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初三物理《內(nèi)能與熱機(jī)》優(yōu)秀教案
【教學(xué)課時(shí)】
1課時(shí)。
【教材分析】
通過四沖程內(nèi)燃機(jī)工作原理的學(xué)習(xí),使學(xué)生了解內(nèi)燃機(jī)的主要結(jié)構(gòu);大致了解內(nèi)燃機(jī)工作時(shí),能量的轉(zhuǎn)化與轉(zhuǎn)移情況;了解內(nèi)燃機(jī)在現(xiàn)代生活特別是交通方面的應(yīng)用。
【教學(xué)目標(biāo)】
1.常識(shí)性了解汽油機(jī)的基本構(gòu)造和工作原理。
2.常識(shí)性了解柴油機(jī)與汽油機(jī)在構(gòu)造和工作過程中的異同點(diǎn)。
3.常識(shí)性了解四沖程內(nèi)燃機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。
【教學(xué)重點(diǎn)】
內(nèi)燃機(jī)的基本構(gòu)造和工作原理。
【教學(xué)難點(diǎn)】
內(nèi)燃機(jī)的工作過程。
【教學(xué)方法】
講解與閱讀指導(dǎo)并行。
【實(shí)驗(yàn)器材】
內(nèi)燃機(jī)示教模型(帶電燈指示),教學(xué)掛圖。
【教學(xué)過程】
〖引入新課
復(fù)習(xí)提問:
1、改變物體內(nèi)能的兩種方式是什么?
2、內(nèi)能有哪兩方面的主要作用?
新課引入
熱機(jī)是指把燃料燃燒時(shí)釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置。熱機(jī)應(yīng)用歷史上從蒸汽機(jī)到內(nèi)燃機(jī),內(nèi)燃機(jī)有汽油機(jī)及柴油機(jī)等,大多數(shù)交通工具,都使用它們。我們有必要學(xué)習(xí)內(nèi)燃機(jī)原理。
〖新課教學(xué)
內(nèi)燃機(jī):燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。
最常見的內(nèi)燃機(jī),以汽油或柴油為燃料,分別叫做汽油機(jī)和柴油機(jī)。
1.汽油機(jī):指出汽油在汽油機(jī)汽缸內(nèi)燃燒、生成高溫高壓燃?xì),燃(xì)馔苿?dòng)活塞而做功,燃?xì)鈨?nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能。
。1)構(gòu)造(圖)。(出示模型或掛圖。邊指示邊講解)。進(jìn)氣門,排氣門,火花塞,氣缸,活塞,連桿,曲軸。(介紹名稱的同時(shí),介紹各部分的功能)
沖程:活塞從氣缸一端運(yùn)動(dòng)到另一端的單向運(yùn)動(dòng)叫做一個(gè)沖程。
(2)工作原理。如圖
(邊運(yùn)轉(zhuǎn)模型邊講解,并提醒學(xué)生注意觀察活塞、氣門、連桿、曲軸的動(dòng)作情況)
內(nèi)燃機(jī)的工作過程以一個(gè)循環(huán)為一個(gè)單元,一個(gè)循環(huán)又分為四個(gè)沖程。
1.〈吸氣沖程〉開始工作前,活塞位于氣缸上端,進(jìn)、排氣門軍關(guān)閉。工作時(shí),活塞由上向下運(yùn)動(dòng),進(jìn)氣門打開,排氣門仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大,壓強(qiáng)減小,空氣和汽油的混合氣體被吸入氣缸。這是第一個(gè)沖程。
2.〈壓縮沖程〉活塞運(yùn)動(dòng)到最下端,就開始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動(dòng)。這時(shí)進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉,混合氣體被強(qiáng)行壓縮,使氣體的溫度升高,壓強(qiáng)增大。這是第二個(gè)沖程。
3.〈做功沖程〉壓縮結(jié)束時(shí)雖然溫度較高,但未能達(dá)到燃料的燃點(diǎn)。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間,火花塞產(chǎn)生電火花,使燃料猛烈燃燒,產(chǎn)生高溫高壓氣體,高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞向上向下運(yùn)動(dòng),通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。實(shí)現(xiàn)了內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。這是第三個(gè)沖程。
4.〈排氣沖程〉做功沖程結(jié)束,活塞繼續(xù)向下向上運(yùn)動(dòng),進(jìn)氣門關(guān)閉,排氣門打開,燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。這是最后一個(gè)沖程。
此后,活塞又由上向下運(yùn)動(dòng),從此進(jìn)入下一輪循環(huán)。在一個(gè)工作循環(huán)中有四個(gè)沖程,活塞往復(fù)兩次,曲軸轉(zhuǎn)兩周,對外做一次功。
。3)能的轉(zhuǎn)化:在做功沖程燃?xì)鈱钊龉,?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。其余三個(gè)沖程靠消耗飛輪的機(jī)械能來完成。
2.柴油機(jī):用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)。
。1)學(xué)生根據(jù)圖,描述柴油機(jī)的工作過程。
。2)思考:一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程,活塞運(yùn)動(dòng)2次,燃油燃燒1次,對外做功1次。問在不做功的沖程活塞為什么也會(huì)運(yùn)動(dòng)?
