第十四章 第一节 热机 教学设计
课题
第一节 热机
设计者
柳梁中学 张军祥

教学
目标
 知识与技能
1.知道热机工作中的能量转化和基本工作原理。
2.常识性了解四冲程汽油机的基本构造和工作原理。
3.常识性了解柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。


过程与方法
1.通过演示实验使学生了解可以利用内能做功。
2.利用模型和课件讲解四冲程汽油机的基本构造和工作原理。


情感态度与价值观
1.通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力；
2.通过阅读“科学世界”扩展学生知识面。

重点
知道四冲程汽油机的基本构造和工作原理。

难点
1.组织指导学生通过演示实验得出可以利用内能来做功；
2.利用课件让学生知道四冲程汽油机的工作原理。

教学
方法
1.演示实验法；
2.分析比较法。

课时
一课时

教具
展示
内燃机示教模型；多煤体课件。


演示
铁架台、酒精灯、大试管、软木塞、水。

主 要 教 学 过 程
学生活动

教学过程设计
一.复习：
1.改变物体内能的方法有哪些？2.做功改变物体内能的实质是什么？
二．引入新课
通过讲述瓦特看到开水壶盖跳动，进而改进蒸汽机的科学故事引入课题。告诉学生蒸汽机是热机，内燃机是热机。
三.进行新课
（一）利用多媒体展示学习目标。
（二）利用多媒体简单介绍热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机。
（三）热机
1.提出问题：为什么热机可以提供动力？
2.演示实验：做教材图16.1-1的实验，学生仔细观察实验现象。
3.学生活动：通过分析实验现象回答课件中提出的问题：你能说出在这一过程中能量如何转化吗？
学生回答：酒精燃烧(化学能)――水蒸气的内能――塞子的机械能。
4.教师引导：此实验过程就是热机中能量转化的基本过程，这就是一切热机的基本原理。把内能转化为机械能的机器称为热机。
5.内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机
教师：最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做汽油机和柴油机。
6.汽油机：用汽油作燃料的内燃机
教师：汽油机的工作原理与刚才所做的实验差不多，下面我们来分析一下汽油机的工作过程。
（1）四冲程汽油机的构造(出示课件和汽油机模型，边指示边讲解)：
进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。(介绍名称的同时，介绍各部分的功能)
（2）四冲程汽油机的工作原理(边运转模型边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况)
一个冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程。（汽油机模型、课件动画展示）
内燃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（利用课件让学生通过观察动画认识四个冲程）：
【吸气冲程】开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门都关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程。
【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，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程。 这个冲程的能量转化是：机械能转化为内能。
【做功冲程】压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压燃气，高温高压燃气推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动。这是第三个冲程。
教师：请同学们说一说，这一过程能量是怎么转化的？
学生：是内能转化为机械能。
【排气冲程】做功冲程结束，活塞继续向下运动，进气门关闭，排气门打开，做功后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。
此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两周，对外做一次功。
教师：同学们，我们来想想除了第三冲程以外，其它冲程是靠什么来运转的？
学生：依靠飞轮的惯性，带动这三个冲程运动。
教师总结：在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成。
7.柴油机：用柴油作燃料的内燃机。
教师：（展示课件）同学观察柴油机与汽油机的构造，下面我们来讨论一下它们的共同点与不同点是什么？
学生问答：
①柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历四个冲程。
②柴油机与汽油机的不同点：构造方面：些油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴。工作原理方面： 吸入的气体不同，点火方式不同。
8.简单说明汽油机和柴油机的应用，介绍柴油机与汽油机优缺点。
四.课堂练习
（1）汽油机的一个工作循环是排气,吸气,压缩____，排气这四个冲程组成的,其中能将机械能转化为内能的冲程是____冲程。
（2）某四冲程汽油机飞轮的转速是3600R/min,则它每秒钟完成（ ）个工作循环，对外做功( )次，能完成（ ）个冲程。
（3）下面四个冲程的正确顺序是（ ）





ａ ｂ ｃ ｄ
五.小结本节内容（课件展示）.

与学生进行交流，了解学生对热机认知能力
学生观察实验现象，分析思考问题。

观察过程并分析能量的转化

学生回答能量转化。

学生了解其他三个冲程运动的原因。

比较柴油机与汽油机的区别，并思考造成这些区别的原因，在比较中认识柴油机。
通过课堂练习，加深学生对知识的进一步理解。