《人教版物理九年级第14章《内能的利用》同步教案》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版物理九年级第14章《内能的利用》同步教案（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、人教版物理九年级第14章内能的利用同步教案14.1 热机教学目标【知识与能力】1了解四冲程内燃机的基本工作原理和工作过程。2通过分析汽油机工作过程，知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。3通过观察、对比汽油机和柴油机的模型和工作过程，了解二者的异同。【过程与方法】1通过分析汽油机和柴油机的构造和工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法。2通过阅读“科学世界”，了解现代汽车的一些常识，培养自学能力。【情感态度价值观】1通过对热机发展简史、汽油机的结构以及工作过程的学习，感受到人类对美好事物孜孜不倦的追求，逐步培养学生崇尚科学、爱科学、学科学的兴趣。2了解生活中各种常见的热机工作时的利弊，唤起学生节
2、约能源、保护环境的意识。教学重难点【教学重点】了解四冲程汽油机的基本工作原理。【教学难点】了解四冲程汽油机的基本工作原理。教学过程一、新课引入提问学生几个问题。（1）我们曾经乘坐的交通工具有哪些？（2）当今社会主要的交通工具有哪些？（3）能说出它们的动力装置是什么吗？汽车是我们生活中不可缺少的交通工具，那么汽车在行驶过程中靠什么提供动力？火箭为什么又能上天呢？在这些过程中能量是如何转化的？二、新课教学（一）热机1热机的原理（1）实验演示讨论：实验中能量转化的情况。结果：燃料燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气膨胀做功，把塞子冲出去，内能转化为塞子的动能（机械能）。（2）热机：热机是指
3、把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。2热机的种类迄今为止，已经出现的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。3.内燃机（1）定义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机；（2）分类：根据所使用燃料分为汽油机和柴油机两大类。（二）汽油机1.构造观看汽油机剖面图，介绍进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等重点结构。2.工作过程（1）冲程的定义活塞在汽缸内从一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。（2）学生阅读课本，了解四冲程汽油机的工作过程。播放汽油机工作过程的动画，放慢播放速度，边放映，边请学生解说。吸气冲程：热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
4、。开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门均关闭。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。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，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程。排气冲程：做功冲程结束，活塞继续由下向上运动，进气门关闭
5、，排气门打开，燃烧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。（3）讨论与分析在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？答题要点：压缩冲程发生了机械能向内能的转化，获得了温度较高的混合气体；做功冲程发生了内能向机械能的转化，汽车从做功冲程中获得的机械能，远远超过了压缩冲程中消耗的机械能。哪个冲程使汽车获得动力？答题要点：做功冲程获得了动力。哪个冲程排出了汽车的尾气？答题要点：排气冲程。老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？答题要点：提供第一次启动时的初动力，主要完成吸气和压缩冲程。当做功冲程如约发生后，其余的冲程就依靠飞轮的惯性完成了。依靠飞轮惯
6、性完成的冲程是：吸气冲程、压缩冲程和排气冲程。现代汽车里的马达（motor）起什么作用？答题要点：是一个电动机，依靠电力转动的机器。当马达帮助发动机完成吸气和压缩冲程，假如做功冲程能如约完成，马达就完成启动任务了。过去的老式汽车都是靠手摇完成第一次启动的。现在，一些简单的农机，比如小拖拉机，在启动时，还有用手摇方式启动的。（4）总结在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程称为辅助冲程，要靠飞轮的惯性来完成，所以汽油机在开始工作时要靠外力带动。 把四个冲程称为一个工作循环。一个工作循环活塞往复两次，曲轴转动两转，对外做一次功，飞轮转动两圈。 压缩冲程中机械能转化为内能，做功冲程中内能转化
7、为机械能。 （三）柴油机1.柴油机的工作过程播放动画，让学生看到柴油机和汽油机在构造、工作过程上是大致相同的。2.学生观察，柴油机在构造上的不同，会引起哪些变化？（1）柴油机燃烧室顶端有一个喷油嘴，柴油直接喷入。（2）吸入物质不同，吸气冲程只吸入空气。（3）没有火花塞，如何点燃？压缩点燃。3汽油机与柴油机的优缺点（1）汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。（2）柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车、轮船上。（3）柴油发动机与汽油发动机相比，热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿
