江苏省南京二十九中教育集团致远中学九年级物理全册 第十四章 第1节 热机教案 （新版）新人教版.doc

《热机》
一、教学目标
（一）知识与技能
1．通过观察、分析内能转化为机械能的实验，知道热机的概念，初步了解其工作原理。
2．借助于模型、挂图和动画视频，了解汽油机和柴油机的构造和工作过程。
（二）过程与方法
通过了解汽油机和柴油机的构造和工作过程，利用对比的方法来认识这两种内燃机的异同点。
（三）情感态度和价值观
通过阅读“现代汽车”，了解内能的利用对人类社会发展的重要意义。
二、教学重难点
本节是由热机、汽油机和柴油机三部分内容组成的，它是前一章内能知识的实际应用。内能在实际中主要用于加热物体和做功，热机就是把内能转化为机械能的应用，通过实验得出内能可以转化为机械能。实际中蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等都是热机在实际中的应用，内能的应用对社会的进步、人类的发展具有重大意义。汽油机和柴油机是内燃机在生活中应用广泛的两种机器，它们是如何把内能转化为机械能的？为什么它们能连续工作？要解决这些问题，就必须对四冲程汽油机的结构及工作原理有一定的了解。虽然汽油机和柴油机在实际中应用广泛，但学生对其工作原理还不是很了解，所以了解四冲程汽油的基本工作原理既是本节重点，也是本节的难点。
重点：了解四冲程汽油机的基本工作原理。
难点：了解四冲程汽油机的基本工作原理。
三、教学策略
把内能转化为机械能是内能利用的一个方面，可以通过蒸汽机、内燃机、喷气发动机等应用来引入本节课的主题。通过实验来证明内能可以转化为机械能，得出热机的概念，举例说明生活中热机的应用情况，重点介绍内燃机中的汽油机。利用挂图、模型、视频等认识汽油机的构造，了解汽油机的基本工作原理。学生可以结合课本上的想想议议的问题初学课本内容，请同学根据挂图来介绍每个冲程，其余同学进行补充，重点强调四个冲程中的能量转化、冲程的判断依据等。柴油机的工作原理与汽油机基本相同，可以利用对比的方法来学习柴油机，从构造、工作过程、点火方式等方面与汽油机进行对比。柴油机与汽油机各有优缺点，实际生活中会根据不同的需要使用不同的机器。随着技术的发展，柴油机的一些缺点得到了改进，使用的范围更广泛了。适当介绍其他的热机了解内能的利用对人类社会发展的重要意义。
四、教学资源准备
多媒体课件、试管、酒精灯、铁架台、水、火柴、汽油机模型和挂图、柴油机模型和挂图等。
五、教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
创设情景
（5分钟）
播放超音速汽车，思考汽车是如何获得机械能的？
学生观看视频，思考提出的问题。
创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。
引入新课
（5分钟）
播放蒸汽机、内燃机、喷气发动机、汽轮机等视频。
这些机器在使用时都要使用化石燃料作为能源，燃烧后放出大量的内能，向外输出机械能。它是如何把内能转化为机械能的呢？生活中还有没有类似的实例？
学生观看视频，思考如何把内能转化为机械能。结合生活实际来说明。
提出问题，引入新课。
新课内容（25分钟）
利用内能做功
演示实验：利用内能来做功。
利用课本所示的实验装置，利用橡胶塞塞紧试管口，用酒精灯加热试管中的水，观察发生的现象。
请同学来描述实验现象。
塞子为什么会飞出去？它的机械能从哪来的？
酒精燃烧释放出热量，通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生的水蒸气也越来越多，是水蒸气对塞子做功。
为什么在塞子附近会出现“白气”呢？

学生观察实验。

学生结合观察的实验，回忆实验现象。试管内出现大量气泡；试管塞会被水蒸气冲出去；在试管口附近会出现大量“白气”。
学生思考，塞子飞出去说明有其他物体对它施加的力做了功，机械能增大。试管内产生的高压水蒸气对塞子做了功，把水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
水蒸气对外做功，内能减少，温度降低，水蒸气液化成的小水滴。

通过实验来证明内能可以转化为机械能，引入热机的概念。
热机
你生活中还见过内能转化为机械能的实例吗？
人们把各种利用内能做功的机械叫热机。热机的能量转化是把内能转化为机械能。
生活中还有哪些热机？
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。内燃机分为两大类：汽油机和柴油机。
投影汽车和货车的图片。这些运输工具的心脏就是汽油机和柴油机。

