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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 教學目標 知識與技能 1．了解人類“利用內能做功”的歷史發(fā)展進程，了解四沖程內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。 過程與方法 1．通過演示實驗，了解可以利用內能做功，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。 情感與態(tài)度 1．通過對熱機發(fā)展簡史、汽油機的結構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。 教學要點 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化。 ③汽油機和柴油機的主要區(qū)別。 教學難點 ①“飛輪”的作用。 ②整個工作過程中，能量的轉移和轉化。 學情分析 熱機是一節(jié)較為抽象的內容，學生在學習的過程中需要借助模型以及多媒體教學工具幫助學生理解這部分知識。 教 學 內 容 設計意圖 新課引入 讓學生猜一猜它是誰。 1． 它來之前 向學生展示五幅圖片，分別描述古代人農耕、織布、車水、行路、行船。 提出：古人如何獲得動力？ 設答：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 向學生展示五幅圖片。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。 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：實驗中能量轉化的情況。 結果：燃料燃燒時化學能轉化為內能，傳給水和水蒸氣；水蒸氣把塞子沖出去，水蒸氣的內能轉化為塞子的機械能。 （2）什么是熱機 利用內能做功的機械。 2．熱機的種類 迄今為止，已經出現(xiàn)的熱機有蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。 三、內燃機 1．分類：展示摩托車和重型卡車的圖片。根據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、曲軸等重點結構。 (2)什么是沖程？ 教師：活塞在汽缸內從一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。（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)生了能量的轉化？ 答題要點：壓縮沖程發(fā)生了機械能向內能的轉化，獲得了溫度較高的混合氣體；做功沖程發(fā)生了內能向機械能的轉化，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，讓學生自己回答，關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造、工作過程上是大致相同的。 （2）學生觀察，柴油機在構造上的不同，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汽油機轉速高，結構簡單，質量輕，造價低廉，運轉平穩(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。 課堂小結 引導學生總結： 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化。 3．注意汽油機和柴油機的不同之處。 反饋練習 1．四沖程內燃機的一個工作循環(huán) 有 個沖程，曲軸轉 動 周，活塞往復 次，對外做功 次，其他沖程靠飛輪的 完成。 2．在內燃機的一個工作循環(huán)中，存在著機械能轉化為內能的過程，也存在著內能轉化為機械能的過程，這兩個能量轉化的過程存在于（ ） 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，汽油機汽缸內的溫度比柴油機的高 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，向學生介紹熱機簡史，為學習熱機做準備。 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雜的機器，沒有必要講的結構都可以不講。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)工作的關鍵結構，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。 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燃機的特點了解得更加清楚。 現(xiàn)在，汽車已經走進千家萬戶，內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)課應該埋到學生心里的一顆種子。 提高學生的歸納總結能力。 檢測教學目標達成情況。