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2019-2020年九年級物理全冊 14.1 熱機教案 （新版）新人教版(2) 課題 熱機 教 學 目 標 （一）知識與技能 1．了解人類“利用內(nèi)能做功”的歷史發(fā)展進程，了解四沖程內(nèi)燃機的基本工作原理和工作過程。 2．通過觀察汽油機工作過程的動畫，知道壓縮沖程和做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化。 3．通過觀察、對比汽油機和柴油機的模型和工作過程，了解二者的異同。 （二）過程與方法 1．通過演示實驗，了解可以利用內(nèi)能做功，學會通過閱讀和傾聽學習。 2．通過閱讀“科學世界”，了解現(xiàn)代汽車的一些常識，培養(yǎng)自學能力。 （三）情感態(tài)度與價值觀 1．通過對熱機發(fā)展簡史、汽油機的結(jié)構(gòu)以及工作過程的學習，感受到人類對美好事物孜孜不倦的追求，逐步培養(yǎng)學生崇尚科學、愛科學、學科學的興趣。 2．了解生活中各種常見的熱機工作時的利弊，喚起學生節(jié)約能源，保護環(huán)境的意識。 重點 難點 1．教學重點：①了解四沖程汽油機的基本工作原理。 ②知道壓縮沖程和做功沖程中的能量轉(zhuǎn)化。 ③汽油機和柴油機的主要區(qū)別。 2．教學難點：①“飛輪”的作用。 ②整個工作過程中，能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化。 教學方法 講授法、討論法、演示實驗法、多媒體課件演示法。 教具學具 內(nèi)能做功演示器、汽油機模型、柴油機模型。 教學過程 引入 教師活動 學生活動 設(shè)計意圖 引 入 課 題 ： 猜 猜 它 是 誰 讓學生猜一猜它是誰。 1． 它來之前 向?qū)W生展示五幅圖片，分別描述古代人農(nóng)耕、織布、車水、行路、行船。 提出：古人如何獲得動力？ 設(shè)答：人們的耕、織、運、作、行等活動，依靠畜力、風力、甚至人力。 2．它來了，帶來一場革命 向?qū)W生展示五幅圖片。分別描述蒸汽時代的紡織、火車、輪船，熱蒸汽為我們提供了強大的推力，把人們從繁重的體力勞作中解放出來。 觀看、思考、感受、回答教師提出的問題。 展示圖片，用熱機的出現(xiàn)給人類生活帶來巨大變化引入新課，向?qū)W生介紹熱機簡史，為學習熱機做準備。 新 課 講 授 一、熱機發(fā)展簡史 1．向瓦特致敬：介紹瓦特對蒸汽機改進做出的貢獻。 2．讓學生說一說蒸汽機的弊端。 學生回答：笨重，只能用于大型機器；不夠環(huán)保。 3．展示內(nèi)燃機圖片，讓學生說一說與蒸汽機比較，它都有哪些優(yōu)點。 學生回答：輕巧；相對環(huán)保。 二、熱機 1．熱機的原理 （1）實驗演示 討論：實驗中能量轉(zhuǎn)化的情況。 結(jié)果：燃料燃燒時化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，傳給水和水蒸氣；水蒸氣把塞子沖出去，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機械能。 （2）什么是熱機 利用內(nèi)能做功的機械。 2．熱機的種類 迄今為止，已經(jīng)出現(xiàn)的熱機有蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。 三、內(nèi)燃機 1．分類：展示摩托車和重型卡車的圖片。根據(jù)所使用燃料分為汽油機和柴油機兩大類。 2．汽油機 (1)觀看汽油機剖面圖，介紹進氣門、排氣門、火花塞、活塞、汽缸、連桿、曲軸等重點結(jié)構(gòu)。 (2)什么是沖程？ 教師：活塞在汽缸內(nèi)從一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。 了解瓦特，感受那個時代的激情。 觀察圖片，回答老師的問題。 對比分析內(nèi)燃機的優(yōu)點。 觀察演示實驗，并思考發(fā)生了哪些能量轉(zhuǎn)化。 討論，說出實驗中能量的轉(zhuǎn)化。 知道熱機的定義。 了解熱機的種類。 了解不同種類內(nèi)燃機的大致用途。 觀看圖片，認清各部分結(jié)構(gòu)的名稱。 我們在享受科技發(fā)展給我們生活帶來的巨大變化的同時，更要尊重科學，敬仰推動科技發(fā)展的人。這樣學生才會向往“將來成為他們那樣的人”。 提高學生對已有事物的質(zhì)疑能力。 用課本中的實驗，簡潔、直觀地闡述熱機的工作原理。 學生是第一次學習這種復(fù)雜的機器，沒有必要講的結(jié)構(gòu)都可以不講。但馬達和飛輪作為第一次啟動時的動力源與保證發(fā)動機連續(xù)工作的關(guān)鍵結(jié)構(gòu)，有必要說出它們大致的位置，便于學生思考、以解決后面的疑惑。 （3）學生閱讀課本，了解四沖程汽油機的工作過程。 （4）播放汽油機工作過程的動畫，放慢播放速度，邊放映，邊請學生解說。 （5）想一想 ①在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？ 答題要點：壓縮沖程發(fā)生了機械能向內(nèi)能的轉(zhuǎn)化，獲得了溫度較高的混合氣體；做功沖程發(fā)生了內(nèi)能向機械能的轉(zhuǎn)化，汽車從做功沖程中獲得的機械能，遠遠超過了壓縮沖程中消耗的機械能。 ②哪個沖程使汽車獲得動力？答題要點：做功沖程獲得了動力。 ③哪個沖程排出了汽車的尾氣？ 答題要點：排氣沖程。 ④老式摩托在啟動時，需踏動啟動桿，這是為什么？ 答題要點：提供第一次啟動時的初動力，主要完成吸氣和壓縮沖程。當做功沖程如約發(fā)生后，其余的沖程就依靠飛輪的慣性完成了。 依靠飛輪慣性完成的沖程是：吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程。 ⑤現(xiàn)代汽車里的馬達（motor）起什么作用？ 答題要點：是一個電動機，依靠電力轉(zhuǎn)動的機器。當馬達幫助發(fā)動機完成吸氣和壓縮沖程，假如做功沖程能如約完成，馬達就完成啟動任務(wù)了。過去的老式汽車都是靠手搖完成第一次啟動的。現(xiàn)在，一些簡單的農(nóng)機，比如小拖拉機，在啟動時，還有用手搖方式啟動的。 教師適當加以引導(dǎo)，讓學生自己回答，關(guān)鍵之處教師重申放大。 3．柴油機 （1）柴油機的工作過程 播放動畫，讓學生看到柴油機和汽油機在構(gòu)造、工作過程上是大致相同的。 （2）學生觀察，柴油機在構(gòu)造上的不同，會引起哪些變化？ ①柴油機燃燒室頂端有一個噴油嘴，柴油直接噴入。 ②吸入物質(zhì)不同，吸氣沖程只吸入空氣。 ③沒有火花塞，如何點燃？壓縮點燃。 4．汽油機與柴油機的優(yōu)缺點 ①汽油機轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，造價低廉，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，使用維修方便。汽油機在汽車上，特別是小型汽車上大量使用，至今不衰。 ②柴油機比較笨重，主要用于載重汽車、拖拉機、火車輪船上。 ③柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機相比，熱效率高30%，因而從節(jié)約能源、降低燃料成本角度上講，柴油發(fā)動機轎車的推廣使用具有重大意義。 5．學生閱讀“科學世界”，了解現(xiàn)代汽車。 6．介紹現(xiàn)代燃料，重點講各種燃料燃燒后排出的廢氣對環(huán)境的影響。 學生閱讀，思考，嘗試描述汽油機的工作過程。 思考并回答教師的問題。 通過閱讀分析，回答教師的問題。 回答教師提出的問題。 觀看教師提供的圖片，思考，分析，并嘗試回答教師提出的問題。 思考，并回答教師提出的問題。了解現(xiàn)代汽車的第一次啟動。 觀看圖片和視頻，了解柴油機的各部分結(jié)構(gòu)和工作過程。 對比汽油機，分析柴油機的工作特點。 傾聽教師講述汽油機與柴油機的優(yōu)缺點。 思考，柴油機為什么效率高些？ 閱讀“科學世界”，了解現(xiàn)代汽車。 關(guān)注熱機與環(huán)境保護之間的關(guān)系。 通過彩圖和輔助動畫，學生能大致了解汽油機的工作過程。讓學生解說，既是對閱讀效果的考察，又能培養(yǎng)學生的語言表達能力。 “第一次啟動”的環(huán)節(jié)設(shè)計，主要目的有三個：1．說明第一次啟動的動力從哪里來？2．滿足喜愛汽車知識的學生的求知欲；3．描述汽車發(fā)展的一個片段，貼近生活。 對比學習可以使學生對兩種內(nèi)燃機的特點了解得更加清楚。 現(xiàn)在，汽車已經(jīng)走進千家萬戶，內(nèi)燃機的大量使用給我們的環(huán)境帶來了不小的壓力。了解它，并有愿望去改造它，是這節(jié)課應(yīng)該埋到學生心里的一顆種子。 課堂小結(jié) 引導(dǎo)學生總結(jié)： 1．學生用拳頭和胳膊表演并敘述四個沖程。 2．壓縮沖程和做功沖程中能量的轉(zhuǎn)化。 3．注意汽油機和柴油機的不同之處。 學生總結(jié)。 提高學生的歸納總結(jié)能力。 練 習 反饋練習 1．四沖程內(nèi)燃機的一個工作循環(huán) 有 個沖程，曲軸轉(zhuǎn) 動 周，活塞往復(fù) 次，對外做功 次，其他沖程靠飛輪的 完成。 2．在內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)中，存在著機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過程，也存在著內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程，這兩個能量轉(zhuǎn)化的過程存在于（ ） A．吸氣沖程和壓縮沖程 B．壓縮沖程和做功沖程 C．做功沖程和排氣沖程 D．吸氣沖程和排氣沖程 3．在汽油機壓縮沖程中，工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中的（ ） A．壓強增大，溫度降低 B．壓強減小，溫度升高 C．壓強增大，溫度升高 D．壓強減小，溫度降低 4．汽油機和柴油機相比較，下列敘述中正確的是（ ） A．柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入的是空氣 B．在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的 C．柴油機里推動活塞做功的燃氣的壓強比汽油機里的高 D．在壓縮沖程末，汽油機汽缸內(nèi)的溫度比柴油機的高 參與練習，完成題目。 參與練習，完成題目。 通過習題討論，深化對熱機的認識。 檢測教學目標達成情況。 板書設(shè)計 第1節(jié) 熱機 一、熱機 1．熱機的原理 2．熱機的種類 二、內(nèi)燃機 1．汽油機 ①工作循環(huán)： ②沖程中的能量轉(zhuǎn)化 2．柴油機：柴油機的工作過程。與汽油機有哪些不同。 3．汽油機和柴油機的優(yōu)缺點。 課后反思