人教版九年级物理上册教案141 热 机Word格式.docx
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教师向学生展示三幅图片.分别描述蒸汽时代的纺织、火车、轮船.
[过渡语] “它”为我们提供了强大的动力,把人们从繁重的体力劳作中解放出来.“它”是谁?
这节课我们就来了解有关“它”的知识.
导入二:
实验导入
【演示实验】 如图所示,在试管中装些水,用橡胶塞塞住试管口,加热使水沸腾,观察会发生什么现象.
学生:
一段时间后,橡胶塞突然被推出.
[过渡语] 橡胶塞为什么会被推出?
同学们知道其中的道理吗?
这种现象有什么用途?
学了这节内容,问题就迎刃而解了.
一、热机
思路一
一、热机发展简史
1.向瓦特致敬:
介绍瓦特对蒸汽机改进作出的贡献.
2.展示蒸汽机车图片,让学生说一说蒸汽机的弊端.
学生讨论回答:
笨重、体积巨大,只能用于大型机器;
不够环保.
3.展示内燃机图片,让学生说一说与蒸汽机比较,它都有哪些优点.
轻巧;
相对环保.
二、热机
1.热机的原理
实验演示:
小组讨论:
实验中能量转化的情况.
分析总结:
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
定义:
利用内能做功的机械.
3.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.
4.内燃机及其分类
(1)定义:
燃料直接在发动机汽缸内燃烧的热机.
(2)最常见的内燃机,根据所使用燃料的不同,可以分为汽油机和柴油机两大类.展示摩托车和重型卡车的图片.
【拓展延伸】 内能的利用主要体现在两个方面:
一是利用内能直接对物体加热;
二是利用内能做功.利用内能加热物体实际是内能转移的过程,利用内能做功实际是内能转化成其他形式能的过程.
[过渡语] 汽油机的工作原理与刚才所做实验的原理差不多,下面我们来分析一下汽油机的工作过程.
二、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.
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视频动画,边放映,边请学生解说.
5.想一想,议一议:
(1)在四个冲程中,哪些冲程发生了能量的转化?
压缩冲程机械能转化为内能,获得温度较高的混合气体;
做功冲程内能转化为机械能,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.
(2)哪个冲程使汽车获得动力?
做功冲程获得动力.
(3)哪个冲程排出汽车的尾气?
排气冲程.
(4)老式摩托车在启动时,需踏动启动杆,这是为什么?
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.
(5)现代汽车里的马达起什么作用?
马达是一个电动机,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后,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.现在在一些简单的农机具,比如手扶拖拉机等,在启动时还在用手摇方式启动.
思路二
内燃机:
阅读教材,依据教材P17~P18图示自学并填写.
是把 转化为 的机器,是利用 来 的机械.比如 、 、 、 等. 机是现代社会中最常见的一种热机.
1.汽油机是利用 作燃料来工作的.
2.构造:
汽缸上部有进气门和排气门;
顶部有火花塞;
下部有活塞;
活塞用连杆跟曲轴相连.
3.工作过程:
依据课本中P19的图14.1-4自学、交流、填写.
(1)第一冲程:
吸气冲程
问题:
吸气冲程中燃气为什么会进入汽缸?
汽缸中活塞由哪端向哪端运动?
回答:
吸气冲程时,活塞下移,汽缸内空间增大,气压下降.活塞由上往下运动.
(2)第二冲程:
压缩冲程
问题1:
压缩冲程中,活塞压缩燃料混合物是什么能向什么能转化?
回答1:
机械能转化成燃料的内能.
问题2:
压缩冲程末产生什么结果?
回答2:
火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体.
问题3:
汽油机是利用什么方式点火的?
回答3:
利用火花塞产生电火花引燃汽油和空气的混合物.
(3)第三冲程:
做功冲程
做功冲程中为什么能做功?
是什么能向什么能转化?
汽缸中的燃气被火花塞点燃后体积急剧增大,推动活塞向下运动而做功.气体的内能转化为机械能.
(4)第四冲程:
排气冲程
排气冲程有什么作用?
燃烧以后产生的废气及时排出,以免影响下一次做功.
【拓展延伸】 内燃机的工作过程简记为“四冲二转一做功”.意思是:
做一次功,曲轴和飞轮转两圈,经过四个冲程.
[过渡语] 柴油机的构造和汽油机有什么不同?
做功过程有什么区别?
三、柴油机
1.柴油机的构造:
展示图片,让学生观察柴油机的构造.
2.汽油机和柴油机构造的异同点:
(1)相同点:
都有汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门等.
(2)不同点:
汽油机汽缸顶部有火花塞;
柴油机没有,只有喷油嘴.
3.汽油机和柴油机工作过程的异同点:
播放视频动画,学生观察发现,柴油机和汽油机在构造上和工作过程中有不同之处,这些不同会引起哪些变化?
柴油机燃烧室顶端有一个喷油嘴,有什么作用?
在压缩冲程结束时,汽缸内空气温度超过柴油的燃点,雾状柴油直接喷入立刻燃烧.
汽油机和柴油机吸气冲程吸入的物质有什么不同?
汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合物;
柴油机吸气冲程只吸入空气.
