人教版 第十四章 第1节热机教案

第一篇：人教版 第十四章 第1节热机教案

凯口中学2013-2014学年第一学期物理科集体备课教案

第十四章

内能的利用

第1节 热机

课时：1课时 课型：新授课

一、教学目标 ：

1、知识与技能

1）理解内能可以转化为机械能。

2）知道热机中能量的转化。理解四冲程汽油机的构造和工作原理。

二、教学重点：

理解内能可以转化为机械能。

三、教学难点：

汽油机四个冲程的理解。

四、教学准备：

试管、水、橡皮塞、酒精灯、火柴、汽油机模型、汽油机活动挂图。

五、学生分析：

学生在日学生活中与热机接触机会很多，但是对热机基本没有了解。所以内燃机的工作过程及能的转换不能很快接受，应加强这方面的训练。通过学生在日常生活中得到的感性认识，以及探究实验、挂图、模型，帮助学生建立概念。通过分析、联想引导学生总结规律。通过一定例题的训练加深概念的理解，拓展知识。整个过程充分地让学生主动参与，使得物理知识的学习与学生的情感体验有机的结合起来，激发学生热爱科学、学习科学知识的热情。教师在教学中是引导、指导、协作的作用。通过本节的学习培养了学生获取知识的方法，分析问题解决问题的能力。

六、教学方法：

引导学生思考法、模拟演示法、课件演示法、讲授法。

七、教学过程：

（一）复习引入

1、复习提问：请举例说明机械能可以转化为内能。

学生举例：打气时气筒会发热；用锯子锯木料时锯条会发热。

2、刚才的事例都说明机械能可以转化为内能，那么反过来想内能会转化为机械能吗

（二）新课教学

探究内能转化为机械能

1、演示实验：水蒸气冲开橡皮塞

现象：在水沸腾一段时间后，橡皮塞被水蒸气冲开。引导回答：说明了水蒸气的内能会转化为橡皮塞的机械能。理解：这个实验说明了酒精燃气的内能快速转化为盖子的机械能。

理解：这个实验说明了把燃料移到容器的内部去燃烧，可以获得更大的机械能。

（三）热机

1、热机的原理：将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的机器。

2、热机是热力发动机的简称。

3、阅读：“生活、物理、社会”，了解热机的发展史

蒸汽机――内燃机――喷气发动机――火箭发动机

（四）汽油机的工作过程。

1、今天我们来学习热机中的内燃机的代表：汽油机。

第二篇：第1节 热机(教案)

第1节热机

【教学目标】

一、知识与技能

1.通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功；知道热机的概念，知道内燃机是热机的一种，体会现代化交通工具对人们生活的巨大影响.2.通过模型或挂图了解四冲程汽油机和柴油机的构造.3.能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化.二、过程与方法

1.学生通过观察汽油机、柴油机的工作过程，能够简单地描述它们的主要特征，培养和提高学生的观察能力.2.通过对汽油机、柴油机结构的观察，有对观察到的现象做出判断的意识.3.通过上网等各种途径收集整理有关蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机的原理、特点的相关资料，培养学生收集信息和整理信息的能力.三、情感、态度与价值观

1.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.2.通过学习热机的应用，激发学生的学习兴趣，培养学生将科学知识应用于人类社会的意识，进一步认识科学技术和社会之间的关系.【教学重点】

四冲程汽油机的工作原理及能的转化过程.【教学难点】

汽油机与柴油机之间的区别.【教具准备】

多媒体课件、铁架台、试管、金属网罩、胶塞、酒精灯、水；汽油机与柴油机的实物模型.【教学课时】1.5课时 【巩固复习】

教师引导学生复习上一节所学内容，并讲解学生所做的课后作业（教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】 教师利用音像资料，展示汽车运动，坦克前进的画面，然后设问：你知道汽车、坦克为什么会运动起来吗？汽车、坦克的发动机是怎么获得能量的？

学生思考、讨论、发表各自的看法.师汽车、坦克的发动机其实是个内燃机，它通过将燃料燃烧时产生的内能转化成机械能，从而使汽车、坦克运动起来.下面我们就一起来学习吧.【进行新课】 知识点1 热机

