12.4 热机与社会发展（教案）-2021-2022学年九年级物理上册【课时A计划】沪粤版（安徽）

12.4　热机与社会发展 ◇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,提高读图能力。 【过程与方法】 利用图片或动画,研究并认识汽油机的基本结构、工作原理和工作过程。 【情感·态度·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,激发学生的爱国热情,树立为祖国强盛做出自己贡献的目标。 ◇教学重难点◇ 【教学重点】 1.知道热机的共同特点,汽油机的构造、工作原理和过程。 2.知道热机的效率。 【教学难点】 知道热机工作过程的能量转化情况,汽油机的构造、工作过程。 ◇教学过程◇ 一、新课导入 如图所示,在透明塑料盒的底部钻一个孔,把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中,打开塑料盒盖,向盒中滴入数滴酒精,再将盒盖盖紧,然后启动电火花发生器。 [现象]我们看到塑料盒盖飞出去了! [分析]在此过程中,酒精燃烧后的燃气对外做功,燃气的内能转化为机械能,此实验可以得出怎样的结论? [提示]内能也可以转化为机械能。 二、教学步骤 探究点1　热机 [阅读课本]P36“热机” [思考]热机有哪些种类? [归纳提升]热机有蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等。 [小组讨论]热机有什么共同特点? [归纳提升]热机的共同特点:燃料的化学能内能机械能。 [思考]如图,试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间后,塞子受到水蒸气的压力而冲出去。这个实验基本展示了一种热机的工作原理,这种热机是 (　　) A.蒸汽机 B.内燃机 C.汽轮机 D.喷气发动机 [分析]酒精燃烧,是将酒精内部的化学能转化为内能释放出来,然后将内能通过热传递转移给水和试管,水吸热迅速地汽化,形成大量的水蒸气,水蒸气对塞子做功,将水蒸气的内能转化为木塞的机械能,这是蒸汽机的原理。 [答案]A 探究点2　汽油机 [阅读课本]P36~39“汽油机” [思考]你知道汽油机的应用情况吗? [提示]汽油机是用汽油作燃料的内燃机,它常应用在汽车、飞机、摩托车和小型农业机械上。 [小组讨论]你知道汽油机的构造吗? [提示]汽油机由进气门、排气门、火花塞、气缸、活塞、连杆、曲轴等组成。 [思考]1.什么过程叫一个冲程? 2.汽油机有几个冲程? 3.这些冲程的工作过程是怎样的? 4.柴油机有什么应用? [归纳提升]1.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。 2.汽油机的工作过程以一个循环为一个单元,一个循环又分为四个冲程。分别为:吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程。 3.吸气冲程:进气门打开、排气门关闭,活塞向下运动,空气和汽油的混合物被吸入气缸;压缩冲程:活塞运动到最下端,就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭,混合气体被强行压缩,气体的温度升高,机械能转化为内能;做功冲程:压缩冲程末,火花塞产生火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压气体,推动活塞向下运动,通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化;排气冲程:做功冲程结束,进气门关闭,排气门打开,活塞靠曲轴上飞轮惯性的带动而继续向上运动,把废气排出气缸。此后,活塞又由上向下运动,从此进入下一轮循环。 4.柴油机主要用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械。 [思考]下列流程图是用来说明单缸四种程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况。下列对图中①②③④的补充正确的是 (　　) 吸气冲程(①) (②)(③) (④)排气冲程 A.①做功冲程　②内能转化为机械能　③压缩冲程　④机械能转化为内能 B.①压缩冲程　②内能转化为机械能　③做功冲程　④机械能转化为内能 C.①压缩冲程　②机械能转化为内能　③做功冲程　④内能转化为机械能 D.①做功冲程　②机械能转化为内能　③压缩冲程　④内能转化为机械能 [分析]内燃机的一个工作循环包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,这四个冲程的顺序是固定的,不能改变。其中的压缩冲程和做功冲程进行了两次重要的能量转化:压缩冲程是机械能转化为内能;做功冲程是内能转化为机械能。 [答案]C [思考]什么叫做热机的效率? [归纳提升]热机工作时,用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫做热机的效率。即η=×100%。 [小组讨论]怎样提高热机的效率? [归纳提升]1.使燃料充分燃烧。 2.尽量减少各种热量损失。 3.在热机的设计和制造上采用先进的技术。 4.注意保养,保证良好的润滑,减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 [思考]关于热机的效率,下列说法中正确的是 (　　) A.热机做的有用功越多