柴油机没有火花塞,如何点燃?
压缩空气点燃,俗称“压燃式”.
4.汽油机与柴油机的优缺点:
(1)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.
(2)柴油机比较笨重,主要用于载重汽车、拖拉机、火车和轮船上.
(3)柴油发动机与汽油发动机相比,热效率高.因此从节约能源、降低燃料成本角度上讲,柴油发动机在小汽车上的推广使用具有更重大的意义.
【拓展延伸】 四冲程内燃机工作过程可巧记为:
“一门打开,上排下吸气,两门关闭,上压下做功.”其中“门”指进气门和排气门,“上”“下”指活塞的运动方向.
5.学生阅读“科学世界”,了解现代汽车.
一、汽油机
1.构造:
进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等.
2.工作原理:
汽缸内装有活塞,活塞与连杆、曲轴相连.活塞在汽缸内做往复运动,通过连杆带动曲轴转动,从而使机器运转.
3.能的转化:
化学能转化为内能再转化为机械能.
二、柴油机
1.柴油机与汽油机的相同点:
都是内燃机;
一个工作循环都要经历四个冲程.
2.柴油机与汽油机的不同点:
(1)构造方面:
汽油机有火花塞,柴油机有喷油嘴.
(2)工作过程上:
压缩程度不同;
点火方式不同.
(3)用途方面:
汽油机轻巧,用于轿车、摩托车等;
柴油机笨重,用于卡车、货车等.
1.下列交通工具中,动力设备不是热机的是( )
A.远洋轮船B.载重汽车
C.战斗机D.电动摩托车
解析:
远洋轮船、载重汽车、战斗机工作时都要使用热机进行工作;
电动摩托车是利用电工作的,没有使用热机.故选D.
2.下列有关柴油机和汽油机的说法中,不正确的是( )
A.汽油机有火花塞
B.柴油机有喷油嘴
C.汽油机的压缩程度比柴油机高
D.汽油机的点火方式是点燃式
柴油机汽缸顶部有个喷油嘴,汽油机汽缸顶部有个火花塞,A,B正确;
压缩冲程中,柴油机将空气压缩的程度更大,温度更高,C错误;
柴油机与汽油机的点火方式不同,柴油机采用压燃式,汽油机采用点燃式,D正确.故选C.
3.汽油机的四个冲程分别为吸气、压缩、做功、排气冲程,如图所示是 冲程.在压缩冲程中,活塞压缩气体做功,气体的内能会 .
由图可知,进气门和排气门都关闭,并且活塞向下运动,所以是做功冲程;
当活塞压缩气体做功时,机械能转化为气体的内能.
【答案】 做功 增大
4.如图所示,用酒精灯加热试管中的水.当水沸腾一段时间后,塞子被试管内水蒸气推出,该现象说明 能转化为 能.图 (填“甲”或“乙”)中汽油机的冲程与这一实验过程中能量的转化是一致的.
当水沸腾一段时间后,塞子被试管内的水蒸气推出,水蒸气对塞子做功,水蒸气的内能转化为塞子的机械能.两图中的进气门和排气门都关闭,图乙中的活塞向下运动,是做功冲程,将内能转化为机械能;
图甲中的活塞向上运动,是压缩冲程,将机械能转化为内能.
【答案】 内 机械 乙
1.热机.
2.四冲程汽油机的基本工作原理.
3.四冲程柴油机的基本工作原理.
一、教材作业
【必做题】
教材第21页动手动脑学物理的1,2,3题
【选做题】
教材第21页动手动脑学物理的4题
二、课后作业
【基础巩固】
1.如图所示的四种交通工具,不用热机作为动力机械的是( )
2.如图所示,有关这个小蒸汽轮机的说法不正确的是( )
A.烧瓶内的水通过热传递的方式增加了水的内能
B.酒精燃烧将内能转化为化学能
C.水蒸气的内能转化为叶轮的机械能
D.内能的一个重要应用是可以用来做功
3.关于热机中的能量转化关系,下列说法中正确的是( )
A.热机是将机械能转化为内能的机器
B.热机是将内能转化为机械能的机器
C.热机是直接将燃料的化学能转化为机械能的机器
D.热机是利用化学能来做功的机器,它是将化学能转化为内能
4.热机工作时,能量的转化过程是( )
A.内能→化学能→机械能
B.化学能→内能→机械能
C.化学能→机械能→内能
D.内能→机械能→化学能
【能力提升】
5.下列关于四冲程内燃机工作的共同特点说法正确的是( )
A.吸气冲程都有燃料进入汽缸
B.将燃料燃烧放出的内能传递给工作物质,使工作物质受热膨胀,对外做功
C.都能把燃料燃烧所释放出的内能全部转化为机械能
D.一个工作循环中每一个冲程都要靠飞轮的惯性来完成
6.学习了内燃机的有关知识后,小聪同学利用星期天的时间到汽车交易市场上进行了一系列的调查研究,最后他写出了如下几条调查结论,其中不正确的一条是( )
A.现在市场上的汽油机逐渐被淘汰
B.大型的载重汽车绝大部分是柴油机
C.柴油机在
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