师我们开始做个实验，请大家细心观察，并注意以下几个问题： ①实验中有哪些能量转换？

②用酒精灯给试管中的水加热，有哪些物体吸热？ ③能否把燃料移到容器内部去燃烧来获得更大的动能？ 教师演示教材P17页图14.1-1的实验.（提醒：用金属网罩 套在试管外面，并且胶塞不要塞得太紧，以免试管炸裂伤人）

学生回忆并思考，发表各自的建议：水吸收热量，变成水蒸气推动塞子做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能；塞子冲开时有“白气”产生，这是水蒸气液化放热„„

师同学们回答得很好，酒精燃烧时，将化学能转化为内能，水蒸气推动塞子做功，内能又转化为机械能.通过这个实验我们知道利用内能可以对外做功，那接下来请大家想一想，如果把燃料移到类似试管的容器中燃烧，那么能量的利用率将会更高，推动塞子做的功将会更多.而且如果设法让这种推动塞子的运动往复进行，那就有了真正的利用价值.而科学家早就将这种设想应用到实际当中，我们经常乘坐的汽车中的热机——“发动机”正是利用这种原理来工作的.下面我们一起来认识热机.板书： 热机：

（1）定义：利用内能做功的机械.（2）工作原理：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.（3）热机的种类：①蒸汽机；②内燃机；③汽轮机；④喷气发动机等.教师用多媒体播放课件“热机的分类和几种发动机原理”.热机的分类和几种发动机原理（多媒体课件）（1）热机的分类

通常根据燃料燃烧方式，将热机分为内燃机与蒸汽发动机两类.凡燃料直接在汽缸内燃烧，全部能量转变过程在汽缸内完成的热机称内燃机，如汽油机、柴油机等都属于此类.先把燃料燃烧时释放的能量的一部分传给工质，再由工质将得到的能量的一部分转变为机械能的称蒸汽发动机，又称外燃式热机.内燃机的工质是燃烧的烟气，而蒸汽发动机的工质是水蒸气.蒸汽机在热机中是最早出现的，以后是内燃机、汽轮机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机相继交叉出现.其中内燃机应用范围最广，天空、地上、水中都有内燃机的身影.蒸汽发动机由于笨重、效率低，现在应用已不多.（2）几种发动机原理简介

蒸汽轮机利用锅炉产生的高温、高压蒸汽从喷嘴高速喷出，冲击叶轮，使叶轮与机轴一同旋转.蒸汽轮机的输出功率很大，大型的蒸汽轮机输出功率可达几十万千瓦.燃气轮机基本原理与蒸汽轮机相似，但工质不是蒸汽，而是燃料燃烧后生成的烟气.中国民间工艺品“走马灯”即是一种原始简单的燃气轮机，早在800年前就已在我国出现.燃气轮机不仅输出功率大（可达十几万千瓦），而且效率高，可达50%~60%.空气喷气发动机燃料在发动机的燃烧室内燃烧，生成的烟气从喷口高速喷出，根据反冲原理，发动机机身将向反方向运动.火箭发动机其结构与原理和喷气发动机相似.区别是空气喷气发动机燃料燃烧时的氧化剂（氧气）取自空气，因此空气喷气发动机只能在大气层内工作，主要用在飞机上；火箭发动机则自带氧化剂，燃料燃烧时不依赖于空气，因此可在大气层外工作，是发射人造卫星和宇宙飞船的动力源.中国在节日放的“起花”也即是火箭的原型，中国是火箭的故乡.板书：

（1）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.（2）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.例题1(多媒体展示)如图所示，在试管内装些水，用橡皮塞塞住，用酒精灯加热一段时间后，会观察到的现象有：①———————————————————————；②————————————————————————.实验中的能量转化过程为：①酒精燃烧放出热量，酒精的——————能转化为水的———————能；②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞做功，气体的———————能转化为瓶塞的———————能.答案：现象：①瓶塞被冲出来（向上跳起来）②管口附近出现白雾 过程：①化学内②内机械 课堂演练

完成本课时对应课堂练习.知识点2 汽油机

师在现代社会中，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.板书：

汽油机的构造：排气门、进气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、曲轴.师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）

板书：

（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）四个冲程中气门开启、闭合状态如何？活塞运动方向如何？（2）吸气冲程中为什么能将汽油和空气的混合物吸进汽缸？（3）压缩冲程中压缩的是什么？压缩到最后会有什么结果？（4）四个冲程中哪些冲程发生了怎样的能量转化？

