14.1热机(教案)
盛池乡初级中学九年级物理教学设计 设计人：龙涛
§14.1 热机
【教学目标】
（一）知识与技能
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
（二）过程与方法
通过分析汽油机和柴油机的构造个工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法．
（三）情感态度价值观
了解这些内燃机在生产和生活中的应用，感受到技术进步在工业文明发展中的重要作用．
【教学重点】
汽油机的工作过程
【教学难点】
柴油机与汽油机的不同点
【课前准备】
模型、挂图 多媒体课件
【教学时间】 1课时
【教学过程】
（一） 引入新课
提问学生几个问题
①你们曾经乘坐的交通工具有哪些？
②当今社会主要的交通工具有哪些？
③你能说出它们的动力装置是什么吗？
汽车是我们生活中不可缺少的交通工具，那么汽车在行驶过程中靠什么提供动力？火箭为什么又能上天呢？
课件动画展示酒精灯给试管中的水加热，你观察到什么现象？这说明了什么？在这个过程中能量是如何转化的？今天我们学习
课题：14.2热机
（二）进行新课
与此类似，下面这些机器工作过程中有什么共同点呢？（都是将燃料燃烧产生的化学能转化为内能再转化为机械能）
你想知道这些机器是怎么工作的吗？请带着下列问题阅读教材
1、什么叫热机？热机工作过程中能量如何转化？
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盛池乡初级中学九年级物理教学设计 设计人：龙涛
2、四冲程热机工作过程中有哪四个冲程？每个冲程活塞怎么运动？能量怎么转化？
3、汽油机和柴油机工作过程有什么异同？（5分钟）
热机：热机是指把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。
热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等
内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机
常的内燃机：汽油机、柴油机
最常见的内燃机是汽油机和柴油机，下面我们以汽油机和柴油机为例讲解热机，首先介绍汽油机
板书： 一、汽油机：用汽油作燃料的内燃机（出示动画）
①构造（出示模型、动画演示，边指示边讲解）。
进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。（介绍名称的同时，介绍各部分的功能） ②工作原理解说。
冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程
（动画讲解，提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况）
热机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程
板书：吸气冲程
活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程
板书：压缩冲程
压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程
板书：做功冲程
做功冲程结束，活塞继续由下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程
板书：排气冲程
此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。
③能的转化。
板书：在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成
打开课件，让学生根据动画，填空完成汽油机各冲程的状态。
2、汽油机工作时，哪些冲程有能量的转化？
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盛池乡初级中学九年级物理教学设计 设计人：龙涛
汽油机的缺点：
汽油机采用汽油作为工作物质，但汽油的燃点低、能够承受的压缩比也比较低，如果压缩比过大，很容易在活塞不到顶点的时候就会发生爆炸，十分不好控制，所以汽油机工作时用火花塞点火，因此汽油机功率比较小，适合应用于小型机械。
有没有一种工作物质能克服汽油的缺点，能够承受较大的压缩比，不发生爆炸，而又能够提供更大功率的动力呢？
这就是柴油。柴油不易点燃和汽化，但柴油在高温高压下自燃温度低，人们采用柴油做工作物质，制成了柴油机，柴油机工作时，用压缩空气的方法，使空气的温度超过柴油的自燃温度，这时喷入柴油，柴油自燃推动活塞做功。
二、柴油机
柴油机：用柴油作燃料的内燃机
柴油机与汽油机有共同的地方，也有不同之处。
①柴油机与汽油机的相同点：都是热机；一个工作循环都要经历四个冲程
②柴油机与汽油机的不同点：
构造方面：柴油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴；
工作过程上：吸入的气体不同（汽油机吸入的是什么？柴油机吸入的只是空气）；
点火方式不同（汽油机靠火花塞点火。柴油机由于压缩气体温度已超过柴油燃点，从喷油嘴喷入雾状柴油便可立即燃烧。这种方式称为压燃式）；
用途方面：柴油机比汽油机便宜，但汽油机一般比柴油机轻巧，所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些小型农用机械上。而柴油机一般用在舰船、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上。
（三）学习小结
不同点 汽油机 柴油机
构造 火花塞 喷油嘴
收入气体 汽油与空气 空气
压缩程度 较大（压缩体积）
点火方式 点燃式 压燃式
特点 小巧 笨重
（四）课堂练习
1. 在燃料燃烧的过程中，燃料的能转化为能。燃料的燃烧是一种
2. 内燃机的一个工作循环是由由 能转化为 能。
3. 内燃机工作循环中的一个冲程，进排气门是关的，活塞向下运动可判断这是
4. 汽油机工作时的四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其它三个冲程都是辅助冲程，要
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盛池乡初级中学九年级物理教学设计 设计人：龙涛 靠安装在曲轴上的飞轮的__________________来完成。
5．以下不是利用热机获得机械能的是（ ）
Λ．汽车 B ．自行车 C ．轮船 D ．飞机
6．内燃机工作过程中机械能转化为内能的是（ ）冲程
A ，吸气 B ．压缩 C ．做功 D ．排气
7．使汽车获得动力的是哪个冲程（ ）
A ，吸气 B 。压缩 C ，做功 D ．排气
8．在内燃机工作四个冲程中，内能转化为机械能的过程是（ ）
A ．吸气冲程 B ．压缩冲程 C ．做功冲程 D ．排气冲程
9．汽油机在压缩过程中工作物质被压缩，气缸中的燃料混合物的压强和温度会（ ）
A ．压强变大，温度降低 B ．压强变大，温度升高
C ．压强变小，温度升高 D ．压强变小，温度降低
（五）布置作业
动手动脑学物理1～3题
（六）板书设计
第一节 热机
热机：热机是指把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。
汽油机四个冲程：吸气、压缩、做功、排气
吸气冲程：进气门打开 排气门关闭 活塞由上往下运动
压缩冲程：进气门关闭 排气门关闭 活塞由下往上运动 （机械能→内能） 做功冲程：进气门关闭 排气门关闭 活塞由上往下运动 （内能→机械能） 排气冲程：进气门关闭 排气门打开 活塞由下往上运动
一个冲程只做一次功，曲轴转动两周。
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