四、热机优秀获奖教案

第十四章

内能的利用

第1节热机

【教学目标】

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

【教学准备】

PPT课件、四冲程汽油机模型（J2255型）和柴油机模型等。

【教学过程】

教

学

过

程

一、创设情【创设情境】同学们，汽车已经是我们现代生活

境，激趣导中不可缺少的交通工具，18世纪第一辆汽车问世入

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。

世界上第一辆汽车

1

世界上最快的汽车

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。

板书课题：§14.1热机

（设计意图：设置问题悬念，让学生感受热机的威力，诱发学生强烈的探索欲望，由生活走向物理。）

二、探究过程：

（一）热机

1、热机的原理

出示学习目标

1.知道热机中能量的转化

2.知道四冲程内燃机的构造和工作原理

3.了解汽油机和柴油机的主要区别

自主学习

1.什么是热机？

利用内能做功的机械

2.热机的分类有哪些？

蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等

3.内燃机的分类？

汽油机和柴油机

【演示实验】如图：在试管内装少许水，用橡皮塞塞住管口，利用点燃的酒精灯对封闭试管中的水加热一段时间，当水沸腾时，水蒸汽会慢慢推动塞子运动，让学生观察现象。

（提示：为节约时间，可用热水或提前加热；试管口对着空处，塞子不要塞得太紧，以防危险。）

倾听老师的讲述，了解热机的分类和热机的发展过程。

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。

出示问题让学生思考：

（1）看到什么现象？

（2）推动塞子的能量来自哪里？

（3）水蒸气具有的内能从何得到？

2

2、热机种类及发展史

3、内燃机

蒸汽机

喷气发动机

汽轮机

（设计意图：讲述热机的发展历程，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。）

【认识内燃机】什么是内燃机？内燃机分为几类？

回答：燃料直接总结并展示汽油机、柴油机图片。

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。

汽油机

柴油机

（二）汽油【过渡】内燃机是现代社会中最常见的一种热机，

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

3 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，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。）

【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。

1、汽油机构造

2、汽油机工作原理

原理。

【认识构造】展示汽油机模型，指导学生认识构造，组内同学互指并简要介绍其作用。

帮助，认识各个组成部分。

汽缸

火花塞

进气门

排气门

活塞连杆

曲轴

观察活塞的运

动情况，理解冲程向学生介绍冲程：活塞在汽缸内往复运动时，的概念。

从汽缸一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。

【自学工作原理】要使汽油机连续工作，活塞必须阅读课本，操作能在汽缸内往复运动，提问：

汽油机模型，仔细1、四冲程汽油机的一个工作循环包括哪四个冲程? 观察气门的开闭2、这几个冲程的工作过程是怎样的？有没有能量情况和活塞、曲轴的转化？

的工作情况，自主

学习汽油机的工

作过程，完成表

格。

吸气冲程

压缩冲程

做功冲程 排气冲程

让学生自学教材，仔细观察四个冲程的工作过程，

并完成下表

巡视学生自学情况，提示注意观察的问题。

【归纳总结】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。

【反馈练习】提出以下问题，让学生结合汽油机的工

4

作过程回答：

1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？

压缩冲程和做功冲程

2．哪个冲程使汽车获得动力？

做功冲程

3．哪个冲程排出了汽车的尾气？

排气冲程

师生交流矫正，加深对汽油机工作原理的理解。

强调：一个工作循环，“四冲二转一做功”

（设计意图：运用模型演示和学生模型操作，让学生自主学习，主动得出结论，调动了学生学习的积极性，既有利于学生对知识的理解，又培养了学生观察和分析问题的能力。）

（三）柴油机

1、柴油机构造

2、柴油机工作原理

【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？

【工作原理】让学生阅读课本，播放柴油机工作过程图，让学生仔细观察后思考下列问题：

汽油机和柴油机的优缺点

汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低

廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用。

柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、5 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。

仔细对比后回答：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机汽缸顶部有喷油嘴。

仔细阅读课本，认真观看动画。

思考，组内交流比较两者的不同之处，然后代表展示，其余同学进一步完善，得出异同之处。

3、内燃机火车、轮船上。

的应用

回忆柴油机的汽油机轻巧但效率较低，柴油机笨重但效率较高，工作过程，回答：各有优点，它们在生活中各应用在哪些地方？

由于柴油机对空（设计意图：利用动画模拟，对比汽油机学习柴油气的压缩程度比机，增加知识的趣味性，加深对知识的理解记忆，汽油更高，因此在做功冲程中气体有效地解决了重点。）

的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率。

汽油机主要应用在汽车、飞机、摩托车等；柴油机主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船、重型机械等。

引导学生总结收获：

1、热机的原理是什么？

学生讨论发言，三、自我总2、四冲程汽油机的工作过程是怎样的？

梳理本节知识要结

3、柴油机和汽油机有何异同点？

点。

师生共同解决存在的问题。

老师巡视、讲评反馈

1．请说出汽油机与柴油机的结构和工作过程中的主要不同之处。

2．内燃机压缩冲程中

能转化为

；在做功冲程中

能转化为

能。

3．汽油机在压缩冲程工作中气体物质被压缩，汽缸中的（

）

A．压强增大，温度降低

B．压强减小，温度升高

四、课堂检

C．压强增大，温度升高

完成检测题。

测

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

五、布置作课后习题

业

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【板书设计】

§14.1热机

一．热机

1．定义：利用内能做功的机械

2．热机的工作原理:把内能转化为机械能

二．汽油机

1．构造：

2．工作原理：

吸气冲程: 压缩冲程: 机械能→内能 做功冲程: 内能→机械能 排气冲程: 三．柴油机

柴油机与汽油机的异同点

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