（5）哪个冲程使机器获得动力？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：

生1：①吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入汽缸.②压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩.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.生2：吸气冲程中当活塞向下运动时，汽缸内气体的体积增大，压强变小，大气压将油气混合物吸进汽缸.生3：压缩冲程中，活塞对油气混合物进行压缩做功，结果是使油气混合物的内能增加，温度升高.生4：四冲程中“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.生5：做功冲程中机器获得动力，排气冲程中排出了汽车的尾气.教师鼓励学生的回答，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.↓

板书：

（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.例题2（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3（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 例题4（多媒体展示）如图所示的是汽油机汽化器的工作原理图，油管的喷嘴为什么要安装在进气管的狭窄处？请作出简要解释.解析：在吸气冲程中，空气从进气管进入汽缸，气流在进气管狭窄处的流速较大，压强较小，汽油在气压的作用下流出喷嘴，在高速气流的冲击下变成雾状，与空气混合后进入汽缸，这样有利于燃料的充分燃烧.解：将油管的喷嘴安装在进气管的狭窄处，是因为进气管狭窄处的空气流速较大，压强较小（小于油箱内油面的大气压）汽油才能在气压的作用下流出喷嘴，在高速气流的冲击下变成雾状，与空气混合.课堂演练

完成本课时对应课堂练习.知识点3 柴油机

师坦克和轮船上使用的是柴油机，柴油机是如何工作的？它的构造又如何呢？下面我们就一起来学习“柴油机”.柴油机是利用汽缸内燃烧柴油所产生的高温高压的燃气来推动活塞做功的热机.它的构造和汽油机的构造大致相同，所不同的是柴油机的汽缸顶部无火花塞而有

喷油嘴.（教师可展示柴油机的实物模型，也可以展示图片引导学生观察汽油机与柴油机结构的异同）

教师用多媒体播放课件“柴油机的工作过程”，并讲解.柴油机的工作过程（多媒体课件）

柴油机的一个工作循环也是由四个冲程组成，曲轴和飞轮均转两周，对外做功一次，活塞往复两次，除做功冲程外的其他三个冲程，也是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成.教师引导学生简单叙述汽油机与柴油机的相同点和不同点.（帮助学生了解柴油机的结构，同时增强对四冲程特点的理解）

提示：汽油机与柴油机的比较：

①相同点：都是燃料在汽缸内燃烧；都是将内能转化为机械能的装置；都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次；启动时，都是靠外力先使飞轮和曲轴转动起来.②不同点：

补充说明：

（1）汽油容易雾化并汽化，柴油不易雾化，所以汽油机是通过雾化汽油与空气混合后从进气道吸入汽缸，柴油机采用在压缩冲程结束时从汽缸顶部喷入的方式.（2）汽油的燃点高但挥发性强，易于点火，故采用电火花点燃式点火；柴油的燃点低但挥发性差，不易点燃易压燃，故采用压燃式点火，即利用压缩冲程将密闭空气温度压缩到柴油的燃点以上，喷入的柴油遇高温立即燃烧.（3）由于柴油机的压缩程度高于汽油机，燃烧生成的燃气的温度和压强都高于汽油机，从做功的角度来看，在柴油机里作用在活塞上的压力较大，做的功也较多；从能量的转化角度来看，柴油机燃气的温度较高，内能较大，转化成的机械能也较多，单位时间里做功较多.板书：

在一个工作循环中，柴油机的四个冲程和汽油机一样，曲轴转两周，活塞上下往复运动两次，对外做功一次.且开始时都需要外力启动.例题5（多媒体展示）下列关于柴油机的叙述中，正确的是（）A.柴油机是把内能转化为机械能的装置

B.四冲程柴油机每经过一个工作循环，曲轴就要转动四周 C.汽油机有喷油嘴，柴油机有火花塞

D.汽油机用压燃式点火，柴油机用点燃式点火

解析：由热机的概念知，把内能转化为机械能的装置称为热机，柴油机属于热机，故A是正确的；四冲程内燃机每经过一个工作循环，有四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次，故B错误；在做功冲程中，汽油机是通过火花塞产生电火花点燃高温高压的油气混合物，是点燃式，而柴油机是用喷油嘴向远高于柴油燃点的空气喷射雾状柴油而使柴油燃烧的，称之为压燃式，故C、D选项错误.答案：A 例题6（多媒体展示）某单缸四冲程柴油机的汽缸活塞面积为30cm2，一个做功冲程活塞在汽缸中移动的距离是50mm，满负荷工作时做功冲程中燃气的平均压强为9.0×105Pa，飞轮1min转动1800周，当柴油机满负荷工作时（不计摩擦），求：

