2.1 热机 教案 - 2023-2024学年教科版物理九年级上册

第二章改变世界的热机 2.1热机 教学目标： 1.物理观念： (1)理解热机的原理就是燃料的化学能转化成内能再转化成机械能。 (2)了解历史上和现实杜会中的几种热机。 2.科学思维： 经历关干“能量是怎样转化的"讨论过程.了解到热机是通过做功使内能转化为机械能的。 3.科学探究： 通过小实验小小热机，观察蒸汽吹动纸风车旋转的实验现象，认识燃料的化学能转化成内能 再转化为机械能的过程。 4.科学态度与责任： 通过使学生了解蒸汽机的发展历程，认识人类非凡的创造力对世界的影响。 教学重点：认识热机的工作过程是“燃料的化学能转化成内能再转化成机械能” 教学难点：形形色色的热机 教学课时：1课时 教学用具：多媒体、酒精灯车、试管、水、小风。 教学互动设计： 一、创设情景，导入新课 神舟十六号载人飞行任务是载人航天工程在2023年的第二次飞行任务，也是空间站应用 与发展阶段首个载人飞行任务。2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长 征二号「遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。长征二号F遥十六运载火箭是怎样将 神舟十六号飞船送入太空的？运载火箭是怎样利用内能工作的呢？ 二、新课讲授，师生互动 1825年制造的“旅行者”号蒸汽机车。蒸汽机未发明之前.水车是主要动力装置。瓦特与蒸汽机的传 说。 广而告之 本公司向贵矿提供蒸汽机，它能替代14匹马，为你的机器提供动力。 Bolton-Watt公司 蒸汽机为什么能提供动力？它的物理原理是什么？ (一)利用内能来做功 改变物体的内能有两种方式.除了热传递，还可以通过做功使物体内能增加。那么，减少内物体 内能可以做功吗？ 观察 热机的原理 如图所示，在试管内装些水.用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口放一个用纸做成的小叶轮。加热 试管，使水沸腾.细心观察.会发生什么现象？ 现象 酒精 水 叶轮 燃烧 沸腾 转动 在这个实验中，燃料的化学能转化为内能.传给水，水沸腾成水蒸气，水蒸气驱动叶轮转动.这样。 内能转化为成了叶轮的机械能。 这个实验虽然简单，却展现出热机中能量转化的基本过程。热机(hear engine)是通过燃料燃烧 获取内能并转化为机械能的装置。 燃烧 做功 燃料的 化学能 能 机械能 (二)蒸汽机 蒸汽机(steam engine)是最早的热机。利用蒸汽做功.可追溯到古希腊时期。但直到l769年， 瓦特0 ames Wat,1736一1819)改进、完善了蒸汽机，发明了冷凝器、蒸汽汽缸等部件，设计 了通过活塞直线运动带动飞轮圆周运动的连接装置，解决了动力传输问题，才使蒸汽机成为带动其他 机器运转的动力机器。 讨论交流蒸汽机是怎样工作的 下图是蒸汽机的原理图，汽缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制。 汽缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制。请和同学研究图中的机械结构，说明蒸汽是如何进入汽缸 推动活塞运动。带动论证转动的。 进气管 滑块阀门 蒸汽 锅炉 曲柄带动轮子 排气管 活塞气缸 用煤或燃油 作燃料 滑块阀门移到右端时，蒸汽从左面进入汽缸，推动活塞向右运动.汽缸内的废气从排气管排出。 (三)形形色色的热机 现代热机的种类繁多，构造各异。水蒸气可以推动汽缸中的活塞运动，最早的铁路机车就是以这种蒸 汽机作为动力的。 蒸汽机车曾是铁路运输的主要动力装置。 水蒸气可以推动汽缸中的活塞运动.最简单的轮机(turbine)。 汽轮机广泛应用在现代大型火力发电厂中、大型舰船以及内燃机车上。 在机车、汽车、农用机械中，广泛使用着汽油机和柴油机等内燃机(intimal combustion engine)。 在航空航天中已经使用更加高效的喷气发动机((jet engine)和火箭发动机(rocker engine）。 我国长征五号、七号运载火箭。 2023年5月30日，长征二号F遥十六运载火箭将神舟十六号载人飞船送入中国空间站。 三、总结反思，超越自我 1.利用内能来做功一一减少物体内能可以做功 热机是通过燃料燃烧获取内能并转化机械能的装置。 热机原理：燃料的化学能通过燃烧获取内能，内能通过做功转化为机械能。 2蒸汽机是最早的热机。瓦特改进、完善了蒸汽机。发明了冷凝器、蒸汽汽缸：设计了通过活 塞直线运动带动飞轮圆周运动装置。解决动力传输问题。 3形形色色的热机：最简单的轮机、内燃机、喷气发动机、火箭发动机。 四、板书设计，整合提升 1.利用内能来做功一一减少物体内能可以做功 热机是通过燃料燃烧获取内能并转化机械能的装置。 热机原理：燃料的化学能通过燃烧获取内能，内能通过做功转化为机械能。 2蒸汽机是最早的热机。瓦特改进、完善了蒸汽机。发明了冷凝器、蒸汽汽缸：设计了通过活 塞直线运动带动飞轮圆周运动装置。解决动力传输问题。 3形形色色的热机：最简单的轮机、内燃机、喷气发动机、火箭发动机。 五、