物理人教版九年级全册141热机.docx
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物理人教版九年级全册141热机
《14.1热机》教学设计
课题
热机
教
材
分
析
学
情
分
析
教
学
目
标
一、教材分析
《热机》编排在九年级物理第十四章第一节，在此之前，已经学习了内能以及内能可以和其他形式的能相互转化 ,这为本节的学习做好了铺垫。
热机是通过做功的方式改变内能的一个重要实例，因此本节内容是内能一节的应用与深化。
通过本节学习，让学生知道常见热机的种类、工作原理和工作过程中能量转化的情况，教材这样安排充分的体现了从生活走向物理，从物理走向生活的新课程理念
二、学情分析
九年级这个年龄段的学生已经有了一定的生活经验，并且可以分析一些简单直观的现象，教师的主要任务是做好引导和点拨，本节内容中的汽油机工作过程利用动画展示，这样比较直观形象，既弥补了学生空间想象的不足又激发了学习的欲望和兴趣
三、知识与技能
1．了解人类“利用内能做功”的历史发展进程，了解四冲程内燃机的基本工作原理和工作过程。
2．通过观察汽油机工作过程的动画，知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。
3．通过观察、对比汽油机和柴油机的模型和工作过程，了解二者的异同。
四、过程与方法
1．通过演示实验，了解可以利用内能做功，学会通过阅读和倾听学习。
2．通过阅读“科学世界”，了解现代汽车的一些常识，培养自学能力。
五、情感态度与价值观
1．通过对热机发展简史、汽油机的结构以及工作过程的学习，感受到人类对美好事物孜孜不倦的追求，逐步培养学生崇尚科学、爱科学、学科学的兴趣。
2．了解生活中各种常见的热机工作时的利弊，唤起学生节约能源，保护环境的意识。
重点
难点
1．教学重点：
了解四冲程汽油机的基本工作原理。
知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。
汽油机和柴油机的主要区别。
2．教学难点：
“飞轮”的作用。
整个工作过程中，能量的转移和转化。
教学方法
讲授法、讨论法、演示实验法、多媒体课件演示法。
教具学具
内能做功演示器、汽油机模型、柴油机模型。
教学过程
引入
教师活动
学生活动
设计意图
引
入
课
题
：
猜
猜
它
是
谁
出示图片思考汽车是如何获得机械能的？
观看、思考、感受、回答教师提出的问题。
展示图片，用热机的出现给人类生活带来巨大变化引入新课，向学生介绍热机简史，为学习热机做准备。
新
课
讲
授
一、热机
1．热机的原理
（1）实验演示
讨论：
实验中能量转化的情况。
结果：
燃料燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
（2）什么是热机
利用内能做功的机械。
2．热机的种类
迄今为止，已经出现的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
二、内燃机
1．分类：
展示摩托车和重型卡车的图片。
根据所使用燃料分为汽油机和柴油机两大类。
2．汽油机
（1）观看汽油机剖面图，介绍进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等重点结构。
（2）什么是冲程？
教师：
活塞在汽缸内从一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
观察演示实验，并思考发生了哪些能量转化。
讨论，说出实验中能量的转化。
知道热机的定义。
了解热机的种类。
了解不同种类内燃机的大致用途。
观看图片，认清各部分结构的名称。
提高学生对已有事物的质疑能力。
用课本中的实验，简洁、直观地阐述热机的工作原理。
学生是第一次学习这种复杂的机器，没有必要讲的结构都可以不讲。
但马达和飞轮作为第一次启动时的动力源与保证发动机连续工作的关键结构，有必要说出它们大致的位置，便于学生思考、以解决后面的疑惑。
（3）学生阅读课本，了解四冲程汽油机的工作过程。
（4）播放汽油机工作过程的动画，放慢播放速度，边放映，边请学生解说。
（5）想一想
在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？
答题要点：
压缩冲程发生了机械能向内能的转化，获得了温度较高的混合气体；做功冲程发生了内能向机械能的转化，汽车从做功冲程中获得的机械能，远远超过了压缩冲程中消耗的机械能。
哪个冲程使汽车获得动力？
答题要点：
做功冲程获得了动力。
哪个冲程排出了汽车的尾气？
答题要点：
排气冲程。
老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？
答题要点：
提供第一次启动时的初动力，主要完成吸气和压缩冲程。
当做功冲程如约发生后，其余的冲程就依靠飞轮的惯性完成了。
依靠飞轮惯性完成的冲程是：
吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。
现代汽车里的马达（motor）起什么作用？
答题要点：
是一个电动机，依靠电力转动的机器。
当马达帮助发动机完成吸气和压缩冲程，假如做功冲程能如约完成，马达就完成启动任务了。
过去的老式汽车都是靠手摇完成第一次启动的。