（1）做功冲程中燃气对活塞的平均压力；（2）一个做功冲程中燃气对活塞做的功；（3）柴油机的功率.分析：本题综合考查了压力与压强的关系、功和功率的计算、柴油机的工作原理等知识.（1）已知压强p和受力面积S，根据压强定义式p=F/S的变形F＝pS，可直接求出；（2）根据求出的压力和已知压力移动的距离s，根据公式W＝Fs可求出做的功；（3）柴油机工作时，飞轮转动两周，对外做功一次，由此可根据飞轮的转速求出飞轮1s做功的次数，从而可以求出柴油机的功率.解：（1）做功冲程燃气对活塞的平均压力 F＝pS=9.0×105Pa×30×10-4m2=2.7×103N；（2）一个做功冲程燃气对活塞的功 W＝Fs=2.7×103N×50×10-3m=135J；（3）因为飞轮的转速是1800r/min=30r/s，每秒做功次数n=1/2×30=15次，柴油机的功率P=nWt＝135J×15/1s=2025W.课堂演练

完成本课时对应课堂练习.师请大家阅读教材P20《科学世界》——“现代汽车”.（扩大学生视野，激发学生兴趣，培养学生创新精神）

【教师结束语】

同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识.我们知道了热机的工作过程和原理，知道了内能的利用在现代生产、生活中有着重要的地位和作用，这节课我们就学到这，谢谢.课后作业

完成本课时对应课后练习.【教学反思】

1.本节课的教学设计通过创设问题情景，提出让学生感兴趣的问题，引导学生思考热机中能量的转化，并通过播放flash动画，让学生认识掌握汽油机和柴油机的构造和工作原理.2.教学时，教师主要从构造、工作过程及优缺点等几个方面对汽油机和柴油机进行介绍，重点讲述汽油机的四个冲程，通过视频和插图对四个冲程逐一进行介绍，使学生对汽油机的工作过程有一个完整的了解.在讲解柴油机时，教师可以采用对比的方法，结合柴油机的构造简图，讲述它与汽油机在构造上的异同，对于它们相似的地方，只需做简略的说明，而重点介绍它们的吸气冲程、压缩程度、点火方式上的不同.这样安排有利于学生抓住重点.最后简单介绍了汽油机和柴油机的优缺点及其运用.3.在帮助学生了解汽车的发展史的过程中，鼓励学生通过多种途径，如采访工人，查阅资料，上网搜集等，了解汽车在现代社会生活中的重要作用，同时给人类生活环境带来的负面影响.明白科学是一把双刃剑.号召同学们刻苦学习，勇攀科学高峰，为人类社会进步做出应有的贡献.【教学板书】

【生活中的物理】

浅谈粉尘燃料内燃机

粉尘燃料属于一种可再生能源和新能源.有人发明了“粉尘燃料内燃机”，已在2004年4月7日向中国知识产权局申请专利，现已授权.内燃机是重要的工业动力之一，现有的内燃机均采用汽油、柴油作燃料，不仅尾气排放污染了环境，而且其资源日益枯竭.专家估计，世界上已探明的石油储量最多够人类使用50年.为解决世界石油危机，人们积极探索以煤代油、天然气代油、电代油、酒精代油、核能代油及生物柴油等多种途径.但时至今日，在替代石油的再生能源的开发上，人类没有根本的进展.粉尘燃料内燃机是一种全新的往复式内燃机.它跟传统的汽油、柴油往复式内燃机截然不同，它利用“粉尘爆炸原理”，既可以直接燃烧精制的木炭粉、竹炭粉、淀粉等再生燃料产生工业动力，也可以直接燃烧精制的焦炭粉、煤炭粉等一次性燃料产生工业动力.100多年前人们从多次的面粉爆炸事故中发现了一个重要的物理学原理——粉尘爆炸原理.科学家发现，粉尘爆炸的发生必须具备三个条件：（1）粉尘燃料能充分地与空气混合；（2）粉尘燃料与空气混合后达到了一定的浓度；（3）粉尘燃料与空气达到了一定的温度