。3)柴油機(jī)與汽油機(jī)的區(qū)別:
、俨裼蜋C(jī)與汽油機(jī)的相同點(diǎn):都是內(nèi)燃機(jī);一個(gè)工作循環(huán)都要經(jīng)歷四個(gè)沖程。
②柴油機(jī)與汽油機(jī)的不同點(diǎn):構(gòu)造方面:些油機(jī)沒有火花塞,而在相應(yīng)位置上安裝的是噴油嘴。 吸入的氣體不同,點(diǎn)火方式不同。使用范圍。
〖小結(jié)
汽油機(jī)工作原理:
吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程
進(jìn)氣門打開關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉
排氣門關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉打開
活塞向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)向下運(yùn)動(dòng)向上運(yùn)動(dòng)
主要作用混合汽油可燃?xì)獗晃雺嚎s燃?xì)鉁囟壬呷細(xì)鈱ν庾龉U氣排出
慣性慣性內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能
通過曲桿對外做功慣性
汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)分:
汽油機(jī)柴油機(jī)
相同點(diǎn)吸氣、壓縮、做功、排氣四個(gè)沖程內(nèi)燃機(jī)
不同點(diǎn)構(gòu)造上火花塞噴油嘴
點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓燃式
優(yōu)點(diǎn)輕便便宜,功率大,效率高。
〖作業(yè)
課本
【板書設(shè)計(jì)】
第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)
1、汽油機(jī):用汽油作為燃料的內(nèi)燃機(jī)
構(gòu)造:進(jìn)氣門、排氣門、火花塞、氣缸、活塞、連桿、曲軸
工作原理:工作過程以一個(gè)循環(huán)為一個(gè)單元,一個(gè)循環(huán)四個(gè)沖程
2、柴油機(jī):用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)
【教學(xué)反思】
第四節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)
【教學(xué)課時(shí)】
1課時(shí)。
【教材分析】
"注重學(xué)生發(fā)展,改變學(xué)科本位"。本節(jié)闡述了有關(guān)燃料的熱值,熱機(jī)效率等物理概念,還涉及了科技發(fā)展史(熱機(jī)的發(fā)展),生物,化學(xué)知識(shí)(酸雨的形成和生物的影響),環(huán)境保護(hù)(大氣污染)等方面的內(nèi)容。通過具體分析,使學(xué)生認(rèn)識(shí)到在利用燃料內(nèi)能方面,也不可避免地會(huì)有一部分內(nèi)能轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移到其他方面,因此要建立熱機(jī)效率的概念,并與機(jī)械效率作聯(lián)系和類比。使學(xué)生了解內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展對人類進(jìn)步起到的作用,同時(shí)要使學(xué)生認(rèn)識(shí)到它給環(huán)境帶來的污染問題。
【教學(xué)目標(biāo)】
。、建立熱值概念。知道熱值是燃料燃燒放熱的特性,了解熱值的表示法和常見燃料的熱值,能利用熱值表進(jìn)行有關(guān)燃燒放熱的簡單計(jì)算。