现在，一些简单的农机，比如小拖拉机，在启动时，还有用手摇方式启动的。
教师适当加以引导，让学生自己回答，关键之处教师重申放大。
3．柴油机
（1）柴油机的工作过程
播放动画，让学生看到柴油机和汽油机在构造、工作过程上是大致相同的。
（2）学生观察，柴油机在构造上的不同，会引起哪些变化？
柴油机燃烧室顶端有一个喷油嘴，柴油直接喷入。
吸入物质不同，吸气冲程只吸入空气。
没有火花塞，如何点燃？
压缩点燃。
4．汽油机与柴油机的优缺点
汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。
汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。
柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
柴油发动机与汽油发动机相比，热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。
5．学生阅读“科学世界”，了解现代汽车。
6．介绍现代燃料，重点讲各种燃料燃烧后排出的废气对环境的影响。
学生阅读，思考，尝试描述汽油机的工作过程。
思考并回答教师的问题。
通过阅读分析，回答教师的问题。
回答教师提出的问题。
观看教师提供的图片，思考，分析，并尝试回答教师提出的问题。
思考，并回答教师提出的问题。
了解现代汽车的第一次启动。
观看图片和视频，了解柴油机的各部分结构和工作过程。
对比汽油机，分析柴油机的工作特点。
倾听教师讲述汽油机与柴油机的优缺点。
思考，柴油机为什么效率高些？
阅读“科学世界”，了解现代汽车。
关注热机与环境保护之间的关系。
通过彩图和辅助动画，学生能大致了解汽油机的工作过程。
让学生解说，既是对阅读效果的考察，又能培养学生的语言表达能力。
“第一次启动”的环节设计，主要目的有三个：
1．说明第一次启动的动力从哪里来？
2．满足喜爱汽车知识的学生的求知欲；3．描述汽车发展的一个片段，贴近生活。
对比学习可以使学生对两种内燃机的特点了解得更加清楚。
现在，汽车已经走进千家万户，内燃机的大量使用给我们的环境带来了不小的压力。
了解它，并有愿望去改造它，是这节课应该埋到学生心里的一颗种子。
课堂小结
引导学生总结：
1．学生用拳头和胳膊表演并叙述四个冲程。
2．压缩冲程和做功冲程中能量的转化。
3．注意汽油机和柴油机的不同之处。
学生总结。
提高学生的归纳总结能力。
练
习
反馈练习
1．四冲程内燃机的一个工作循环
有个冲程，曲轴转
动周，活塞往复次，对外做功次，其他冲程靠飞轮的完成。
2．在内燃机的一个工作循环中，存在着机械能转化为内能的过程，也存在着内能转化为机械能的过程，这两个能量转化的过程存在于（）
A．吸气冲程和压缩冲程
B．压缩冲程和做功冲程
C．做功冲程和排气冲程
D．吸气冲程和排气冲程
3．在汽油机压缩冲程中，工作物质被压缩，汽缸中的（）
A．压强增大，温度降低
B．压强减小，温度升高
C．压强增大，温度升高
D．压强减小，温度降低
4．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（）
A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的
C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
参与练习，完成题目。
参与练习，完成题目。
通过习题讨论，深化对热机的认识。
检测教学目标达成情况。
板书设计
第1节热机
一、热机
1．热机的原理
2．热机的种类
二、内燃机
1．汽油机
工作循环：
冲程中的能量转化
2．柴油机：
柴油机的工作过程。
与汽油机有哪些不同。
3．汽油机和柴油机的优缺点。
课后反思
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
创设情景
（5分钟）
播放超音速汽车，思考汽车是如何获得机械能的？
学生观看视频，思考提出的问题。
创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。
引入新课
（5分钟）
播放蒸汽机、内燃机、喷气发动机、汽轮机等视频。
这些机器在使用时都要使用化石燃料作为能源，燃烧后放出大量的内能，向外输出机械能。
它是如何把内能转化为机械能的呢？
生活中还有没有类似的实例？
学生观看视频，思考如何把内能转化为机械能。
结合生活实际来说明。
提出问题，引入新课。
新课内容（25分钟）
利用内能做功
演示实验：
利用内能来做功。
利用课本所示的实验装置，利用橡胶塞塞紧试管口，用酒精灯加热试管中的水，观察发生的现象。
请同学来描述实验现象。
塞子为什么会飞出去？
它的机械能从哪来的？
酒精燃烧释放出热量，通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生的水蒸气也越来越多，是水蒸气对塞子做功。
为什么在塞子附近会出现“白气”呢？
学生观察实验。
学生结合观察的实验，回忆实验现象。
试管内出现大量气泡；试管塞会被水蒸气冲出去；在试管口附近会出现大量“白气”。
学生思考，塞子飞出去说明有其他物体对它施加的力做了功，机械能增大。
试管内产生的高压水蒸气对塞子做了功，把水蒸气的内能转化为塞子的机械能。