粉尘爆炸能量之大，爆速之高，引起了军火炸弹专家和发动机专家的极大兴趣，他们对该原理的应用进行了长期的探索和研究.在国家利益和大量资金的驱动下炸弹专家获得了成功：上世纪50年代美国和前苏联研究出了利用粉尘爆炸原理的高爆炸弹——燃料空气炸弹.这种炸弹又称“云爆弹”、“环氧乙炔炸弹”、“小原子弹”.美国在伊拉克战争中使用的“炸弹之母”MOAB炸弹，即是这种炸弹.内有8.16吨炸药，其威力仅次于原子弹.燃料空气炸弹研制的成功，关键在于解决了二次引爆技术，满足了粉尘爆炸的条件.该炸弹达到目标位置时第一次引爆，将弹体内的环氧乙炔燃料均匀的撒布在空气中形成气溶胶云雾.这时再进行第二次引爆，向这些气溶胶云雾提供活化能（即一定的热能），使这些气溶胶云雾猛烈燃烧爆炸起来.这种炸弹爆炸时不仅爆炸能量大，冲击波强.而且能夺取目标区域内的氧气，使人缺氧窒息而死.百多年来，包括柴油机发明人鲁道夫·狄塞尔在内的许多发动机专家，一直进行粉尘爆炸和传统往复式内燃机燃用煤粉的研究.虽然至今还没有成功的煤炭粉尘往复式内燃机问世，但发动机专家通过大量试验和研究，证明了煤粉可以当作内燃机的燃料来烧.然而，在试验中遇到了煤粉供应、粉尘点火、活塞环磨损、润滑油污染等问题，这些问题是传统的往复式内燃机无法解决的.粉尘燃料内燃机由三室汽缸、送料预热系统、阀门正时机构、活塞连杆机构等四大部分组成.该机型构思巧妙、设计新颖，精制过的木炭粉、竹炭粉、淀粉以及焦炭粉、煤炭粉等粉尘燃料进入该内燃机后，不仅能充分形成粉尘爆炸的三个条件，会产生激烈的燃烧爆炸，而且能克服燃料供应、粉尘点火、活塞润滑、废气排放等问题.因此该机型能连续运行，向外输出动力.

第三篇：第1节 热机 教学设计 教案

教学准备

1.教学目标

1.知道热机的概念，初步了解热机的工作原理。2.了解汽油机的构造和工作过程。3.了解柴油机的构造和工作过程。

2.教学重点/难点

重点：内燃机的四个冲程的区别；难点：比较汽油机和柴油机的异同。

3.教学用具

多媒体、板书

4.标签

教学过程

一、导入环节

（一）导入新课，板书课题

我们常常看到马路上奔驰各种汽车，它们给我们带来了很多方便。汽车是需要燃料的，那么它们是怎么把燃料转化为汽车的动力的呢？行驶在马路上的汽车耗油量为什么会不同呢？等等问题都牵扯到本节热机的学习，希望通过学习来解开我们心中的疑问。

（二）出示学习目标

课件展示学习目标，指导学生观看。

过渡语：了解了学习目标，请根据自学指导认真自学课本，时间约10分钟

二、先学环节

（一）出示自学指导

课件展示自学指导，请同学们带着下列问题看课本P17-20页内容，勾画知识点并记忆，可查资料但要独立完成： 1.阅读课本p“热机”部分，阅读课本演实验，猜想可能会出现什么现象。17知道什么是热机；热机的种类有哪些。

2.阅读课本p“汽油机”部分，知道汽油机的构造；知道并区分内燃机工作18的四个冲程；了解内燃机工作过程中的能量转化。

3.阅读课本p“柴油机”部分，了解柴油机的工作循环，知道柴油机与汽油19机的异同点。

利用10分钟时间，比谁能正确完成检测题。学生自学教材（师巡视）

（二）自学检测反馈

要求：10分钟完成自学检测题，让4个小组的的同学到黑板前展示，书写成绩和题目成绩记入小组量化，要求书写认真、规范，第4小题要写出过程，下面同学交换学案，小组长组织成员用红笔将错误画出，准备更正。

