初中三年级上学期物理《热机》教学设计.docxVIP

教学设计

课题

热机

授课班级

授课教师

授课时间

教学目标

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。

教学重点

四冲程内燃机的基本工作原理

教学难点

四冲程内燃机的工作过程

教学环节

教师活动

学生活动

设计意图

【创设情境】

同学们大家好，我是来石柱第一初级中学的周代胜老师。请同学们准备好学习用具，和老师一起开始今天的学习。

我们先来看一个实验，在试管中加入一些水，将试管中的水加热至沸腾。你看到了什么现象？

那是谁把橡胶塞推出去的了？在这个过程中发生了怎样的能量转换？

这个实验是很简单，但却向我们展示了蒸汽机的工作原理。提到蒸汽机，大家是不是立刻联想到一个人？

观察实验，回答问题：

橡胶塞被推出去了。

是水蒸气把橡胶塞被推出去了。

在这个过程中，水蒸气推动橡胶塞做的功，水蒸气内能转化为橡胶塞的机械能。

联想到了瓦特。

根据学生切身体会设置疑问，调动学习积极性。

【物理学史】

其实，蒸汽机并不是瓦特发明的，这只不过是后人的一个善意杜撰而已。蒸汽机的雏形，是古希腊数学家希罗于一世纪发明的气传球。但在当时只不过是一种玩具，并没有什么实用价值。第一台实用型蒸汽机是在1712年由英国人纽可门发明的，但纽可门的蒸汽机效率很低，对燃料的消耗量很大。因此，仅仅只能在燃料充足的地方使用。

图中展示的就是纽可门的蒸汽机车，那蒸汽机是如何工作的？下面我们就来了解一下。

学生讲述，瓦特对蒸汽机做出一系列重大改进，使其在工业上得到广泛应用。蒸汽机在之后的一百多年里，对工业的发展起着至关重要的作用。瓦特开辟了人类利用能源的新时代，标志着第一次工业革命的开始。

让学生经历科学发展的基本过程，培养的学习兴趣，加强学生对物理学史的理解和掌握。

【汽油机模型建构】

但同时我们也可以看到。蒸汽机车的锅炉和汽缸是分离的，这就造成了蒸汽机，它的体积太过庞大，车身太过笨重，而且它的热量损失大，效率很低。

随着人类文明的进步以及矿产业的不断发展。蒸汽机逐渐不能满足人们生产生活的需要。交通运输的发展，迫切需要比较轻便的发动机，于是内燃机便应运而生了。

什么是内燃机呢？下面我们就通过一个针筒模型来了解一下内燃机的工作原理。

内燃机的发明，解决了交通工具的发动机问题。引起了这一领域的革命性变革。许多国家开始建立起汽车工业。并牵动了远洋轮船、飞机等交通工具的制造和使用。右图所展示的就是1886年制造的最早的内燃机汽车。内燃机按照燃料的不同又可以分为汽油机和柴油机。

以汽油为燃料的叫汽油机，多用于汽车，赛车，小型农机等。以柴油为燃料的叫柴油机油，多用于载重汽车拖拉机。

汽油机的结构如何，它又是如何工作的呢？这是汽油机的截面图，它的主要结构有……

下面我们就来初步了解一下汽油机的工作过程。

我们把活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一段运动到另一端的过程叫做一个冲程。多数汽油机是有吸气、压缩、做功、排气4个冲程的不断循环，来保证连续工作的。

学生观察蒸汽机模型，回答问题：

点燃燃料，将锅炉内的水加热至沸腾。沸腾后的水会产生大量的热蒸气，热蒸汽通过管道输送到气缸中，推动活塞做功，使机械获得了机械能，利用热蒸气可以为我们提供强大的推力。把人们从繁重的体力劳动中解放出来。

学生观察内燃机模型，回答问题：

其中针筒是它的汽缸，酒精是他的燃料。酒精在气缸里燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，将燃气的内能转化为活塞的机械能。内燃机指的就是燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的机械。由于他不再需要外置的锅炉。因而具有体积小，重量轻，启动快，效率高等优点。

新课程要求在教学过程中,应该激发学生浓厚的学习兴趣，以及保持对自然界的好奇心和对科学的求知欲。引导学生关注科学-技术-社会之间的联系,是否有可持续发展的意识,有将科学服务于人类的意识等。

能源作为社会发展的基础,是全社会关注的焦点，汽油机作为能源消耗的主要机械，更是需要学生详细了解其工作原理及过程，从而树立节约能源的意识。

【汽油机工作过程分析】

下面我们就先来分析第1个冲程吸气冲程。

在吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动。请同学们思考气缸内气体的体积是增大了还是减小了？那气缸内的气压又如何变化呢。气缸内的气压与外界大气的相比，谁更大呢？

在吸气冲程结束时，活塞在气缸的最底端。那接下来活塞会向哪儿运动呢？汽油机就进入了第2个冲程压缩冲程。

燃料的混合物被压缩，在这个过程中是否伴随着能量转化呢？

在压缩冲程结束时。火花塞会产生电火花，使燃料燃烧第3个冲程做工冲程开始。

在做功冲程中，进气门和排气门依然关闭，火花塞会产生电火花，使燃料猛烈燃烧，