九年级物理全册 10.4热机课件+教案+学案+练习（打包7套）（新版）北师大版.zip

1热机课型:新授课学习目标：１、知道什么是热机、热机中的能量转化、四冲程内燃机的构造和工作原理。２、了解汽油机和柴油机的工作过程和在实际中的应用。３、提高学习兴趣，养成乐于讨论、乐于交流的习惯。:学习过程：一、探究新知1、如图所示的实验观察并思考酒精灯对试管中水加热时，水的内能变化。思考；（1）看到什么现象？ （2）木塞被顶开，是谁对它做了功？ （3）水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，它具有的是什么能？（4）在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？（5）在这个过程中，有没有不同形式能量的相互转化？ 上面的装置就是一个简单原始的 热机。一、热机是把 转化为 的机器，如： 、 、 等。 2、汽油机阅读教材，依据图自学并填写、汇报：（1）汽油机是利用 作燃料来工作的。（2）构造： 。（3）工作过程：学生依据课本中的结构图自学，交流、填写。第一冲程：吸气冲程中燃气为什么会进入汽缸？汽缸中活塞由哪端向哪端运动？第二冲程：压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物是什么能向什么能转化？压缩冲程末产生什么结果？ 汽油机是利用什么方式点火的？ 第三冲程：做功冲程中为什么能做功？是什么能向什么能转化？2第四冲程：排气冲程有什么作用？排除废气的温度如何？3、柴油机（学生对比学习）阅读教材，依据图自学并填写、汇报，并找出不同之处：（1）柴油机是利用 作燃料来工作的。（2）构造： （3）工作过程：个别学生依据模型，讲解柴油机的工作过程并找出不同之处，其他同学补充。小结：一个工作循环有 个冲程，飞轮转动 周，对外做功 次，活塞往复 次，其他冲程靠飞轮的惯性完成。二、回扣生活1、当手扶拖拉机的柴油机出现故障而使转速急剧加快，正常操作已经不能使它停转时，下列措施中有效的是（ ）A、捂住进气口 B、立即找一个隔热东西捂住进气口C、脚踏杀车板，同时手拉制动器 D、让它空转，等它全部耗完油自动停下2、如图是内燃机的某一个冲程的工作情况，可以断定是（ ）A、吸气冲程 B、压缩冲程 C、做功冲程 D、排气冲程3、某单缸汽油机飞轮转速是 3000r/min,那么每秒中燃气推动活塞做功的次数为 次。4、内燃机工作的四个冲程中，内能转化为机械能的是（ ）A、吸气冲程 B、压缩冲程 C、做功冲程 D、排气冲程答案1、A 2、D 3、25 4、C三、知识构建本节课，我们有哪些收获？四、作业：1.21四、 热机教材解读本节属于应用性的知识，与生产、生活有密切的关系。本节内容是在做功改变物体内能的基础上建立热机模型的。热机的教学可以和环境保护相联系，做适当的拓展，通过学习认识到热机对文明发展进程的作用和科学技术的发展与进步对人类发展的影响，感悟在发展经济的同时，关注环境保护的重要性。知识与技能 1.知道什么是热机、热机中的能量转化。2.了解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工作过程和在实际生活中的应用。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。利用挂 图或模型讲解四冲程汽油机的基本结构和工作原理。教学目标情感态度与价值观 1.通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力。2.通过阅读扩展学生的知识面。重点难点重点：汽油机的工作原理。针对本块内容，建议教师利用 FLASH 课件演示四冲程汽油机的工作过程，引导学生认真观察、分析和阅读，加深对汽油机工作过程的理解。难点：汽油机和柴油机的工作原理。2知识梳理汽油机与柴油机的异同内燃机 汽油机 柴油机结构 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴燃料 汽油 柴油吸气冲程 吸入的是汽油和空气的混合物 吸入的只有空气点火方式 点燃式：在压缩冲程末，火花塞产生电火花点燃燃料压燃式：在压缩冲程末，喷油嘴向汽缸内喷进雾状柴油，柴油遇高温燃烧应用 自身轻便，主要用于汽车、飞机等机体笨重，主要用于火车、轮船等【导入一】 (观看视频，激发兴趣引入新课)师：(利用多媒体播放：火箭发射升空，飞机起飞，汽车启动、行驶的动画)火箭、飞机、汽车是怎样获得动力的？通过今天的学习，大家就会明白其中的道理，引入新课。【导入二】 (观察实验，设计问题引入新课)实验：在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到什么现象？讨论这个过程中能量转化的情况。师：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。能不能把燃料移到内部去燃烧，来获得更大的动力？ 导入新课。【导入三】 (“瓦特故事”科学教育引入新课)讲述瓦特看到水壶盖跳动，进而改进蒸汽机的科学故事，引入热机。提问：为什么热机可以提供动力？引入新课。学点 1 热机的概念热机：将由燃料燃烧产生的高温高压气体的__内__能转化为__机械能__的机器。学点 2 汽油机3图 S10－4－1阅读教材 P20 内容，并观察如图 S10－4－1 所示图片，与小组交流、讨论后完成下列问题：问题 1：由汽油机的剖面图，可以得出汽油机的主要构造有进气门、排气门、__火花塞__、汽缸、__活塞__、连杆、__曲轴__、飞轮等。问题 2：汽油机工作时，活塞从汽缸的一端运动到另一端叫作一个__冲程__，常见的汽油机工作过程分为__吸气__冲程、__压缩__冲程、__做功__冲程、__排气__冲程。