1．课本p演示实验中，燃料燃烧时产生的热量传递给水和水蒸气，水蒸气的17_____能转化为塞子的______能。2.热机就是利用_______来做功的机械。

3.内燃机是指燃料直接在发动机________内燃烧的热机。主要分为_________和__________，分类的依据是分别用_________和__________作为燃料。4.汽油机的主要结构有①_______；②_______；③_______；④_______；⑤_______；⑥_______；⑦_______。

5.汽油机的一个工作循环包括_____个工作冲程，它们分别是_______，_______，_______，_______。

6.汽油机在吸气冲程，进气门_____，排气门______，活塞向______运动，吸入____________气体；压缩冲程进气门_____，排气门______，活塞向______运动，活塞压缩气体做功，使气体内能______，温度_______；压缩冲程末，做功冲程初，_________点火，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体推动活塞向_______运动，此时进气门_____，排气门______。此冲程将_______能转化为______能；排气冲程，进气门_____，排气门______，活塞向______运动，把______排出汽缸。

7.柴油机顶部没有火花塞而是_________，吸气冲程吸入的只有_______，压缩冲程末，_________喷出雾状柴油。柴油机虽然比较笨重，但可以输出较大的_________。

三、后教环节

（一）出示学习任务和指导

1.请叙述汽油机工作的过程，包括气门的打开、关闭情况，活塞的运动情况。2.思考几个问题：

（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？（5）现代汽车里的“马达”起什么作用？ 3.小组合作比较柴油机和汽油机的异同点。

（二）预设生成和点拨

四、训练环节

过渡语：请同学们合上课本，完成学案上当堂检测题。10分钟完成。

（一）学生练习，教师巡视。

1.内燃机压缩冲程中______能转化为________；在做功冲程中________能转化为________能。

2.依靠飞轮惯性完成的冲程是（）

A．压强增大，温度降低 B．压强减小，温度升高 C．压强增大，温度升高 D．压强减小，温度降低 4.汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（）

A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气 B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的

C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高 D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高 5.一台四冲程内燃机转速为600r/min，则（）A．每分钟做功150次，共有600个冲程 B．每分钟做功600次，共有1200个冲程 C．每秒钟做功20次，共有10个冲程 D．每秒钟做功5次，共有20个冲程（师用利用多种方式统一展示答案）

（二）学生展示，反馈矫正。

（调查学情，统计疑难问题，先让其他小组补充矫正，教师更正或点拨）

板书

14.1 热机

一、热机 1．热机的原理 2．热机的种类

二、内燃机 1．汽油机 ①工作循环： ②冲程中的能量转化

2．柴油机：柴油机的工作过程。与汽油机有哪些不同。3．汽油机和柴油机的优缺点。

第四篇：人教版九年级物理第十三章第1节 热机教学案

第1节 热机

学习目标

知识与技能1．了解四冲程汽油机的基本工作原理；

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。过程与方法1．通过演示实验了解可以利用内能来做功；

2．利用挂图或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“科学世界现代汽车” 了解汽车的一些常识。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“科学世界现代汽车”扩展知识面。教学重点难点

四冲程汽油机的工作原理及能量的转化过程。

一、引入新课

◆探究活动1：塞子的机械能从哪里来？

请同学们观察实验现象，并试分析这个过程中能量的转化情况。

1．试管内装些水，用酒精灯加热，会看到什么现象？

2．若用橡皮塞塞住试管口，再继续给水加热，又会看到什么现象？

分析实验过程中的能量转化：

燃料的化学能通过燃烧转化为水和水蒸气的内能；水蒸气又通过对木塞做功，把水蒸气的内能转化为木塞的机械能。

一、内能的利用

1．利用内能做功

2．利用内能来（加热）热传递

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二、热机

1．热机：利用内能做功的机械。

2．从能量角度——将内能转化为机械能的机器。◆探究活动2：

生活中你见过什么热机？这些热机有哪些特点？

蒸汽机车

潍柴动力WD12大功率柴油机

涡轮增压汽油机

国产客机ARJ21用GE发动机 3．热机的分类：

外燃机：如蒸汽机

内燃机：如汽油机、柴油机、喷气式发动机

三、内燃机：

常见内燃机分为：汽油机和柴油机 1．汽油机： A．构造图：

B．工作过程

第 2 页

吸气冲程

压缩冲程

做功冲程

排气冲程

2．柴油机：

结构图：

三、巩固练习

1．如图所示是汽油机工作循环中的某 一冲程，这个冲程是（）A．吸气冲程

B．压缩冲程

C．做功冲程

D．排气冲程

2．一个工作循环由个冲程组成，曲轴和飞轮 转周，对外做次功，只有冲程

是燃气对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠 安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。启动时，都是 靠先使飞轮和曲轴转动起来。

