第十四章 内能的利用第1节热机的教学设计

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1、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

2、”，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

3、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。世界上第一辆汽车倾听讲述。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。）听讲，愉快地进入新课学习。二、探究过程：（一）

4、热机1、热机的原理【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

5、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。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。2、热机种类及发展史3、内燃机（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

6、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。汽油机柴油机结合生活经验回答：飞

7、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【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，并简要介绍其作用。【演示

8、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