问题 3：如图 S10－4－2 所示是汽油机的工作过程，根据其工作特点完成下列表格：图 S10－4－2项目冲程 进气门(关闭情况)排气门(关闭情况)活塞运动方向曲轴转动角度能量转化吸气冲程 打开 关闭 下 180° 无能量转化压缩冲程 关闭 关闭 上 180° 机械能转化 为内能做功冲程 关闭 关闭 下 180° 内能转化为 机械能4排气冲程 关闭 打开 上 180° 无能量转化问题 4：由问题 3 中汽油机的工作特点可以看出，汽油机工作的四个冲程中，只有__做功__冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是靠__飞轮的惯性__来完成的。问题 5：汽油机的一个工作循环中，活塞往复运动__2__次，对外做功__1__次，曲轴和飞轮转动__2__圈。问题 6：由汽油机工作特点进行分析，汽油机在月球上能否工作？__不能工作，因为月球上是真空，不能够将汽油压入汽缸内，完成吸气冲程，故其余三个冲程也无法完成__。学点 3 柴油机结合柴油机的模型，阅读教材 P22 内容，观察如图 S10－4－3 所示图片，回答下列问题：图 S10－4－3问题 1：从构造上看，柴油机和汽油机的不同之处为：__柴油机汽缸的顶部有一个喷油嘴，汽油机汽缸的顶部是一个火花塞__。问题 2：柴油机和汽油机的工作过程基本相同，有两个不同之处是：①吸气冲程中，柴油机吸入汽缸中的只是__空气__，而汽油机吸入汽缸中的是__汽油和空气的混合物__；②做功冲程中，柴油机的点火方式是__压燃式__，而汽油机是__点燃式__。问题 3：实际应用中，柴油机的效率__高__(选填“高”或“低”)，功率__较大__(选填“较大”或“较小”)，但比较笨重，一般多用在拖拉机、坦克、轮船上；汽油机比较灵巧，常用在__汽车__、__飞机__上。110.4 热机一、教学目标1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。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。2．通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力。了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。 二、教学重点、难点了解四冲程汽油机的基本工作原理及能量的转换三、教学过程1．演示实验：通过右图所示的实验,引导学生思考分析它所包含的物理内容: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,产生大量水蒸汽，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做功这个实验虽然简单，它却能启发学生：可以利用内能来做功。热机就是把内能转化为机械能的装置。2．汽油机汽车是学生常见的交通工具，教师可以从汽车的动力来自于汽油机引入课题。应介绍汽油机的主要特点是：燃料直接在汽缸内燃烧，因而省掉了笨重的锅炉。介绍汽油机的基本结构结合模型、挂图3．了解汽油机的原理汽油机的一个工作循环等于飞轮转两圈，也等于四个冲程。所谓四个冲程指：1、 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸取汽缸。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，压强增大，温度升高。3、 做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。 （内能—→机械能）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。4、了解在生活中常见的内燃机（汽油机、柴油机）如图：2汽油机 柴油机（1） 、了解汽油机和柴油机的共同点：在做功时都要运用汽油机的四个基本冲程，都要用内能转化为机械能做功。（2） 、了解汽油机和柴油机的不同点：类别 汽油机 柴油机构造 有火花塞 有喷油嘴吸入气体 空气和汽油的混合 物 空气点火方式 点火式 压燃式4．讨论热机在现代生活中的应用，并结合科学世界讲解现代汽车（可由学生讲解）很多学生对汽车感兴趣，课前可以安排学生带一些自己喜欢的汽车模型，阅读这篇文章后，让学生谈论一些汽车方面的问题。7．课堂小结内燃机 汽油机 柴油机8、教学反思：在做第一个演示实验时应注意：软木塞不要塞的太紧，免得试管炸裂伤人。课后练习：1．热机的种类很多，最常见的是__________，它包括__________和__________；其他还有__________、__________、__________。2．汽油机在工作时，燃料在__________里面燃烧时生成__________的燃气，用来推动活塞__________，__________能转化为__________。3．活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的__________运动到__________的过程叫做__________冲程，多数汽油机是由__________、__________、__________、__________四个冲程不断__________来保证连续工作的。4．下列提高热机效率的方法中，不可行的是（ ）A．减少各种热损失 B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C．充分利用废气的能量，如建热电站 D．采取少消耗总能量的办法5．在汽油机中，实现了内能向机械能转化的是（ ）A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程3习题答案1.