水蒸气对外做功，内能减少，温度降低，水蒸气液化成的小水滴。
通过实验来证明内能可以转化为机械能，引入热机的概念。
热机
你生活中还见过内能转化为机械能的实例吗？
人们把各种利用内能做功的机械叫热机。
热机的能量转化是把内能转化为机械能。
生活中还有哪些热机？
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
内燃机分为两大类：
汽油机和柴油机。
投影汽车和货车的图片。
这些运输工具的心脏就是汽油机和柴油机。
学生举例，如水烧开时，壶盖会被顶起来。
装有半瓶水的热水瓶瓶塞有时会“跳”出来等。
蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
观察图片，了解汽油机和柴油机在实际中的应用。
利用实例了解热机。
利用实际应用提高学生学习兴趣，产生继续研究的欲望。
汽油机
阅读课本上有关汽油机的内容，思考下列问题：
1．四冲程汽油机包括哪些主要部件？
2．什么是冲程？
3．汽油机一个工作循环有几个冲程？
各个冲程的名称分别是什么？
4．在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？
5．哪个冲程实现了内能转化为机械能，使汽车获得动力？
6．如何根据四冲程汽油机的简图判断出冲程的名称？
判断的依据是什么？
展示汽油机各冲程的挂图。
汽油机一个工作循环有四个冲程：
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
这四个冲程中内能和机械能的相互转化发生在压缩冲程和做功冲程。
出示汽油机模型，对照模型介绍各部件的名称，演示各冲程，可以直观地看到各冲程活塞运动的方向、两个气门的开闭情况。
观察模型，总结汽油机一个工作循环活塞往复几次？
曲轴转几圈？
对外做功几次？
学生带着问题阅读课本，自学汽油机的内容。
结合挂图和课本内容，回答自学时提出的思考题。
同学之间进行补充回答。
学生小结各冲程的判断方法，可以观察活塞的运动方向，如果活塞远离火花塞是吸气冲程或做功冲程；如果两个门均关闭则为压缩冲程或做功冲程。
汽油机的一个工作循环活塞往复两次，曲轴转两圈，对外做功一次。
培养学生的自学能力。
培养学生的自学能力和总结能力。
柴油机
柴油机是另外一种常见的内燃机，它与汽油机有很多相似之处，但也有不同之处，请阅读课本柴油机的相关内容，与汽油机进行对比，说出汽油机和柴油机的异同。
给出柴油机的结构示意图和实物模型。
用动画演示柴油机的工作过程。
柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率。
柴油机较笨重、工作噪声大，多用于大型机械，但随着技术的进步，体积、噪声和污染等方面缺点逐步得到改善，柴油机也开始小型化了，得到更多的应用。
完成汽油机和柴油机的工作过程的相同点和不同点的表格。
汽油机
柴油机
工作过程
吸气冲程
不同
相同
压缩冲程
不同
相同
做功冲程
不同
相同
排气冲程
说说在实际中你见过哪些地方使用了汽油机，哪些地方使用了柴油机。
学生自学，相互讨论后进行总结。
相同点：
汽油机和柴油机都有四个冲程，名称相同；压缩冲程和做功冲程能量转化相同。
不同点：
结构不同，汽油机有火花塞，柴油机是喷油嘴；点火方式不同，汽油机是点燃式，柴油机是压燃式；汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气；用途上不同，汽油机轻便，可用于小型机械，如小汽车等，柴油机较笨重，但输出功率较大，可用于大型机械，如坦克、载重汽车等。
学生完成表格，并进行交流。
学生举例说明，汽油机应用与小汽车、割草机等；柴油机应用于载重汽车、坦克、大型发电机等。
培养学生的自学能力。
巩固利用对比的方式研究问题的方法。
利用列表对比的方法加深对汽油机和柴油机的工作过程的了解。
物理联系生活。
阅读科学世界“现代汽车”，了解汽车的组成以及技术的发展对现代汽车发展的影响。
阅读“现代汽车”，了解内能利用技术的进步，对人类社会发展的重要意义。
了解内能的利用对人类社会发展的重要意义。
总结（5分钟）
课堂小结：
1．通过这节课你学到了什么？
2．什么是热机？
列举常见的一些热机。
3．什么是冲程？
汽油机一个工作循环有几个冲程？
曲轴转几圈？
活塞往复几次？
对外做功几次？
4．柴油机与汽油机有哪些相同点和不同点？
5．列举实际中哪些地方使用汽油机和柴油机？
学生梳理本节课本知识内容。
1．本节主要学习了热机、汽油机和柴油机，研究了汽油机和柴油机的工作过程、工作原理等。
2．热机是将内能转化为机械能的机器，热机在生活中应用广泛，例如内燃机、蒸汽机、喷气发动机等。
3．汽油机中活塞从汽缸的一端运动到另一端叫一个冲程，一个工作循环有四个冲程：
吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。
一个工作循环曲轴转两圈，活塞往复两次，对外做功一次。
4．可以从结构、工作过程、使用范围等方面进行比较。
5．汽油机轻便，可用于小型机械，如小汽车等；柴油机较笨重，可用于大型机械，如坦克、载重汽车等。
培养学生总结归纳的能力。
作业布置
课本“动手动脑学物理”第2～4题。
按要求完成。
知识巩固。
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