14.1 热机 -2023-2024学年人教版物理九年级上学期

热机 一、教学目标 1.物理观念 (1)知道热机的概念，初步了解热机的工作原理。 (2)了解汽油机的构造和工作过程。 2.科学思维 学会观察和分析生活中有关物理知识的实例与实验现象，具有初步的观察能力、分析概括能力。 3.科学探究 通过实践和探究，让学生感觉科学就在身边。培养学生对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理的精神，树立正确的世界观和唯物主义观。 4.科学态度与责任 培养学生观察思考，勇于发现乐于探究的学习习惯，以及应用物理知识解决实际问题的能力。 二、教学重难点 教学重点：热机的工作原理能量转化。 教学难点：热机(汽油机)的工作原理。 三、教学分析 教材利用图例说明了汽油机的结构,并用四个参考图详细分析了汽油机的四个冲程,指出汽油机实际工作时,是靠外力使曲轴和飞轮先转动起来,带动活塞运动后汽油机才自己工作.柴油机教学比较简单,知识说明了其工作过程,并分析了和汽油机的区别,指出了柴油机的应用.教材最后还提出了问题,思考汽油机和柴油机在工作过程中的相同点和不同点. 本节利用挂图分析,要注重培养学生的观察能力和分析总结能力,培养学生的比较能力,所以在教法上有演示、引导学生观察、分析。 四、教学过程 （一）新课讲解 师:先请同学们观察生活中常见的两个情景:铁管靠在高速运转的砂轮上,观察到什么现象?汽车在加油站加油后在公路上行驶(录象) 师:同学们有没有想过,被高速飞轮磨下来的铁屑为什么会火花四溅?汽车加了汽油或柴油燃料后是怎样使发动机工作的?今天的学习将为你揭开这些谜团 师:同学们手上都有一根铁丝,将铁丝快速反复弯折铁丝七八次,触摸弯折处,你会观察到什么现象? 师:铁丝的温度升高,说明铁丝的内能发生了怎样的变化? 回答:铁丝温度升高,内能增大 师:同学们再来观察一个演示实验——空气压缩引火仪 在玻璃筒中放入一小撮干燥的棉絮,用力迅速向下压活塞,注意仔细观察,你看到什么现象? 回答:看到燃烧的火光 师:棉絮燃烧必须要达到它的着火点,从这个实验中我们可以分析出它的温度和内能发生了怎样的变化? 回答:棉絮温度升高,内能增大 师:在刚才两个实验中,铁丝和棉絮增加的内能从何而来?能量是如何转化的?同学们可以讨论一下。 回答:物体增加的内能通过做功转化而来,是机械能转化为内能 师:你们还有什么方法使铁丝的温度升高? 回答的方法可能有:放在火上烧、放在热水、反复弯折、用砂皮摩擦、用铁锤锻打、放在太阳下晒等 回答并分类,教师评价 师:同学们能否对大家所提出的各种方法进行归类并进一步分析铁丝的的内能从何而来。 热传递:火上烤、放入热水、晒太阳……→内能的转移过程,能的形式没有变。 做功:弯折、摩擦、锤打……→机械能向内能的转化过程,能的形式已经发生改变 师:你们能再举出一些通过做功的方式改变物体内能的实例吗? 生:回答的实例可能有:檫燃火柴、钻木取火、拉锯条锯木头时发烫、搓手取暖、陨石进入大气层成为流星、从滑梯上滑下,臀部有灼热的感觉、给自行车车胎打气,气筒壁发热等。 师:通过上一节学习知道热传递可以改变物体的内能,通过刚才的学习知道了做功是改变物体内能的另一种方式。如果仅凭铁丝温度升高、内能增大这一现象,能否断定是通过热传递方式还是做功方式来实现的? 师:事实证明:做功和热传递在改变物体内能上是等效的。 师:(提出新的问题)做功可以将机械能转化为内能,那么能否反过来,通过做功将内能转化为机械能呢?汽车发动机的动力是不是来源于此呢? 2、演示点火爆炸——将内能转化为机械能 师:演示实验——电子式火花发生器: 实验方法: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,向盒内滴入2-3滴酒精,在将盒盖盖紧,揿动电子式火花发生器的按钮,观察发生的现象。 师:实验表明:酒精燃烧后的高温高压燃气对外做功,燃气的内能减少,转化为机械能。 燃料的化学能→燃气的内能→塞子的机械能 师:讨论、比较空气压缩引火与发射瓶塞这两个实验,你有什么发现? 师:对物体做功,机械能可转化为内能,内能增加;物体对外做功,内能可转化为机械能,内能减少。机械能与内能之间可以相互转化 3、内能转化为机械能的应用——热机 师:酒精燃烧后的高温高压燃气对外做功,燃气的内能减少,转化为机械能。这种转化有什么应用价值? 师:根据这个原理,可以制造出一种将内能转化为机械能的机器来提供动力装置。这类热力发动机叫热机。 信息快递热机是将燃料燃烧产生高温、高压燃气的内能转化为机械能的机器。 汽油机就是一种内燃式热机(内燃机) 师:同学们先来观察汽油机的实物图和构造示意图(投影图片) 师:在了解如何工作之前,先来了解一下汽油机主要部件的名称 信息快递部件名称: 汽油机工作时,活塞在汽缸里往复运动,活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。