2018年秋人教版九年级物理上册（教案+习题课件）：14.1 热机 (2份打包)

第1节　 热机 1．了解四冲程内燃机的基本构造和工作原理。 2．知道四冲程内燃机的工作过程和能量转化情况。 3．知道柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。 4．了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。 重点 热机的工作原理和汽油机的工作过程。 难点 汽油机和柴油机的异同点和能量转化。 一、创设情境，导入新课 同学们，汽车已经是我们现代生活中不可缺少的交通工具，18世纪第一辆汽车问世时，速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经是声速的几倍，达到了1678千米每小时。 世界上第一辆汽车　　　 世界上最快的汽车 你想知道汽车是如何获得这么大的机械能的吗？我们这节课要学习的知识——热机，将会揭开它神秘的面纱。 板书课题：热机 二、新课教学 (一)热机 1．热机的原理 演示实验：如图，在试管内装少许水，用一层红色塑料薄膜裹着棉花塞在试管中上部，利用点燃的酒精灯对封闭试管中的水加热一段时间，当水沸腾时，水蒸气会慢慢推动塞子向试管口运动，让学生观察现象。 (提示：为节约时间，可用热水或提前加热；试管口对着空处，塞子不要塞得太紧，以防危险。) 出示问题让学生思考： (1)看到什么现象？ (塞子慢慢向试管口运动。) (2)棉花塞被顶向管口，推动塞子的能量来自哪里？ (水蒸气的内能转化为塞子的机械能。) (3)水蒸气具有的内能从何得到？ (酒精燃烧的化学能转化为水蒸气的内能。) 总结：在这个实验中，酒精燃烧的化学能→水和水蒸气的内能→塞子的机械能，这个实验虽然简单，我们也可以从中发现，利用内能可以做功，人们由此发明了利用内能做功的机械——热机。 2．热机种类及发展史 列举实例：热机的发明和广泛使用，使人类迈入了工业化社会，热机的种类很多，它们都是把内能转化为机械能的，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等，你知道哪些地方用到了热机吗？ 鼓励学生大胆回答，并出示图片，简单介绍热机发展过程。 蒸汽机　 　　 喷气发动机　 　 　　汽轮机 3．内燃机 在上面的演示实验中用酒精灯给试管中的水加热，由于燃料在试管外燃烧，热量损失较大，内能的利用率较低。为获得更大的动力，该怎么办？哪种热机能够做到？ (将燃料在封闭的环境下燃烧，利用内燃机可以获得更大的动力。) 思考讨论：什么是内燃机？内燃机分为几类？ 回答：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。内燃机按照所需燃料的不同分为汽油机和柴油机两类。 总结并展示汽油机、柴油机图片。 汽油机　　　　　　柴油机 典例解读　如图所示，在锥形瓶中倒入部分水，用带导管的胶塞塞住，用酒精灯给锥形瓶中的水加热至沸腾，水蒸气会驱动小叶轮转动。酒精灯燃烧发生的能量转化是______转化为______能；水蒸气膨胀对小叶轮做功，______转化为______能。像这样通过燃料燃烧获取______并转化为______能的装置叫做热机。 【解析】能量转化时，消耗的那种能量转化为得到的那种能量。燃料燃烧，消耗化学能，得到内能，化学能转化为内能。水蒸气做功时，消耗内能，得到机械能，内能转化为机械能。 【答案】化学能　内　内能　机械　内能　机械 延伸拓展：(1)热机工作时能量的转化过程： 燃料的化学能机械能内能 (2)内能的两种应用 ①利用内能加热：内能可以直接用来加热物体，物体获得内能后，温度会升高，其实质是能量的转移过程，如烧水等。 ②利用内能做功：使内能转化为我们需要的机械能，其实质是能量的转化过程，如小汽车等用燃料燃烧释放的内能来推动机械对外做功。 (二)汽油机 1．汽油机构造 认识构造：展示汽油机模型，指导学生认识构造，并简要介绍其作用。 演示冲程：转动汽油机的手柄，让学生观察活塞在汽缸内的运动情况，向学生介绍冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。 2．汽油机工作原理 要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动，提问： (1)四冲程汽油机的一个工作循环包括哪四个冲程？ (2)这几个冲程的工作过程是怎样的？有没有能量的转化？ 利用汽油机模型进行操作，再结合汽油机工作的flash动画，仔细观察四个冲程的工作过程，并完成下表： 冲程 名称 进气门开 闭情况 排气门开 闭情况 活塞运 动方向 冲程的 作用 能量的 转化 吸气 冲程 压缩 冲程 做功 冲程 排气 冲程 　　学生展示自己的表格完成情况，教师引导学生进行评价、补充。 反馈练习：提出以下问题，让学生结合汽油机的工作过程回答： ①在四个冲程中，哪些冲程发生了能量转化？如何转化的？ (压缩冲程是把机械能转化为内能；做功冲程是把内能转化为机械能。) ②哪个冲程使汽车获得动力？其他几个冲程中活塞的运动是靠什么来完成的？四个冲程