动

时间
分配

一、创设情境，引入新课
师：演示实验。

师：热机就是把内能转化为机械能的装置。

二、进行新课 探究新知
1、燃料的热值
师：燃烧是生活中常见的现象，人们利用燃料燃烧来取暖、煮饭．燃料的燃烧是一种化学反应，燃烧过程中，储存在燃料中的化学能被释放，转变成周围物体的内能．因此，燃料燃烧过程是化学能转化成内能的过程．

师：燃料的种类很多，你能举出一些燃料吗？

师：物理学中规定：1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值．热值的单位是焦/千克，符号是J/kg．

教师解释“完全燃烧”一词。
师：热机就是利用内能来做功的机器，也是内能转变成机械能的机器．热机是利用燃料燃烧来获得动力的．
燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功把内能转变成机械能．这就是热机的原理．
热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等．本节我们来了解内燃机的基本工作原理
2、内燃机的基本工作原理
（1）、汽油机
师：简介什么叫汽油机：
汽油在汽油机气缸内燃烧、生成高温高压燃气，燃气推动活塞而做功。燃气的内能转化为活塞运动的机械能。
师：汽油机的构造：
教师结合汽油机模型演示讲解汽油机的构造。并指出和演示什么叫做一个冲程。

讲解火花塞时，讲明它的主要功能是点燃汽油的作用。讲解并演示曲轴转动，说明活塞在汽缸中往复运动，通过曲轴变成转动。

师：汽油机的工作原理：
①吸气冲程：
教师演示汽油机吸气冲程要求学生回答，在学生思考的基础上教师小结：吸气冲程、活塞由上端向下端运动，此时进气门打开，排气门关闭。活塞向下运动使气缸里的气体体积变大，压强减小（低于大气压）于是汽油和空气组成的混合物从进气门被吸入气缸里。
②压缩冲程：
　 教师演示汽油机模型压缩冲程要求学生观察进气门、排气门和活塞在气缸中的运动情况。压缩冲程能的转化。
学生回答基础上，教师小结：压缩冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动压缩汽油和空气燃料的混合物做功，活塞的机械能转化为燃料混合物的内能，压强变大，温度升高。
③做功冲程：
　 教师演示汽油机模型做功冲程，要求学生观察活塞运动方向，进气门排气门的开闭情况以及火花塞产生的电火花（汽油机模型是用小灯泡的发光表示火花塞产生电火花），并说明做功冲程能的转化。
　学生思考回答基础上，教师小结：压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压燃气。高温高压燃气对活塞做功，推动活塞向下运动，并通过连杆带动轴转动。此时进气门和排气门均关闭。在做功冲程中，燃气的内能转化为活塞运动的机械能。
④排气冲程：
教师演示汽油机模型的排气冲程，观察活塞运动方向和进气门和排气门的开闭情况。并说明此冲程的作用。

师：汽油机是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
在开始运转时，要靠外力先使曲轴转动起来。由曲轴通过连杆带动活塞运动，待汽油机发动起来，它才能自己工作。

（2）、柴油机
师：柴油机的构造和工作过程：

在学生思考回答基础上教师总结 ：
① 柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。其它构造与汽油机相似。
②柴油机与汽油机工作过程的异同，柴油机的工作过程与汽油机一样也分为吸气、压缩、做功、排气冲程不同的是：柴油机在吸气冲程吸入气缸的是新鲜空气、而汽油机吸入的则是汽油和空气的混合燃料。在压缩冲程末汽油机是靠火花塞产生电火花，使燃料燃烧。而柴油机是在压缩冲程末、从喷油嘴喷出雾状柴油遇到热空气立即燃烧（汽油机的点火方式叫点燃式，柴油机的点火方式叫压燃式）。由于柴油机中燃气的温度和压强比汽油机中燃气的温度和压强高，所以做功冲程里柴油机燃气做的功也比较多。
3、热机效率和提高热机效率的途径

三、课内小结与训练

师生共同总结本节内容：
1．汽油机和柴油机的工作过程包括哪四个冲程？
2．分析四冲程汽油机压缩冲程和做功冲程中能的转化。
3．比较汽油机和柴油机在构造上、工作过程中的异同点。