2、了解熱機(jī)效率。知道熱機(jī)工作時(shí)燃料釋放能量的主要流向,知道可以怎樣提高熱機(jī)效率,及提高熱機(jī)效率的意義所在。
。、了解熱機(jī)的利用與人類社會(huì)發(fā)展的關(guān)系,并能簡述熱機(jī)的使用產(chǎn)生的排放物對環(huán)境不良影響,培養(yǎng)自覺的環(huán)保意識(shí)。
【教學(xué)重點(diǎn)】
了解熱機(jī)效率及提高熱機(jī)效率的途徑,知道在利用熱機(jī)形成的環(huán)保問題。
【教學(xué)難點(diǎn)】
熱機(jī)效率的理解,并能用熱機(jī)效率進(jìn)行簡單計(jì)算。
【教學(xué)過程】
〖引入新課
人要生存,離不開能量,機(jī)器要運(yùn)轉(zhuǎn),也離不開能量,而內(nèi)能又是人類和各種動(dòng)力機(jī)械主要利用的能量形式之一。而燃料的燃燒正是這一的主要途徑。下面我們先來討論燃料及與燃料有關(guān)的問題。
(1)燃料的特點(diǎn):能夠燃燒,并放出熱量;燃料燃燒的過程是化學(xué)能變?yōu)閮?nèi)能的過程。
。2)介紹燃料種類(固體、液體、氣體),
。3)舉例說明不同的燃料燃燒時(shí)放出熱量不同。
〖新課教學(xué)
一、燃料的熱值。
熱值:1千克的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量。符號(hào):q
。1)單位:焦/千克。(/g);驓怏w燃料的熱值:/3
。2)熱值的物理意義:
干木柴的燃燒值是1.2×l07焦物理意義是1千克的干木柴完全燃燒放出的熱量是1.2×l07焦。
。3)公式:Q=q或q=Q/
。4)例題:計(jì)算4g柴油完全燃燒釋放的熱量。
析:從熱值表中查得柴油的熱值是q=3.3×107 /g,則
Q=q=4g×3.3×107 /g=1.32×108
二、熱機(jī)效率。
熱機(jī)是內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的機(jī)器,它跟所有機(jī)械一樣,也有效率的問題。 熱機(jī)效率是熱機(jī)性能的一個(gè)重要指標(biāo)。
。1)熱機(jī)的效率:用來做有用功那部分能量和燃料完全燃燒放出的能量之比。
。2)學(xué)生分析圖的熱機(jī)燃料燃燒能量走向示意圖討論如何提高熱機(jī)效率的效率? 讓燃料盡可能充分燃燒,減小內(nèi)能損失,運(yùn)動(dòng)部件潤滑良好。
三、環(huán)境保護(hù)。
1.內(nèi)能對環(huán)境的影響。
(1)廢氣污染(CO、SO 、酸雨),
(2)噪聲污染。
2.保護(hù)環(huán)境,減小污染措施。
。1)改進(jìn)燃燒設(shè)備,采取集中供熱,加裝消煙除塵裝置。
(2)提高內(nèi)能的綜合利用率。
把直接燒煤、燃油改為燒其工業(yè)副產(chǎn)品;把內(nèi)能的一次利用變?yōu)槎啻卫茫ㄈ缬糜酂峁┡龋?/p>
。3)充分開發(fā)、利用污染小或無污染的能源(如太陽能等)。
〖小結(jié)
我國政府歷來重視環(huán)境問題,把發(fā)展經(jīng)濟(jì)與保護(hù)環(huán)境放到了同等重要的位置。只要我們大家都能像重視生命一樣重視環(huán)境,責(zé)無旁貸地承擔(dān)起保護(hù)環(huán)境的義務(wù),難題也就變得不難了,就一定能使天更藍(lán)、水更清。
〖作業(yè) 課本
【板書設(shè)計(jì)】
第四節(jié) 熱機(jī)效率和環(huán)境保護(hù)
一、燃料的熱值。
熱值:1千克的某種燃料完全燃燒時(shí)放出的熱量。
(1)符號(hào):q
。2)單位:焦/千克。(/g);驓怏w燃料的熱值:/3
(3)熱值的物理意義:
。4)公式:Q=q或q=Q/
二、熱機(jī)效率。
三、環(huán)境保護(hù)。
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