人教版初中物理九年級(jí)上冊(cè)教案第14章第1節(jié)《熱機(jī)》

熱機(jī)整體教學(xué)設(shè)計(jì)：熱機(jī)是人類利用內(nèi)能的一種重要機(jī)械，了解熱機(jī)的工作原理對(duì)于理解熱機(jī)的構(gòu)造及工作過(guò)程會(huì)有很大幫助。熱機(jī)通過(guò)燃燒燃料獲得內(nèi)能，并將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，因而可以將這一過(guò)程通過(guò)簡(jiǎn)單實(shí)驗(yàn)再現(xiàn)，化抽象為形象，可以降低學(xué)生在理解上的難度。同時(shí)，對(duì)于汽油機(jī)和柴油機(jī)的構(gòu)造和工作過(guò)程的介紹，應(yīng)用模型和圖片或電腦動(dòng)畫也將起到很好的教學(xué)效果。教學(xué)分析：（1）教材分析本節(jié)主要通過(guò)四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解內(nèi)燃機(jī)的主要結(jié)構(gòu)；大致了解內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移情況；了解內(nèi)燃機(jī)在現(xiàn)代生活，特別是交通方面的應(yīng)用。（2）教法建議通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)展示熱機(jī)的工作原理，借助模型和圖片來(lái)認(rèn)識(shí)汽油機(jī)的構(gòu)造的工作過(guò)程，將復(fù)雜的原型簡(jiǎn)化和形象化。（3）學(xué)情分析汽車等交通工具對(duì)于學(xué)生而言有較多的接觸，也知道它們都需要燃燒燃料，但對(duì)于它們的動(dòng)力提供裝置熱機(jī)中的內(nèi)燃機(jī)卻不一定清楚，尤其是對(duì)其內(nèi)部構(gòu)造及工作原理則更是陌生。（4）學(xué)法建議在學(xué)習(xí)的過(guò)程中要多聯(lián)系生活實(shí)際，從生活中去發(fā)現(xiàn)物理，同時(shí)在進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的過(guò)程中應(yīng)仔細(xì)觀察，嘗試進(jìn)行分析歸納，找出生活實(shí)例及物理實(shí)驗(yàn)中所體現(xiàn)的共同點(diǎn)，學(xué)會(huì)根據(jù)事物的本質(zhì)進(jìn)行分類。教學(xué)目標(biāo)：知識(shí)與技能：1了解四沖程汽油機(jī)的構(gòu)造及工作原理；2從能量轉(zhuǎn)化的角度認(rèn)識(shí)熱機(jī)的工作過(guò)程；3了解內(nèi)能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義。過(guò)程與方法：1通過(guò)演示實(shí)驗(yàn)使學(xué)生了解可以利用內(nèi)能來(lái)做功；2利用模型和課件動(dòng)畫演示并講解四沖程汽油機(jī)的基本結(jié)構(gòu)和工作原理。情感態(tài)度與價(jià)值觀：培養(yǎng)學(xué)生樂(lè)于探究機(jī)械中的物理學(xué)道理的良好習(xí)慣。教學(xué)重點(diǎn)、難點(diǎn)：1重點(diǎn)：熱機(jī)的工作原理，四沖程汽油機(jī)的工作過(guò)程。2難點(diǎn)：四沖程熱機(jī)的工作沖程的異同點(diǎn)和能量轉(zhuǎn)化。課時(shí)設(shè)計(jì)：1課時(shí)教學(xué)過(guò)程：一、導(dǎo)入部分多媒體展示蒸汽機(jī)、汽車、飛機(jī)等圖片，提出問(wèn)題：它們是如何獲得動(dòng)力的？二、新授部分課堂演示實(shí)驗(yàn)也可將上述裝置進(jìn)行改進(jìn)，如下圖，增加趣味性針對(duì)實(shí)驗(yàn)提出問(wèn)題：請(qǐng)同學(xué)們交流討論：分析以上實(shí)驗(yàn)過(guò)程中能量是如何轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的？引導(dǎo)學(xué)生分析以下過(guò)程：酒精燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能加熱水：火焰的內(nèi)能傳遞給水（熱傳遞）水蒸氣將塞子沖出（或者葉輪轉(zhuǎn)動(dòng)）：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（做功）教師對(duì)學(xué)生的分析給予肯定。教師：由上分析可知，活塞或葉輪的機(jī)械能是如何獲得的？學(xué)生：是通過(guò)燃燒燃料獲得內(nèi)能，內(nèi)能再轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而來(lái)的。教師：汽車運(yùn)動(dòng)時(shí)所具有的機(jī)械能又是如何獲得的？