10.4 热机 教学设计 2026-2027学年物理北师大版九年级全一册

第十章 机械能、内能及其转化

第4节 热机（教案）

 

一、核心素养目标

1. 物理观念：知道热机的概念，了解热机的工作原理，理解能量转化过程（化学能→内能→机械能）。

2. 科学思维：通过对比汽油机和柴油机的构造与工作过程，培养比较分析和归纳总结的能力。

3. 科学探究：通过试管实验观察能量转化现象，体验科学探究的过程与方法。

4. 科学态度与责任：认识我国航天事业的发展成就，增强民族自豪感和使命感。

二、教学重点与难点

教学重点：
1. 热机的工作原理（能量转化）
2. 汽油机的四个冲程及工作过程
3. 柴油机的构造和特点

教学难点：
1. 汽油机四个冲程的能量转化分析
2. 汽油机与柴油机的区别与联系
3. 热机工作循环中曲轴转动与活塞运动的关系

三、教学过程（总计45分钟）

环节一：情境导入（5分钟）

【教师活动】
1. 演示实验：在试管中装入适量水，用酒精灯加热，观察橡胶塞的变化。
2. 引导观察：水沸腾后，水蒸气将橡胶塞推出。
3. 提问引导：这个现象中能量是如何转化的？

【学生活动】
观察实验现象，思考并回答能量转化过程，初步认识热机的工作原理。

【设计意图】
通过生动的实验现象，激发学生学习兴趣，引出热机的核心原理——利用内能做功。

【能量转化分析】
• 酒精燃烧：化学能 → 内能
• 水蒸气推动塞子：内能 → 机械能
• 热机原理：利用内能做功，将内能转化为机械能

环节二：新知探究（20分钟）

【知识点一】热机的种类

1. 热机的定义：把燃料燃烧产生的高温、高压气体的内能转化为机械能的机器。

2. 工作原理：热机利用内能做功，将内能转化为机械能。

3. 热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。
   蒸汽机：'外燃机'，体积庞大，热损失大，效率低。
   内燃机：燃料直接在气缸内燃烧，包括汽油机和柴油机。

【过渡】 内燃机是最常见的热机，下面重点学习汽油机和柴油机。

【知识点二】汽油机

1. 定义：用汽油作燃料的内燃机。

2. 构造：进气门、排气门、曲轴、火花塞、气缸、活塞、连杆。