8、车的推广使用具有重大意义。4.分析汽油机和柴油机的异同点汽油机柴油机不同点燃料汽油柴油结构火花塞喷油嘴吸气冲程吸入的是汽油和空气的混合气体吸入的是空气压缩冲程气压、温度相对较低气压、温度相对较高点火方式点燃式压燃式相同点工作循环都有四个冲程能量转化（1）压缩冲程：机械能转化成内能（2）做功冲程：内能转化成机械能活塞、曲轴运动每一个工作循环，活塞往复两次，曲轴转动两周，对外做功一次。运动都需要外力优缺点汽油机比柴油机轻巧，柴油机比汽油机效率高。但两者都带来了废气和噪声污染。三、课堂练习1常见汽油机工作时，一个工作循环有_个冲程，包括；_、_、_、_。在一个工作循环中，活塞往复_次，曲轴转动_ 周
9、，燃气做功_次。2一台单缸四冲程柴油机飞轮转速为1800r/min，则柴油机1s内 （ ）A完成30个冲程，做功30次 B完成60个冲程，做功60次C完成60个冲程，做功15次 D完成120个冲程，做功30次3如图所示是热机的四个冲程，其中属于做功冲程的是 （ ） A B C D14.2 热机的效率 教学目标【知识与能力】1.知道什么是燃料的热值及其单位的意义,会查燃料热值表。2.会计算某种燃料完全燃烧放出的热量。3.知道热机的效率。4.了解提高效率的途径。【过程与方法】通过与机械效率的对比了解热机的效率，知道机械效率是评价投入、产出比的基本方法，并了解不同热机的效率值。【情感态度价值观】了解
10、热机的使用对社会的贡献和带来的环境污染，感受到自然科学的发展和先进技术的应用在推进社会发展的同时，也造成了环境污染。教学重难点【教学重点】掌握热值的概念和单位、根据热值的定义计算燃料燃烧时放出的热量。【教学难点】 理解热机效率。 教学过程情境导入多媒体播放视频:神舟系列火箭发射。问题：为什么发射火箭上天要用氢做燃料？用汽油、柴油做火箭燃料可以吗？这节课我们就来研究这个问题。一、燃料的热值探究活动1：日常生活中常用到的燃料有哪些？ 分析燃料燃烧过程中的能量转化： 燃料燃烧的过程是化学能转变为内能的过程。探究活动2：燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。 1.燃料的热值（1）定义：某种燃料完
11、全燃烧放出的热量与其质量之比，叫做这种燃料的热值。定义式：。（2）物理意义：干木柴的热值是1.2107J/kg，其物理意义为1kg干木柴完全燃烧放出的热量是1.2107J。（3）热值的单位：焦每千克(J/kg)。（4）说明气体燃料的热值对某些气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积之比，叫做这种气体燃料的热值，其定义式为，热值在数值上等于在标准状态下1 m3的燃料完全燃烧放出的热量，单位为焦每立方米；符号：J/m3。2了解燃料的热值表 几种燃料的热值/(Jkg-1)干木柴(约)1.2107柴油4.3107烟煤(约)2.9107煤油4.6107无烟煤(约)3.4107汽油4.6107焦炭3.0107氢
12、1.4108木炭3.4107煤气/(Jm-3)约3.9107酒精3.0107沼气/(Jm-3)约1.9107问题1：氢的热值是多少?其物理意义是什么?回答1：氢的热值是1.4108 J/kg；其物理意义是：1 kg的氢完全燃烧放出的热量是1.4108 J。问题2：汽油的热值是多少?其物理意义是什么?回答2：汽油的热值是4.6107 J/kg；其物理意义是：1 kg的汽油完全燃烧放出的热量是4.6107 J。热值是物质本身的一种性质,它与物体的质量、形状、体积、位置、温度、吸收或放出热量的多少等因素都无关，是反映燃料优劣的重要指标。不同物质的热值一般不同，所以热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的
13、种类有关，与形态、质量、体积无关。3有关燃料燃烧放热的计算 燃料放出热量的公式：Qmq或QVq。二、热机的效率 探究活动3：讨论交流： 热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？1定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比。（h）2公式：=100%3说明：(1)热机的效率是热机性能的重要指标；(2)各种热机的效率： 蒸汽机：6%15% 汽油机：2030% 柴油机：30%45% 飞机上的喷气式发动机：50%60% 探究活动4：怎样提高热机的效率？使燃料充分燃烧；尽量减少各种热量损失；在热机的设计和制造上采用先进的技术。4.提高热机效率的途径（1）提高燃料利用
14、率，使燃料充分燃烧；（2）改进热机，减少各种能量损失；（3）充分利用废气的能量；（4）注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。板书设计热机的效率一、燃料的热值定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。单位：J/kg或J/m3公式：Q放mq或Q放Vq二、热机的效率定义：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。公式：。提高燃料利用率的重要措施随堂练习1煤油的热值是4.6107J/kg，将质量4 kg的煤油完全燃烧放出的热量是1.84108J,如果将煤油倒掉一半,它的热值为4.6107J/kg。2关于燃料和燃料的热值，以下说法正确的是（ A ）A燃料的热值与燃料的燃烧情况无关B容易燃烧的燃料，热值一定大C煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放