3．四个冲程中哪些冲程发生了怎样的能量转化？ 4．冲程使机器获得动力？冲程排出了汽车的尾气？

四、课堂小结

1．内能的利用：做功和热传递 2．热机及其分类

3．内燃机：汽油机和柴油机的构造和工作原理。

五、布置作业

1．如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是()

第 3 页 A.自行车

B.轮船

C.卡车

D.飞机

2．关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：①在压缩冲程中，是机械能转化为内能；②在做功冲程中，是内能转化为机械能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机和柴油机的点火方式相同．以上说法中正确的是（）A．只有②③

B．只有①③ C．只有②④

D．①②③ 3．如图14-1-1所示是四冲程内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）

A．压缩冲程，将内能转化为机械能 B．压缩冲程，将机械能转化为内能 C．做功冲程，将内能转化为机械能 D．做功冲程，将机械能转化为内能

4．从原理的发现到实际的应用，往往要解决许多技术上的难题．汽油机只有在做功冲程中燃气才给活塞一个动力，但汽油机却可以连续工作，其中关键部件是（）A．火花塞

B．连杆

C．曲轴和飞轮

D．进气门和排气门 5．如图14-1-2所示是内燃机的某冲程工作示意图，以下改变内能方式与此相同的是（）A．烤火取暖 B．搓手取暖

C．向手“呵气”取暖 D．用热水袋取暖

6．汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（）A．压强增大，温度降低

B．压强减小，温度升高 C．压强增大，温度升高

D．压强减小，温度降低

7．一个单缸四冲程柴油机转1800 r/min，则每秒钟燃气做功________次，曲轴每秒转动________转；活塞往复运动________次；吸气、压缩、排气冲程靠__________完成．

8、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（）

A．①做功冲程

②内能转化为机械能

③压缩冲程

④机械能转化为内能 B．①压缩冲程

②内能转化为机械能

③做功冲程

④机械能转化为内能 C．①压缩冲程

②机械能转化为内能

③做功冲程

④内能转化为机械能． D．①做功冲程

②机械能转化为内能

③压缩冲程

④内能转化为机械能

9、一台单缸四冲程柴油机转速为1200转/min，则柴油机1s内（）A、完成20个冲程，做功20次

B、完成40个冲程，做功40次

C、完成40个冲程，做功10次

D、完成20个冲程，做功10次

6．汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（）A．压强增大，温度降低

B．压强减小，温度升高 C．压强增大，温度升高

D．压强减小，温度降低

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第五篇：2014九年级物理全册 第14章 第1节 热机教案 (新版)新人教版

14.1热机

一、教学目标

（一）知识与技能

1．了解四冲程汽油机的基本工作原理。2．从能量转化的角度认识燃料的热值。

3．了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。4．通过能量的转化和转移认识效率。

（二）过程与方法

1．培养应用已有知识解决实际问题的能力。2．培养学生的创新意识。

3．培养学生观察和分析问题的能力。

（三）情感态度与价值观

1．通过演示实验，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，培养学生实事求是的科学态度。

2．提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。3．培养学生的主人翁责任感和环保意识。

二、教学重点

汽油机的工作原理和热值的概念是重点。

三、教学难点

汽油机的基本工作原理的理解是难点。

四、教学方法

本节课内容为新授课。本课采用以实验为主导的综合启发式教学，初步渗透探究式学习方法。

五、教具学具

试管、水、酒精灯、铁架台、汽油机模型、火柴、金属网等。

六、教学步骤

（一）导入新课

请大家拿出小汽车模型（各人自带），今天这节课，我们主要研究小汽车等机器的“心脏”——热机。

（二）新课教学 1．整体感知

内燃机是内能转化为机械能的机器，内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。内燃机在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次，完成一个冲程所用时间是整个周期的四分之一。内燃机的能量来源于燃油燃烧时的化学能。而1 kg的某种燃料在完全燃烧时放出的热量叫做热值。也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否燃烧均无关系。有效利用燃料是节能的重要措施，有效利用燃料的途径：一是要让燃料尽可能充分燃烧；二是要减小热量的损失。