学生举例，如水烧开时，壶盖会被顶起来。装有半瓶水的热水瓶瓶塞有时会“跳”出来等。 

蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。

观察图片，了解汽油机和柴油机在实际中的应用。

利用实例了解热机。

利用实际应用提高学生学习兴趣，产生继续研究的欲望。
汽油机
阅读课本上有关汽油机的内容，思考下列问题：
1．四冲程汽油机包括哪些主要部件？
2．什么是冲程？
3．汽油机一个工作循环有几个冲程？各个冲程的名称分别是什么？
4．在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？
5．哪个冲程实现了内能转化为机械能，使汽车获得动力？
6．如何根据四冲程汽油机的简图判断出冲程的名称？判断的依据是什么？
展示汽油机各冲程的挂图。
汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。这四个冲程中内能和机械能的相互转化发生在压缩冲程和做功冲程。
出示汽油机模型，对照模型介绍各部件的名称，演示各冲程，可以直观地看到各冲程活塞运动的方向、两个气门的开闭情况。
观察模型，总结汽油机一个工作循环活塞往复几次？曲轴转几圈？对外做功几次？

学生带着问题阅读课本，自学汽油机的内容。

结合挂图和课本内容，回答自学时提出的思考题。同学之间进行补充回答

学生小结各冲程的判断方法，可以观察活塞的运动方向，如果活塞远离火花塞是吸气冲程或做功冲程；如果两个门均关闭则为压缩冲程或做功冲程。
汽油机的一个工作循环活塞往复两次，曲轴转两圈，对外做功一次。

培养学生的自学能力。

培养学生的自学能力和总结能力。
柴油机
柴油机是另外一种常见的内燃机，它与汽油机有很多相似之处，但也有不同之处，请阅读课本柴油机的相关内容，与汽油机进行对比，说出汽油机和柴油机的异同。
给出柴油机的结构示意图和实物模型。
用动画演示柴油机的工作过程。
柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率。
柴油机较笨重、工作噪声大，多用于大型机械，但随着技术的进步，体积、噪声和污染等方面缺点逐步得到改善，柴油机也开始小型化了，得到更多的应用。
完成汽油机和柴油机的工作过程的相同点和不同点的表格。

汽油机
柴油机
工作过程
吸气冲程
不同

相同

压缩冲程
不同

相同

做功冲程
不同

相同

排气冲程

说说在实际中你见过哪些地方使用了汽油机，哪些地方使用了柴油机。

学生自学，相互讨论后进行总结
相同点：汽油机和柴油机都有四个冲程，名称相同；压缩冲程和做功冲程能量转化相同。
不同点：结构不同，汽油机有火花塞，柴油机是喷油嘴；点火方式不同，汽油机是点燃式，柴油机是压燃式；汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气；用途上不同，汽油机轻便，可用于小型机械，如小汽车等，柴油机较笨重，但输出功率较大，可用于大型机械，如坦克、载重汽车等。

学生完成表格，并进行交流。

学生举例说明，汽油机应用与小汽车、割草机等；柴油机应用于载重汽车、坦克、大型发电机等。

培养学生的自学能力。

巩固利用对比的方式研究问题的方法。

利用列表对比的方法加深对汽油机和柴油机的工作过程的了解。

物理联系生活。
阅读科学世界“现代汽车”，了解汽车的组成以及技术的发展对现代汽车发展的影响。
阅读“现代汽车”，了解内能利用技术的进步，对人类社会发展的重要意义。
了解内能的利用对人类社会发展的重要意义。
总结（5分钟）
课堂小结：
1．通过这节课你学到了什么？
2．什么是热机？列举常见的一些热机。
3．什么是冲程？汽油机一个工作循环有几个冲程？曲轴转几圈？活塞往复几次？对外做功几次？
4．柴油机与汽油机有哪些相同点和不同点？
5．列举实际中哪些地方使用汽油机和柴油机？
学生梳理本节课本知识内容。
1．本节主要学习了热机、汽油机和柴油机，研究了汽油机和柴油机的工作过程、工作原理等。
2．热机是将内能转化为机械能的机器，热机在生活中应用广泛，例如内燃机、蒸汽机、喷气发动机等。
3．汽油机中活塞从汽缸的一端运动到另一端叫一个冲程，一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。一个工作循环曲轴转两圈，活塞往复两次，对外做功一次。
4．可以从结构、工作过程、使用范围等方面进行比较。
5．汽油机轻便，可用于小型机械，如小汽车等；柴油机较笨重，可用于大型机械，如坦克、载重汽车等。

培养学生总结归纳的能力。

作业布置
课本“动手动脑学物理”第2～4题。
按要求完成。
知识巩固。