初三物理《內(nèi)能與熱機(jī)》優(yōu)秀教案
【教學(xué)課時(shí)】
1課時(shí)。
【教材分析】
通過(guò)四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理的學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解內(nèi)燃機(jī)的主要結(jié)構(gòu)；大致了解內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移情況；了解內(nèi)燃機(jī)在現(xiàn)代生活特別是交通方面的應(yīng)用。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.常識(shí)性了解汽油機(jī)的基本構(gòu)造和工作原理。
2.常識(shí)性了解柴油機(jī)與汽油機(jī)在構(gòu)造和工作過(guò)程中的異同點(diǎn)。
3.常識(shí)性了解四沖程內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化。
【教學(xué)重點(diǎn)】
內(nèi)燃機(jī)的基本構(gòu)造和工作原理。
【教學(xué)難點(diǎn)】
內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程。
【教學(xué)方法】
講解與閱讀指導(dǎo)并行。
【實(shí)驗(yàn)器材】
內(nèi)燃機(jī)示教模型(帶電燈指示)，教學(xué)掛圖。
【教學(xué)過(guò)程】
〖引入新課
復(fù)習(xí)提問(wèn)：
1、改變物體內(nèi)能的兩種方式是什么？
2、內(nèi)能有哪兩方面的主要作用？
新課引入
熱機(jī)是指把燃料燃燒時(shí)釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。熱機(jī)應(yīng)用歷史上從蒸汽機(jī)到內(nèi)燃機(jī)，內(nèi)燃機(jī)有汽油機(jī)及柴油機(jī)等,大多數(shù)交通工具,都使用它們。我們有必要學(xué)習(xí)內(nèi)燃機(jī)原理。
〖新課教學(xué)
內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。
最常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī)，以汽油或柴油為燃料，分別叫做汽油機(jī)和柴油機(jī)。
1．汽油機(jī)：指出汽油在汽油機(jī)汽缸內(nèi)燃燒、生成高溫高壓燃?xì)猓細(xì)馔苿?dòng)活塞而做功，燃?xì)鈨?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能。
�。�1）構(gòu)造（圖）。(出示模型或掛圖。邊指示邊講解)。進(jìn)氣門，排氣門，火花塞，氣缸，活塞，連桿，曲軸。(介紹名稱的同時(shí)，介紹各部分的功能)
沖程：活塞從氣缸一端運(yùn)動(dòng)到另一端的單向運(yùn)動(dòng)叫做一個(gè)沖程。
（2）工作原理。如圖
(邊運(yùn)轉(zhuǎn)模型邊講解，并提醒學(xué)生注意觀察活塞、氣門、連桿、曲軸的動(dòng)作情況)
內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程以一個(gè)循環(huán)為一個(gè)單元，一個(gè)循環(huán)又分為四個(gè)沖程。
1．〈吸氣沖程〉開(kāi)始工作前，活塞位于氣缸上端，進(jìn)、排氣門軍關(guān)閉。工作時(shí)，活塞由上向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門打開(kāi)，排氣門仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓強(qiáng)減小，空氣和汽油的.混合氣體被吸入氣缸。這是第一個(gè)沖程。
2．〈壓縮沖程〉活塞運(yùn)動(dòng)到最下端，就開(kāi)始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動(dòng)。這時(shí)進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉，混合氣體被強(qiáng)行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強(qiáng)增大。這是第二個(gè)沖程。
3．〈做功沖程〉壓縮結(jié)束時(shí)雖然溫度較高，但未能達(dá)到燃料的燃點(diǎn)。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞向上向下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)了內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。這是第三個(gè)沖程。