2．教学互动

互动1：实验，引出内能可做功。

明确 教师引导学生分析：酒精燃烧放出热量(化学能转化为内能)，通过热传递将一部分内能转移给了水，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，对软木塞的压力越来越大，最后将软木塞推出试管口，这就是水蒸气膨胀对软木塞 1

做功。由这个实验我们知道，利用内能可以做功，热机就是把内能转化为机械能的装置。

互动2：内燃机的基本结构和工作过程。

明确 内燃机的主要特点：燃料直接在汽缸内燃烧。教师引导学生观看模型，教师并演示汽油机工作中一个周期的四个冲程，引导学生得出：内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次。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。

互动3：燃料的热值。

明确 教师提出问题：燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、柴油等，气体燃料有煤气、天然气等。根据你的经验，相同质量的不同燃料燃烧时放出的热量是不是相同？学生讨论后得出：不同。教师进一步引导后得出：燃料燃烧的本质是发生了化学变化，在燃烧的过程中燃料的化学能转化为内能。相同质量的不同燃料燃烧时放出热量是不同的。物理学中，把1 kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。引导学生浏览书上的一些燃料的热值，使他们知道热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关。

互动4：有效利用燃料。

明确 从家用煤炉怎样节能谈起，引导学生结合实际来讨论，然后得出结论：一是要让燃料尽可能燃烧充分；二是要减小热量的散失。

互动5：学生讨论怎样提高燃料的利用率。

明确 根据教科书中让学生讨论，内燃机中的燃料燃烧放出的热量是否能全部用来做功？学习讨论后，教师引导鼓励学生根据当地的实际情况提高燃料利用率。

3．达标反馈

（1）柴油机四个冲程中，内能转化为机械能的是 C 机械能转化为内能的是B A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程

（2）一桶煤油用掉一半，剩下的煤油(D)A．密度和热值不变，比热容减为原来的一半 B．比热容和密度不变，热值减为原来的一半 C．热值和比热容不变，密度减为原来的一半 D．密度、热值、比热容都不变

7（3）酒精的热值是3.0×10J/kg，由此可知(D)

7A．无论采用何种方式燃烧1 kg酒精，都可得到3.0×10J热量

7B．如果燃烧1 kg的燃料时，得到3.0×10J的热量，这种燃料一定是酒精

7C．每1 kg的酒精燃烧放出3.0×10J的热量

7D．1 kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×10J（4）现代火箭使用液态氢作燃料，是因为它具有(B)A．较轻的质量 B．较大的热值 C．较特殊的密度 D．较大的热量

（5）以内燃机为动力的各种机械，在人类生产、生活中应用极为广泛，从轮船、火车到拖拉机、摩托车等，它的动力大多来源于内燃机，它们虽然在构造上略有差异，但工作原理都是一样的。下列对内燃机的有关叙述中，错误的是(C)A．内燃机是内能转化为机械能的装置 B．内燃机用水冷却，是因为水的比热容大 C．它排出的废气无污染，是一种环保型的机器 D．内燃机靠产生的高温、高压气体做功

4．课堂小结（1）内容总结

本节课我们学习了汽油机的一个循环，知道内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程阻成以及各个冲程的具体情况，另外学习了热值这个新的物理量和怎样有效的利用燃料。

（2）方法归纳

本课通过以实验为主导的综合启式发教学，提高我们将科学技术应用于日常生活和社会的能力。

（三）布置作业

1．简单的研究鞭炮的工作原理。2．自制简易小火箭。

（四）板书设计

四、热机

一、汽油机的四冲程 A．吸气冲程

B．压缩冲程(机械能转化为内能)C．做功冲程(内能转化机械能)D．排气冲程

二、热值：1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。单位：J/kg

三、有效利用燃料的途径 一是让燃料尽可能充分燃烧 二是要减小热量的损失