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】教师准备：PPT课件、flash动画（汽油机和柴油机工作过程）、试管、水、橡皮塞、酒精灯、铁架台、火柴、四冲程汽油机模型（J2255型）和柴油机模型等。学生每组准备：四冲程汽油机模型（J2255型）、四冲程柴油机模型【教学过程】教学过程教学内容教师活动学生活动一、创设情境，激趣导入【创设情境】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。世界上第一辆汽车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。）倾听讲述。听讲，愉快地进入新课学习。二、探究过程：（一）热机1、热机的原理2、热机种类及发展史3、内燃机【演示实验】如图：在试管内装少许水，用一层红色塑料薄膜裹着棉花塞在试管中上部，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向试管口运动，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。）出示问题让学生思考：（1）看到什么现象？（2）棉花塞被顶向管口，推动塞子的能量来自哪里？（3）水蒸气具有的内能从何得到？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。）【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。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。）【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。汽油机柴油机仔细观察现象。结合看到的现象讨论交流，回答问题：塞子慢慢向试管口运动。水蒸气的内能转化为塞子的机械能。酒精燃烧的化学能转化为水蒸汽的内能。理解热机的原理：内能转化为机械能。结合生活经验回答：飞机、火箭、汽车、摩托车、拖拉机等。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。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2、汽油机工作原理【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。【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？吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程让学生自学教材，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）冲程名称进气门开闭情况排气门开闭情况活塞运动方向冲程的作用能量的转化 |