4．〈排氣沖程〉做功沖程結(jié)束，活塞繼續(xù)向下向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開(kāi)，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。這是最后一個(gè)沖程。
此后，活塞又由上向下運(yùn)動(dòng)，從此進(jìn)入下一輪循環(huán)。在一個(gè)工作循環(huán)中有四個(gè)沖程，活塞往復(fù)兩次，曲軸轉(zhuǎn)兩周，對(duì)外做一次功。
�。�3）能的轉(zhuǎn)化：在做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。其余三個(gè)沖程靠消耗飛輪的機(jī)械能來(lái)完成。
2．柴油機(jī)：用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)。
（1）學(xué)生根據(jù)圖，描述柴油機(jī)的工作過(guò)程。
�。�2）思考：一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程，活塞運(yùn)動(dòng)2次，燃油燃燒1次，對(duì)外做功1次。問(wèn)在不做功的沖程活塞為什么也會(huì)運(yùn)動(dòng)？
（3）柴油機(jī)與汽油機(jī)的區(qū)別：
�、俨裼蜋C(jī)與汽油機(jī)的相同點(diǎn)：都是內(nèi)燃機(jī)；一個(gè)工作循環(huán)都要經(jīng)歷四個(gè)沖程。
�、诓裼蜋C(jī)與汽油機(jī)的不同點(diǎn)：構(gòu)造方面：些油機(jī)沒(méi)有火花塞，而在相應(yīng)位置上安裝的是噴油嘴。 吸入的氣體不同，點(diǎn)火方式不同。使用范圍。
〖小結(jié)
汽油機(jī)工作原理：
吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程
進(jìn)氣門打開(kāi)關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉
排氣門關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉打開(kāi)
活塞向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)
主要作用混合汽油可燃?xì)獗晃雺嚎s燃?xì)鉁囟壬呷細(xì)鈱?duì)外做功廢氣排出
慣性慣性內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
通過(guò)曲桿對(duì)外做功慣性
汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)分：
汽油機(jī)柴油機(jī)
相同點(diǎn)吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程內(nèi)燃機(jī)
不同點(diǎn)構(gòu)造上火花塞噴油嘴
點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓燃式
優(yōu)點(diǎn)輕便便宜,功率大,效率高。
〖作業(yè)
課本
【板書設(shè)計(jì)】
第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)
1、汽油機(jī)：用汽油作為燃料的內(nèi)燃機(jī)
構(gòu)造：進(jìn)氣門、排氣門、火花塞、氣缸、活塞、連桿、曲軸
工作原理：工作過(guò)程以一個(gè)循環(huán)為一個(gè)單元，一個(gè)循環(huán)四個(gè)沖程
2、柴油機(jī)：用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)
【教學(xué)反思】
第四節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)
【教學(xué)課時(shí)】
1課時(shí)。
【教材分析】
"注重學(xué)生發(fā)展，改變學(xué)科本位"。本節(jié)闡述了有關(guān)燃料的熱值，熱機(jī)效率等物理概念，還涉及了科技發(fā)展史（熱機(jī)的發(fā)展），生物，化學(xué)知識(shí)（酸雨的形成和生物的影響），環(huán)境保護(hù)（大氣污染）等方面的內(nèi)容。通過(guò)具體分析，使學(xué)生認(rèn)識(shí)到在利用燃料內(nèi)能方面，也不可避免地會(huì)有一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移到其他方面，因此要建立熱機(jī)效率的概念，并與機(jī)械效率作聯(lián)系和類比。使學(xué)生了解內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展對(duì)人類進(jìn)步起到的作用，同時(shí)要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到它給環(huán)境帶來(lái)的污染問(wèn)題。
