資源簡(jiǎn)介

14.1熱機(jī) 教學(xué)設(shè)計(jì)
一、教學(xué)目標(biāo)
1. 知識(shí)與技能
了解熱機(jī)的工作原理及能量轉(zhuǎn)化過程。
知道四沖程內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和工作過程。
理解熱機(jī)的效率及熱值的概念，并能進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。
2. 過程與方法
通過觀察模型和動(dòng)畫，培養(yǎng)學(xué)生的觀察能力和空間想象能力。
引導(dǎo)學(xué)生通過分析數(shù)據(jù)，歸納出熱機(jī)的工作過程和能量轉(zhuǎn)化的特點(diǎn)。
3. 情感態(tài)度與價(jià)值觀
激發(fā)學(xué)生對(duì)熱機(jī)技術(shù)的興趣，培養(yǎng)探索精神。
使學(xué)生認(rèn)識(shí)到熱機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要作用，以及提高熱機(jī)效率的意義。
二、教學(xué)重難點(diǎn)
1. 重點(diǎn)：熱機(jī)的工作原理和能量轉(zhuǎn)化過程，四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過程。
2. 難點(diǎn)：理解熱機(jī)的效率和熱值的概念，以及它們?cè)趯?shí)際中的應(yīng)用。
三、教學(xué)準(zhǔn)備
1. 內(nèi)燃機(jī)模型、多媒體課件（包含內(nèi)燃機(jī)工作過程的動(dòng)畫）。
2. 實(shí)驗(yàn)材料：酒精燈、試管、水等（用于演示能量轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)）。
四、教學(xué)過程
1. 導(dǎo)入新課
提問：你們知道汽車、摩托車等交通工具的動(dòng)力來源是什么嗎？（引導(dǎo)學(xué)生回答：內(nèi)燃機(jī)或熱機(jī)）
引出新課：今天我們將學(xué)習(xí)熱機(jī)的工作原理和能量轉(zhuǎn)化過程。
2. 新課內(nèi)容展開
介紹熱機(jī)的定義和種類，說明熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。
展示內(nèi)燃機(jī)模型，講解四沖程內(nèi)燃機(jī)（汽油機(jī)和柴油機(jī)）的構(gòu)造和工作過程。配合多媒體動(dòng)畫，讓學(xué)生更加直觀地理解。
a. 吸氣沖程：進(jìn)氣門打開，活塞向下運(yùn)動(dòng)，吸入空氣和汽油的混合物（或空氣）。
b. 壓縮沖程：進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，壓縮氣體混合物（或空氣），內(nèi)能增加，溫度升高。
c. 做功沖程：火花塞點(diǎn)火（或噴油嘴噴油并自燃），氣體混合物燃燒產(chǎn)生高溫高壓氣體，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。
d. 排氣沖程：排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，排出廢氣。
實(shí)驗(yàn)演示：利用酒精燈加熱試管中的水，觀察水蒸氣的運(yùn)動(dòng)，說明內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。引導(dǎo)學(xué)生分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，得出能量轉(zhuǎn)化的結(jié)論。
介紹熱值和熱機(jī)效率的概念，說明它們?cè)趯?shí)際中的應(yīng)用。通過例題講解，讓學(xué)生掌握簡(jiǎn)單的計(jì)算方法。
3. 課堂練習(xí)與討論
提出問題：為什么熱機(jī)的效率不能達(dá)到100%？
小組討論：如何提高熱機(jī)的效率？
進(jìn)行簡(jiǎn)單的熱值和熱機(jī)效率計(jì)算練習(xí)。
知識(shí)點(diǎn)總結(jié)
1.熱機(jī)是利用 內(nèi)能 做功的機(jī)械。熱機(jī)的種類：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。
2.內(nèi)燃機(jī)的工作原理：將燃料的 化學(xué)能 通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過做功，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。按燃燒燃料的不同，內(nèi)燃機(jī)可分為汽油機(jī)、柴油機(jī)等。
3.汽油機(jī)的四沖程
沖程 工作示意圖 特點(diǎn) 能量轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)移）
吸氣沖程 （1）進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞向 下 運(yùn)動(dòng)。 （2）吸入汽油和空氣的混合物（柴油機(jī)只吸入空氣）
壓縮 沖程 （1）進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉。 （2）活塞向 上 運(yùn)動(dòng)，壓縮汽油和空氣的混合物（柴油機(jī)壓縮空氣） 機(jī)械 能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
做功 沖程 （1）進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉。 （2）活塞在高溫高壓的燃?xì)庾饔孟孪? 下 運(yùn)動(dòng)。 （3）點(diǎn)火方式：點(diǎn)燃式（柴油機(jī)為壓燃式） 內(nèi) 能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
排氣沖程 （1）進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開。 （2）活塞向 上 運(yùn)動(dòng)，廢氣被排出汽缸。 （3）廢氣中含有大量有害氣體 廢氣帶走很多內(nèi)能
溫馨提示：
（1）汽油機(jī)和柴油機(jī)的汽缸內(nèi)部結(jié)構(gòu)不同，汽油機(jī)有火花塞（無噴油嘴），柴油機(jī)有噴油嘴（無火花塞）。
（2）單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)中飛輪轉(zhuǎn)2圈，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次，對(duì)外做功1次。
5. 布置作業(yè)
完成課后習(xí)題，鞏固熱機(jī)的工作原理和能量轉(zhuǎn)化過程。
預(yù)習(xí)下一節(jié)內(nèi)容。
五、板書設(shè)計(jì)
熱機(jī)
一、熱機(jī)的定義和種類
將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置。
二、四沖程內(nèi)燃機(jī)的工作過程
1. 吸氣沖程
2. 壓縮沖程
3. 做功沖程（內(nèi)能 → 機(jī)械能）
4. 排氣沖程
三、能量轉(zhuǎn)化實(shí)驗(yàn)
內(nèi)能 → 機(jī)械能
四、熱值和熱機(jī)效率
1. 熱值：?jiǎn)挝毁|(zhì)量的某種燃料完全燃燒放出的熱量。
2. 熱機(jī)效率：熱機(jī)用來做有用功的能量與燃料完全燃燒放出的能量之比。
六、教學(xué)反思
在教學(xué)過程中要注重通過實(shí)驗(yàn)和動(dòng)畫來幫助學(xué)生理解抽象的熱機(jī)工作原理和能量轉(zhuǎn)化過程。
引導(dǎo)學(xué)生通過分析數(shù)據(jù)和歸納總結(jié)的方法理解熱機(jī)的效率和熱值的概念。
注重課堂練習(xí)和討論，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和物理思維能力，關(guān)注熱機(jī)在現(xiàn)代社會(huì)中的重要性和提高效率的方法。

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