2024-2025学年初中物理九年级上册（粤教版）配套教案 第十二章第4节热机与社会发展.docx

第十二章内能与热机

第四节热机与社会发展

设计说明

本节主要内容有：热机的共同特点，汽油机的构造和工作原理，热机效率，热机与环境，热机发展简介。在人类工业化发展的进程中，热机曾经起过而且还在起着非常重要的作用。让学生了解热机的工作原理和作用，树立效率和环保意识，对于提高学生的科学素养，进行STS教育，是非常有必要的。

本节教学时首先介绍热机的共同特点，即热机工作过程中的能量转化情况，这是后面分析汽油机工作过程的理论依据。然后通过一个学生活动介绍汽油机的构造、工作原理、工作过程，再简单比较柴油机与汽油机的不同。在前面了解热机原理和工作过程的基础上，提出热机效率和环境保护，利用STS栏目介绍热机发展简史，向学生渗透效率意识和环保意识，领悟科学技术对社会发展产生的重要作用，激发学生的爱国主义情感。

教学目标

【知识与技能】

1.知道热机工作过程中的能量转化过程。

2.了解汽油机的工作原理和工作过程，提高读图视图能力。

【过程与方法】

利用模型或挂图，研究并认识汽油机的结构、工作原理和工作过程。

【情感态度和价值观】

1.通过对热机效率和热机与环境等问题的分析和讨论，树立效率意识和环保意识，培养学生通过交流讨论来学习的习惯。

2.通过介绍热机的发明和发展，树立科学技术是第一生产力的观点。通过介绍我国长征系列火箭的伟大成就，激发学生的爱国主义情感，树立为祖国强盛做出自己贡献的信心。

重点难点

教学重点

热机的共同特点，汽油机的构造、工作原理和过程，热机效率，热机与环境保护等。

教学难点

热机工作过程的能量转化，汽油机与柴油机的区别和联系。

教学方法

学生自主学习和教师讲解相结合的教学方法

教具、学具

多媒体课件、汽油机和柴油机的挂图和模型。

授课时数

1课时

教学过程

导入新课

汽车奔驰，列车飞驶，舰船劈波斩浪，飞机凌空穿云，火箭直冲太空……，人们日行千里遨游太空的愿望已成现实。它们之所以能大展神威，是因为有了发动机。那么这些发动机是怎样来工作的呢？下面让我们一块去探索其中的奥秘吧！

讲授新课

一、热机

【观察】如图所示的装置中，当点燃酒精灯后一段时间，你观察到了什么现象？在该现象中发生的能量转化是什么？

让学生观察后回答看到的现象：瓶子中冒出的水蒸气推动着叶轮转动。在此过程中发生的能量转化是：酒精燃烧时，化学能转化为内能；内能传递给瓶子里的水，水沸腾后，高温的水蒸气从瓶中冲出，推动叶轮转动，此时，内能转化为机械能。

【教师点拨】从上述现象可以看出能量转化的过程：

eq\x(燃料的化学能)eq\o(――→,\s\up7(燃烧))eq\x(水的内能)eq\o(――→,\s\up7(做功))eq\x(机械能)

这就是热机的工作特点，它是人类历史上最伟大的发明之一。

【归纳总结】

1.热机：把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置。

2.分类：热机的种类很多，例如：蒸汽机、内燃机、燃气轮机、喷气发动机等，尽管它们的构造不同，但它们有一个共同的特点就是把内能转化为机械能。

二、汽油机

用多媒体展示汽油机的结构图片让学生观察后，回答汽油机的主要构造及各部件的作用。

学生回答后，师生共同小结。

1．汽油机构造和作用

(1)气缸：汽油在气缸的顶部燃烧从而产生高温、高压燃气。

(2)活塞：在气缸内，高温、高压燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能。

(3)连杆和曲轴：连杆跟活塞相连，曲轴通过传动装置跟工作机相连，将活塞的动力传给工作机。

(4)进气门：汽油和空气形成的燃料混合气的进口。

(5)排气门：燃料燃烧后废气的出口。

(6)火花塞：点火装置，能产生电火花使燃料混合物猛烈燃烧。

2.结合汽油机的挂图和模型，讲解汽油机的工作过程。

【教师讲解】汽油机工作时，活塞在气缸里做往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端叫做一个冲程(也叫做“行程”)。常见的汽油机要能正常工作，必须连续完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且不断循环往复进行下去。

(1)吸气冲程：旋转的飞轮通过曲轴连杆带动活塞，使活塞向下运动，进气门打开，排气门关闭，空气和汽油的混合气体通过进气门进入气缸。

(2)压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞在飞轮带动下，由下向上运动。缸内混合气体被压缩，内能增加，温度升高。

(3)做功冲程：压缩冲程结束时，气缸顶部的火花塞产生电火花，缸内气体猛烈燃烧，燃烧产生的高温、高压气体迅速膨胀向下推动活塞。向下运动的活塞利用曲轴连杆推动飞轮旋转做功。

(4)排气冲程：飞轮因惯性继续转动使活塞上升，进气门关闭，排气门打开，将燃烧后的废气排出。

【归纳总结】

吸气冲程

压缩冲程

做功冲程

排气冲程

示意图

进气门

开

闭

闭

闭

排气门

闭

闭

闭

开

活塞运动方向

向下

向上

向下

向上

能量转化

机械能转化为内能

内能转化为机械能

【教师点拨