你能根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)作一聯(lián)想嗎？說(shuō)說(shuō)你的看法？學(xué)生：我覺(jué)得和上述過(guò)程是一樣的，汽車行駛時(shí)也要燃燒燃料，只不過(guò)所用的燃料種類不同而已。教師：你分析得很好，那么，我們是否可以得出這樣的結(jié)論：其實(shí)現(xiàn)代的飛機(jī)、火箭及古老的蒸汽機(jī)等工作時(shí)機(jī)械能也是通過(guò)這種方式得到呢？學(xué)生：可以教師：我們把像這種通過(guò)燃燒燃料獲得內(nèi)能并把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置，統(tǒng)稱為熱機(jī)。剛才的實(shí)驗(yàn)就向我們揭示了熱機(jī)的工作原理。教師：請(qǐng)同學(xué)們?cè)傧胂?，生活中還有什么設(shè)備是利用了這個(gè)原理來(lái)工作的。（學(xué)生交流討論）學(xué)生：節(jié)日燃放的焰火等教師：請(qǐng)同學(xué)們?cè)匍喿x教材相關(guān)的部分教師：通過(guò)以上的探討，我們已經(jīng)知道了熱機(jī)的工作原理。熱機(jī)的種類非常多，但有一種是離我們較近的，甚至可能我們天天都和它有接觸，這就是內(nèi)燃機(jī)。播放汽車圖片并展示汽油機(jī)模型教師：同學(xué)們現(xiàn)在所見的汽車，需要燃燒燃料，你知道現(xiàn)代汽車使用的燃料主要有哪些嗎?學(xué)生：汽油、柴油。教師：對(duì)，現(xiàn)代汽車?yán)锒及惭b有能夠?qū)⑵突虿裼腿紵笏@得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能裝置，它們分別叫做汽油機(jī)和柴油機(jī)。教師：汽油機(jī)和柴油機(jī)由于工作時(shí)燃料都是在密閉的氣缸內(nèi)燃燒的，所以它們又統(tǒng)稱為內(nèi)燃機(jī)。當(dāng)然，內(nèi)燃機(jī)也屬于熱機(jī)的一種。下面，我們就以汽油機(jī)為例來(lái)了解內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造及工作過(guò)程。教師展示汽油機(jī)模型，并結(jié)合多媒體投影，介紹汽油機(jī)各部分構(gòu)造的名稱：教師：知道了汽油的基本構(gòu)造，下面讓我們來(lái)分析汽油機(jī)是如何工作的。教師對(duì)照投影圖片，介紹名詞：沖程教師繼續(xù)對(duì)照投影圖片引導(dǎo)學(xué)生認(rèn)識(shí)汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)沖程：吸氣沖程：如圖甲所示，進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞由上端向下運(yùn)動(dòng)，汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門吸入氣缸。壓縮沖程：如圖乙所示，進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮，壓強(qiáng)增大，溫度升高。做功沖程：如圖丙所示，在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)狻８邷馗邏喝細(xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。排氣沖程：如圖丁所示，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸。教師：這四個(gè)沖程合稱為汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)，汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)活塞做功，其他三個(gè)沖程要靠飛輪的慣性來(lái)完成。在開始運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，要靠外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，由曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，以后汽油機(jī)才能自己工作。教師：請(qǐng)同學(xué)們思考，從能量轉(zhuǎn)化的角度分析壓縮沖程和做功沖程中能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程。學(xué)生：壓縮沖程：活塞對(duì)混合氣體做功，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，混合氣體內(nèi)能增加，溫度升高。學(xué)生：做功沖程：燃?xì)鈱?duì)活塞做功，燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，燃?xì)獾膬?nèi)能減少，溫度降低。