四、布置作业

学生观察、讨论、交流。

酒精燃烧放出的热量，通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加使其温度逐渐升高直至沸腾，产生大量水蒸气，水蒸气越来越多，对橡皮塞的压力越来越大，最后将橡皮塞推出试管口，这就是水蒸气膨胀对橡皮塞做功，可见，我们可以利用内能来做功．

学生自学教材。

生：天然气、煤气、木柴、煤油、汽油、煤等都属于燃料．

学生自学教材。

Q放=mq

学生自学教材。

思考：吸气冲程、活塞由上端向下端运动，此时（ ）打开，（ ）关闭。活塞向下运动使气缸里的气体体积（ ），压强（ ）（低于大气压）于是（ ）组成的混合物从进气门被吸入气缸里。

观察思考：压缩冲程中进气门（ ）、排气门（ ）和活塞在气缸中由（ ）向（ ）运动。压缩冲程由（ ）能向（ ）能的转化，压强变（ ），温度（ ）。

学生思考总结：
1、压缩冲程末尾，（ ）产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生（ ）的燃气。高温高压燃气对（ ）做功，推动（ ）向下运动，并通过（ ）带动（ ）转动。此时进气门和排气门（ ）。 2、在做功冲程中，汽油在气缸中猛烈燃烧，汽油的（ ）能转化为（ ）能、释放（ ）。高温高压燃气膨胀对活塞做功，燃气的部分（ ）能转化为（ ）能。

学生观察思考：
1、排气冲程活塞向（ ）运动、进气门（ ）、排气门（ ）、（ ）被排到气缸外。
2、排气冲程的作用是什么？
3、汽油机是由（ ）、（ ）、（ ）和（ ）四个冲程的不断循环来保证连续工作的。

教师要求学生阅读课本35页柴油机一段课文。　在学生自学的基础上，组织学生就上述问题进行讨论，教师结合柴油机的模型让学生讨论汽油机与柴油机的异同。

学生自学教材。
如果燃料释放的能量用来开动热机，这些能量也不会全部用来做有用功．热机工作时，用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率．
尽可能让燃料充分燃烧，这是提高热机效率的途径之一

尽可能减小各种热量损失，也是提高热机效率的途径之一．

保持良好的润滑，尽量减小摩擦，也是提高热机效率的途径之一．

1、___________叫热机。现代的火电站是靠热机把_________能转化为________能。
2、汽油机是在气缸内燃烧_______, 生成高温高压的_______,然后它推动活塞而__________的。
3、汽油机的每个工作循环, 只有_________对外做功, 其它三个冲程要靠飞轮的_________来完成, 每个循环, 曲转转动_______周, 活塞往复________次。
4、为了提高热机效率, 应尽可能　 (　　 )
　A、采用优质燃料；　　　　　　　B、提高热机的功率；
　C、减少热机的质量；　　　　　　D、减少各种热损失, 保证机器良好润滑。
5、对于燃料的燃烧值, 下列说法中,属于正确理解的是 (　　 )
A、燃料的燃烧值跟燃料燃烧时放出的热量成正比；
B、燃料的燃烧值跟燃料的质量成正比；
C、就某种确定的燃料而言, 它的燃烧值是一个确定的值, 跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关；
D、容易燃烧的燃料燃烧值一定大。
6、汽油机甲比汽油机乙效率高, 这表明 (　　 )
　A、甲用的汽油少；　　　　
　B、甲的功率大；
　C、工作相同的时间, 甲耗油较少；　　　　　　　　　　　　　　
　D、甲把汽油的内能转化为机械能的百分比较大。
7、一台四冲程内燃机飞轮转速为1800rad/min，它1s完成（　　　）
A、30个冲程，做了30次功　　　　B、60个冲程，做了60次功　
C、120个冲程，做了30次功　　　D、60个冲程，做了15次功

动手动脑学物

5′

8′

15′

5′

3′

8′

1′

板

书

设

计

热 机
压缩冲程
汽油机
柴油机
构造
原理

吸气冲程
做功冲程
排气冲程
与汽油机的相同点
与汽油机的不同点
能的转化