内燃机 汽油机 柴油机 蒸汽机 汽轮机,喷气发动机2.汽缸 高温高压 做功 内 机械能3.一端 另一端 一个 吸气 压缩 做功 排气 循环4.D 5.C 1四、 热机图 10－4－1一 热机将由燃料燃烧产生的高温、高压气体的________转化为__________的机器，统称为热机。二 汽油机四冲程汽油机工作过程中，一个工作循环由______个冲程完成。吸气冲程：进气门________，排气门________，活塞由汽缸______________运动，吸入__________________________。压缩冲程：进气门和排气门都________，活塞由汽缸______________运动，燃料混合物被压缩，汽缸内温度________，气压________。能量转化：__________转化为________。做功冲程：火花塞产生__________，燃料剧烈燃烧，产生________、________的燃气，对外________。能量转化：________转化为________。排气冲程：进气门________，排气门________，活塞由汽缸________________运动，把废气排出，为下一个循环做好准备。[点拨] (1)四个冲程中，只有做功冲程燃气推动活塞做功，其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。(2) 一个工作循环要经历四个冲程，活塞往复运动 2 次，飞轮转 2 圈，对外做功 1 次。三 柴油机热机项目 汽油机 柴油机构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴燃料 汽油 柴油2吸气冲程 吸进汽油和空气的混合物 吸进空气压缩冲程燃料被压缩后，压强达到 6～15个标准大气压，温度达到250～300 ℃空气被压缩后，压强达到35～45 个标准大气压，温度达到500～700 ℃做功冲程压缩冲程末火花塞产生电火花，燃料燃烧，压强达到 30～50 个标准大气压，温度达到 2000～2500 ℃压缩冲程末喷油嘴喷出雾状柴油，柴油遇高温燃烧，压强达到50～100 个标准大气压，温度达到1700～2000 ℃工作过程点火方式 点燃式 压燃式效率 20%～30% 30%～45%用途 轻巧、体积小，常用于汽车、飞 机和小型农业机械等笨重、经济、功率大，主要用于载重汽车、轮船、坦克、大功率发电机等类型一 内燃机的四个冲程例 1 汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，图10－4－2 是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的是( )图 10－4－2A．甲冲程是把机械能转化为内能B．乙冲程是排气冲程C．丙冲程是把机械能转化为内能D．丁冲程是吸气冲程[方法指导]判断内燃机四个冲程的方法根据气门开闭及活塞运动方向判断，具体列表如下：冲程 进气门 排气门 活塞运动方向 能量转化吸气冲程 开 闭 向下压缩冲程 闭 闭 向上 机械能→内能做功冲程 闭 闭 向下 内能→机械能排气冲程 闭 开 向上类型二 汽油机和柴油机例 2 单缸四冲程汽油机和柴油机工作时，下列说法中正确的是( )A．完成一个工作循环，曲轴转动 4 周B．汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的物质是汽油3C．柴油机在做功冲程中点火方式是压燃式D．压缩冲程中，汽油机的压缩程度要比柴油机的压缩程度大[易混辨析]在区分柴油机和汽油机时 ，可以从构造、吸入物和点火方式加以区分：热机项目 汽油机 柴油机构造 汽缸顶部有火花塞 汽缸顶部有喷油嘴吸入物 吸入的是汽油和空气的混合 物 吸入的只有空气点火方式 火花塞产生电火花(点燃式)压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状柴油，遇到高温的空气，自动燃烧(压燃式)课堂反馈(四)4[热机]1.将由燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化为_______能的机器，统称为热机。2．如图 4－1 所示为汽油机工作时各冲程的示意图，请按要求填空。图 4－1(1)A 的进气门________，排气门________，活塞向________运动，为________冲程。(2)B 的进气门________，排气门________，活塞向________运动，为________冲程。(3)C 的进气门________，排气门________，活塞向________运动，为________冲程。(4)D 的进气门________，排气门________，活塞向________运动，为________冲程。(5)正常工作顺序为________，其中 A 实现________能向________能的转化； D 实现________能向________能的转化。(6)你认为让汽车获得动力的冲程是__________，排出了汽车废气的冲程是________。依靠飞轮惯性来完成的冲程是__________。(均填字母序号)3．内燃机一个工作循环有四个冲程，活塞往复运动 2 次，飞轮转________转，对外做功 1 次。现有一单缸四冲程汽油机飞轮转速是 1200 r/min(表示飞轮 1 min 转 1200 转)，该汽油机飞轮 1 s 转________转，完成________个工作循环，对外做功________次。4．柴油机和汽油机在构造上的主要区别：柴油机汽缸顶部有________，汽油机汽缸顶部有________；在吸气冲程中的不同：汽油机吸入汽缸里的是__________________，柴油机吸入汽缸里的是__________。