資源簡介

熱機
【學情分析】
學生已具備一定的動手實驗能力和運用所學知識解決簡單實際問題的能力，已基本能夠運用觀察、分析、歸納、比較等科學方法來探求新知識。學生在生活中經常接觸到發動機的信息，本節課中學生對熱機在日常生活中的應用已有感性認識，有一定的知識儲備，但是還不能較好地理解和詮釋熱機工作原理。教學過程設計了許多與生活聯系密切的事物及相關課件和視頻，可以由此引起學生探究的興趣進入新課。
【教學目標】
1.物理觀念
（1）了解汽油機和柴油機的基本構造和工作原理。
（2）知道內燃機各沖程的工作狀態和能量轉化。
（3）了解汽油機與柴油機在構造上和工作過程中的異同點。
2.科學思維
通過模型認識內燃機的構造。
3.科學探究
（1）通過演示實驗，使學生了解可以利用內能來做功。
（2）利用動畫、圖片或模型講解四沖程汽油機的基本結構和工作原理。
4.科學態度與責任
知道內燃機工作時有廢氣污染，樹立環保意識。
【重點難點】
重點：熱機的工作原理能量轉化。
難點：熱機（汽油機）的工作原理。
【新課導入】
【創設情境】同學們，飛機、汽車已經是我們現代生活中不可缺少的交通工具，你想知道飛機、汽車是如何獲得這么大的機械能的嗎？我們這節課要學習的知識——熱機，將會揭開它神秘的面紗。
【新課講解】
你想知道這些機器是怎么工作的嗎？請帶著下列問題閱讀教材。（5分鐘）
1、什么叫熱機？熱機工作過程中能量如何轉化？
2、四沖程熱機工作過程中有哪四個沖程？每個沖程活塞怎么運動？能量怎么轉化？
3、汽油機和柴油機工作過程有什么異同？
一、熱機
1.熱機：熱機是指把燃料燃燒時釋放的內能轉變為機械能的裝置。
2.工作原理：熱機利用內能做功，將內能轉化為機械能。
3.熱機種類：蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發動機等。
生活中你見過什么熱機？這些熱機有哪些特點？
4.內燃機
（1）工作原理：燃料直接在發動機氣缸內燃燒，產生高溫高壓的燃氣，燃氣對外做功，把內能轉化成機械能。
（2）種類：汽油機、柴油機
二、汽油機
汽油機：用汽油作燃料的內燃機（出示動畫或示意圖）
①構造（出示模型、動畫演示，邊指示邊講解）。
進氣門，排氣門，火花塞，氣缸，活塞，連桿，曲軸。（介紹名稱的同時，介紹各部分的功能）
②工作原理解說。
沖程：活塞從氣缸一端運動到另一端叫做一個沖程
（結合圖示講解，提醒學生注意觀察活塞、氣門、連桿、曲軸的動作情況）
熱機的工作過程以一個循環為一個單元，一個循環又分為四個沖程開始工作前，活塞位于氣缸上端，進、排氣門均關閉。
吸氣沖程：工作時，活塞由上向下運動，進氣門打開，排氣門仍關閉。由于缸內體積增大，壓強減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入氣缸。
壓縮沖程：活塞運動到最下端，就開始轉為向上運動。這時進氣門、排氣門都關閉，混合氣體被強行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強增大。
做功沖程：壓縮結束時雖然溫度較高，但未能達到燃料的燃點。在壓縮沖程結束的瞬間，火花塞產生電火花，使燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓氣體，高溫高壓燃氣推動活塞由上向下運動，通過連桿帶動曲軸轉動。實現了內能向機械能的轉化。
排氣沖程：做功沖程結束，活塞繼續由下向上運動，進氣門關閉，排氣門打開，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。這是最后一個沖程
此后，活塞又由上向下運動，從此進入下一輪循環。
三、內燃機
柴油機：用柴油作燃料的內燃機
構造方面：柴油機沒有火花塞，而在相應位置上安裝的是噴油嘴；
結構圖：
工作過程上：吸入的氣體不同（汽油機吸入的是什么？柴油機吸入的只是空氣）；
點火方式不同（汽油機靠火花塞點火。柴油機由于壓縮氣體溫度已超過柴油燃點，從噴油嘴噴入霧狀柴油便可立即燃燒。這種方式稱為壓燃式）；
用途方面：柴油機比汽油機便宜，但汽油機一般比柴油機輕巧，所以汽油機通常用在飛機、小汽車、摩托車及一些小型農用機械上。而柴油機一般用在艦船、載重汽車、拖拉機、坦克以及發電機等大型設備上。
四、汽油機與柴油機的異同
1.相同點：
（1）基本構造和主要部件作用相似。
（2）每個工作循環都一樣，有吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。
（3）四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。
（4）一個工作循環中，活塞往復兩次，曲軸轉動兩圈，飛輪轉兩圈，做功一次。
2.不同點：
（1）構造不同：汽油機汽缸頂部有火花塞，而柴油機汽缸頂部有噴油嘴。
（2）燃料不同：汽油機燃燒汽油，而柴油機燃燒柴油。
（3）吸氣沖程不同：汽油機吸進汽油和空氣和燃料混合物，柴油機只吸進空氣。
（4）點火方式不同：汽油機屬點燃式點火，柴油機屬壓燃式點火。
【課堂小結】
1.熱機工作原理：燃料的化學能通過燃燒釋放內能，傳給工作物質，通過做功，將內能轉化為機械能。
2.燃料直接在發動機氣缸內燃燒產生動力的熱機，叫做內燃機。內燃機分為汽油機和柴油機。
3.汽油機和柴油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷循環來保證連續工作的。
壓縮沖程將機械能轉化為內能；做功沖出將內能轉化為機械能。
汽油機有火花塞，吸入汽油和空氣混合物，點燃式；柴油機有噴油嘴，吸入空氣，壓燃式。柴油機笨重，應用載重汽車、坦克、輪船。
【教學反思】
生活離不開物理，物理離不開生活。物理知識來源于生活，最終又服務于生活。本節課從生活實際中的汽油機和柴油機是怎樣工作的引出物理問題，最后又用物理知識來解釋，讓學生體會到物理就在身邊。感受到物理的趣味和價值，體驗到物理的魅力。教學中注意了學生的主體地位，讓學生充分發揮自己的觀察能力、分析能力。本課用了大量的多媒體課件進行教學，增加了教學的可觀度，讓學生有一種身臨其境的感覺，很好地激發了他們學習物理的興趣，效果很好。

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