教師：同學(xué)們分析得很好，特別注意的還有：汽油機(jī)吸氣沖程中吸入氣缸內(nèi)的是汽油和空氣的混合氣；分析汽油機(jī)工作過(guò)程時(shí)要注意各沖程活塞運(yùn)動(dòng)的方向和進(jìn)氣門與排氣門開閉的情況。教師：汽油機(jī)就是這樣，各沖程按一定的順序循環(huán)進(jìn)行，便不斷地將燃燒燃料獲得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能，從而為我們的生活服務(wù)。教師：柴油機(jī)也是我們常見的內(nèi)燃機(jī)之一，它使用的燃料是柴油，由于使用的燃料的不一樣，則在構(gòu)造上和工作過(guò)程中與汽油機(jī)都有一定的差別，由于時(shí)間關(guān)系，關(guān)于它們之間的異同點(diǎn)這節(jié)課我們不能向大家介紹了，但我想同學(xué)們利用課外時(shí)間去搜集相關(guān)的資料，找出汽油機(jī)與柴油機(jī)的異同點(diǎn)，下節(jié)課和大家一起分享，好不好？三、小結(jié)部分請(qǐng)同學(xué)們回憶：1汽油機(jī)工作過(guò)程中能量的轉(zhuǎn)化過(guò)程：2汽油機(jī)的基本構(gòu)造主要包含：3汽油機(jī)一個(gè)循環(huán)依次包含哪幾個(gè)沖程：四、作業(yè)部分1內(nèi)燃機(jī)有四個(gè)工作沖程，如圖是內(nèi)燃機(jī)的_沖程，活塞下降時(shí)，燃?xì)鈨?nèi)能_（選填“減少”或“增加”）。2下列流程圖是用來(lái)說(shuō)明單缸四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉(zhuǎn)化情況。關(guān)于對(duì)圖中的補(bǔ)充正確的是( ) A做功沖程 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 壓縮沖程 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B壓縮沖程 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 做功沖程 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C做功沖程 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 壓縮沖程 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D壓縮沖程 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 做功沖程 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能3如圖展示的是航天飛機(jī)發(fā)射時(shí)的壯觀情景。航天飛機(jī)發(fā)射升空時(shí)，燃料通過(guò)燃燒將 能轉(zhuǎn)化為燃?xì)獾膬?nèi)能，燃?xì)鈱?duì)火箭做功，又將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭的 能。4一臺(tái)單缸四沖程柴油機(jī)，飛輪轉(zhuǎn)速為3600轉(zhuǎn)/分，該柴油機(jī)活塞1s對(duì)外做功_次。若其效率為40%，消耗5kg的柴油轉(zhuǎn)化成的機(jī)械能是 J。(q柴油=4.3×107J/kg)參考答案：1做功減少 2D 3化學(xué)；機(jī)械 430；8.6×107（J）五、板書設(shè)計(jì)1熱機(jī)的原理：燃燒燃料獲得內(nèi)能并把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能2熱機(jī)的種類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī) 柴油機(jī)）、蒸汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)3汽油機(jī)的基本構(gòu)造：4汽油機(jī)（內(nèi)燃機(jī)）的四個(gè)沖程：吸氣沖程：壓縮沖程：機(jī)械能內(nèi)能做功沖程：內(nèi)能機(jī)械能排氣沖程：六、教學(xué)反思通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)展示熱機(jī)的工作原理可以將抽象的問(wèn)題形象化，使學(xué)生參與到實(shí)驗(yàn)情境中，從而幫助學(xué)生從本源上理解熱機(jī)的工作原理。但為達(dá)到更好的實(shí)驗(yàn)效果，可以對(duì)實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行改進(jìn)，降低實(shí)驗(yàn)的危險(xiǎn)性，提高實(shí)驗(yàn)的趣味性，增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的可視性。7 / 7