三、热机的工作原理优秀教案设计

热机的工作原理教学设计

1、知识与技能

●了解四冲程内燃机的基本构造和工作原理。

●知道四冲程内燃机的工作过程和能量转化情况。

●知道柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。

●了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。

2．过程与方法

●通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。

●利用动画、图片或模型讲解四冲程内燃机的基本结构和工作过程。

●通过分析汽油机和柴油机的构造及工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法。

3．情感态度与价值观

●通过演示实验养成学生观察和分析问题的能力。

●通过阅读“科学世界” ，了解现代汽车的一些常识，扩展学生的知识面，养成学生的环保意识。

●了解这些内燃机在生产和生活中的应用，提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。 教学重难点

【教学重点】热机的工作原理和汽油机的工作过程

【教学难点】汽油机和柴油机的异同点和能量转化

教学过程

一、创设情境，激趣导入

【创设情境】（1）同学们，汽车已经是我们现代生活中不可缺少的交通工具，18世纪第一辆汽车问世时，速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经是声速的几倍，达到了1678千米每小时。

（2）如上图的小故事，吸引学生注意力

你想知道汽车是如何获得这么大的机械能的吗？我们这节课要学习的知识——热机，将会揭开它神秘的面纱。

二、探究过程：

（一）热机

【演示实验】用酒精灯加热，使蒸汽推动活塞，驱动转轴

总结：在这个实验中，酒精燃烧的化学能→水和水蒸气的内能→塞子的机械能，这个实验虽然简单，我们也可以从中发现，利用内能可以做功，人们由此发明了利用内能做功的机械——热机。

（设计意图：通过图片的展示，简单的小实验，引发学生的思考，调动学习的兴趣，活跃课堂气氛。体现从生活走向物理。）

2、热机种类及发展史

【列举实例】热机的发明和广泛使用，使人类迈入了工业化社会，热机的种类很多，它们都是把内能转化为机械能的，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等，你知道哪些地方用到了热机吗?

鼓励学生大胆回答，并出示图片，简单介绍热机发展过程。

3、内燃机

【过渡问题】在上面的演示实验中用酒精灯给试管中的水加热，由于燃料在试管外燃烧，热量损失较大，内能的利用率较低。为获得更大的动力，怎么办？哪种热机能够做到？

【认识内燃机】什么是内燃机？内燃机分为几类？

总结并展示汽油机、柴油机图片。

思考讨论：将燃料在封闭的环境下燃烧，利用内燃机可以获得更大的动力。

回答：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。内燃机按照所需燃料的不同分为汽油机和柴油机两类。

（二）汽油机

1、汽油机构造

【过渡】内燃机是现代社会中最常见的一种热机，目前人们生活中重要的交通工具——汽车，其动力机械多数就是汽油机，我们重点学习汽油机的工作原理。

【认识构造】展示汽油机模型，指导学生认识构造，并简要介绍其作用。

【演示冲程】转动汽油机的手柄，让学生观察活塞在汽缸内的运动情况，向学生介绍冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。

2、汽油机工作原理

【自学工作原理】要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动，提问：

1、四冲程汽油机的一个工作循环包括哪四个冲程?

2、这几个冲程的工作过程是怎样的？有没有能量的转化？

让学生自学教材，利用汽油机模型进行操作，再结合汽油机工作的flash动画，仔细观察四个冲程的工作过程，并完成下表（答案见附件1）

巡视学生自学情况，提示注意观察的问题。

【归纳总结】学生展示自己的表格完成情况，教师引导学生进行评价、补充。

适时点拨：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。

小组代表积极发言，其余同学纠正、补充别的同学的答案，最后较完整的描述出汽油机的四冲程工作过程，并知道能量的转化情况。

组内讨论交流，回答：

①压缩冲程是把内能转化为机械能；做功冲程是把机械能转化为内能。

②做功冲程使汽车获得动力，其他冲程靠飞轮的惯性完成，顺序不能颠倒。

③排气冲程排出了汽车的废气。

④四个冲程，转2周，往复2次，对外做功1次。

（三）柴油机

1、柴油机构造

【过渡】柴油机也是内燃机，那么，它又是怎么工作的呢？

【认识构造】把汽油机模型和柴油机模型的构造进行对比，你有什么发现？

2、柴油机工作原理

【工作原理】让学生阅读课本，动手操作柴油机模型，接着播放柴油机工作过程的flash动画，让学生仔细观察后思考下列问题：

（1）你能描述柴油机的工作过程吗？先让学生描述，再引导学生纠正补充。

3、内燃机的应用

【提出问题】提出以下问题让学生思考：

(1)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？

(2)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？

（设计意图：利用实物演示与动画模拟，对比汽油机学习柴油机，增加知识的趣味性，加深对知识的理解记忆，有效地解决了重点。）

（四）科学世界：现代汽车

引导学生阅读科学世界“现代汽车”。

（设计意图：扩大学生视野，让学生了解物理知识的应用，体现了从物理到社会，同时也提高学生节约能源和保护环境的意识。）

三、盘点收获

引导学生总结收获：

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？

师生共同解决存在的问题。

四、课堂检测

完成检测题(老师巡视、讲评反馈)

五、布置作业

出示作业题

课后小结

1、汽油机和柴油机模型的操作和多媒体的使用，虽较形象地演示了活塞的运动情况和进、排气门的开闭情况，但如火花塞产生电火花、喷油嘴喷油、能量的转化等内容还不能很形象地演示，致使学生理解不透彻。

2．在观看现象时有部分同学抓不住要点的问题，有极少数学生对汽油机和柴油机的工作过程及曲轴旋转的圈数存在疑惑，应在以后的教学中注重培养这方面的能力。

课后习题

1．单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种内燃机一个工作循环的四个冲程的顺序排列正确的是（

）

A．丙、丁、乙、甲

B. 丁、甲、丙、乙

C. 乙、甲、丁、丙

D. 甲、乙、丙、丁

2．下列流程如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

D．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

3．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

参考答案：1．B 2．D 3．C