【教學(xué)目標(biāo)】
�。薄⒔嶂蹈拍�。知道熱值是燃料燃燒放熱的特性，了解熱值的表示法和常見(jiàn)燃料的熱值，能利用熱值表進(jìn)行有關(guān)燃燒放熱的簡(jiǎn)單計(jì)算。
�。病⒘私鉄釞C(jī)效率。知道熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主要流向，知道可以怎樣提高熱機(jī)效率，及提高熱機(jī)效率的意義所在。
３、了解熱機(jī)的利用與人類社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，并能簡(jiǎn)述熱機(jī)的使用產(chǎn)生的排放物對(duì)環(huán)境不良影響，培養(yǎng)自覺(jué)的環(huán)保意識(shí)。
【教學(xué)重點(diǎn)】
了解熱機(jī)效率及提高熱機(jī)效率的途徑，知道在利用熱機(jī)形成的環(huán)保問(wèn)題。
【教學(xué)難點(diǎn)】
熱機(jī)效率的理解，并能用熱機(jī)效率進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。
【教學(xué)過(guò)程】
〖引入新課
人要生存，離不開(kāi)能量，機(jī)器要運(yùn)轉(zhuǎn)，也離不開(kāi)能量，而內(nèi)能又是人類和各種動(dòng)力機(jī)械主要利用的能量形式之一。而燃料的燃燒正是這一的主要途徑。下面我們先來(lái)討論燃料及與燃料有關(guān)的問(wèn)題。
�。�1）燃料的特點(diǎn)：能夠燃燒，并放出熱量；燃料燃燒的過(guò)程是化學(xué)能變?yōu)閮?nèi)能的過(guò)程。
�。�2）介紹燃料種類（固體、液體、氣體），
（3）舉例說(shuō)明不同的燃料燃燒時(shí)放出熱量不同。
〖新課教學(xué)
一、燃料的熱值。
熱值：1千克的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量。符號(hào)：q
�。�1）單位：焦/千克。（/g）�；驓怏w燃料的熱值：/3
（2）熱值的物理意義:
干木柴的燃燒值是1.2×l07焦物理意義是1千克的干木柴完全燃燒放出的熱量是1.2×l07焦。
�。�3）公式：Q=q或q=Q/
（4）例題：計(jì)算4g柴油完全燃燒釋放的熱量。
析：從熱值表中查得柴油的熱值是q＝3．3×107 /g，則
Q=q＝4g×3．3×107 /g=1．32×108
二、熱機(jī)效率。
熱機(jī)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器，它跟所有機(jī)械一樣，也有效率的問(wèn)題。 熱機(jī)效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。
�。�1）熱機(jī)的效率：用來(lái)做有用功那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。
（2）學(xué)生分析圖的熱機(jī)燃料燃燒能量走向示意圖討論如何提高熱機(jī)效率的效率？ 讓燃料盡可能充分燃燒，減小內(nèi)能損失，運(yùn)動(dòng)部件潤(rùn)滑良好。
三、環(huán)境保護(hù)。
1．內(nèi)能對(duì)環(huán)境的影響。
（1）廢氣污染（CO、SO 、酸雨），
（2）噪聲污染。
2．保護(hù)環(huán)境，減小污染措施。
（1）改進(jìn)燃燒設(shè)備，采取集中供熱，加裝消煙除塵裝置。
�。�2）提高內(nèi)能的綜合利用率。
把直接燒煤、燃油改為燒其工業(yè)副產(chǎn)品；把內(nèi)能的一次利用變?yōu)槎啻卫茫ㄈ缬糜酂峁┡龋?/p>
�。�3）充分開(kāi)發(fā)、利用污染小或無(wú)污染的能源（如太陽(yáng)能等）。
〖小結(jié)
我國(guó)政府歷來(lái)重視環(huán)境問(wèn)題，把發(fā)展經(jīng)濟(jì)與保護(hù)環(huán)境放到了同等重要的位置。只要我們大家都能像重視生命一樣重視環(huán)境，責(zé)無(wú)旁貸地承擔(dān)起保護(hù)環(huán)境的義務(wù)，難題也就變得不難了，就一定能使天更藍(lán)、水更清。
〖作業(yè) 課本
【板書設(shè)計(jì)】
第四節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)
一、燃料的熱值。
熱值：1千克的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量。
�。�1）符號(hào)：q
（2）單位：焦/千克。（/g）�；驓怏w燃料的熱值：/3
�。�3）熱值的物理意義:
�。�4）公式：Q=q或q=Q/
二、熱機(jī)效率。
三、環(huán)境保護(hù)。
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