新课标人教版九年级物理《热机》教学设计

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名师讲义 《热机》教学设计
江苏南京29中致远校区　殷发金
一、教学目标

（一）知识与技能

1．通过观察、分析内能转化为机械能的实验，知道热机的概念，初步了解其工作原理。

2．借助于模型、挂图和动画视频，了解汽油机和柴油机的构造和工作过程。

（二）过程与方法

通过了解汽油机和柴油机的构造和工作过程，利用对比的方法来认识这两种内燃机的异同点。

（三）情感态度和价值观

通过阅读“现代汽车”，了解内能的利用对人类社会发展的重要意义。

二、教学重难点

本节是由热机、汽油机和柴油机三部分内容组成的，它是前一章内能知识的实际应用。内能在实际中主要用于加热物体和做功，热机就是把内能转化为机械能的应用，通过实验得出内能可以转化为机械能。实际中蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等都是热机在实际中的应用，内能的应用对社会的进步、人类的发展具有重大意义。汽油机和柴油机是内燃机在生活中应用广泛的两种机器，它们是如何把内能转化为机械能的？为什么它们能连续工作？要解决这些问题，就必须对四冲程汽油机的结构及工作原理有一定的了解。虽然汽油机和柴油机在实际中应用广泛，但学生对其工作原理还不是很了解，所以了解四冲程汽油的基本工作原理既是本节重点，也是本节的难点。

重点：了解四冲程汽油机的基本工作原理。

难点：了解四冲程汽油机的基本工作原理。

三、教学策略

把内能转化为机械能是内能利用的一个方面，可以通过蒸汽机、内燃机、喷气发动机等应用来引入本节课的主题。通过实验来证明内能可以转化为机械能，得出热机的概念，举例说明生活中热机的应用情况，重点介绍内燃机中的汽油机。利用挂图、模型、视频等认识汽油机的构造，了解汽油机的基本工作原理。学生可以结合课本上的想想议议的问题初学课本内容，请同学根据挂图来介绍每个冲程，其余同学进行补充，重点强调四个冲程中的能量转化、冲程的判断依据等。柴油机的工作原理与汽油机基本相同，可以利用对比的方法来学习柴油机，从构造、工作过程、点火方式等方面与汽油机进行对比。柴油机与汽油机各有优缺点，实际生活中会根据不同的需要使用不同的机器。随着技术的发展，柴油机的一些缺点得到了改进，使用的范围更广泛了。适当介绍其他的热机，了解内能的利用对人类社会发展的重要意义。

四、教学资源准备

多媒体课件、试管、酒精灯、铁架台、水、火柴、汽油机模型和挂图、柴油机模型和挂图等。

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五、教学过程

教学环节	教师活动	学生活动	设计意图
创设情景 （5分钟）	播放超音速汽车，思考汽车是如何获得机械能的？	学生观看视频，思考提出的问题。	创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲。
引入新课 （5分钟）	播放蒸汽机、内燃机、喷气发动机、汽轮机等视频。 这些机器在使用时都要使用化石燃料作为能源，燃烧后放出大量的内能，向外输出机械能。它是如何把内能转化为机械能的呢？生活中还有没有类似的实例？	学生观看视频，思考如何把内能转化为机械能。结合生活实际来说明。	提出问题，引入新课。
新课内容（25分钟）	利用内能做功 演示实验：利用内能来做功。 利用课本所示的实验装置，利用橡胶塞塞紧试管口，用酒精灯加热试管中的水，观察发生的现象。 请同学来描述实验现象。 塞子为什么会飞出去？它的机械能从哪来的？ 酒精燃烧释放出热量，通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生的水蒸气也越来越多，是水蒸气对塞子做功。 为什么在塞子附近会出现“白气”呢？	学生观察实验。 学生结合观察的实验，回忆实验现象。试管内出现大量气泡；试管塞会被水蒸气冲出去；在试管口附近会出现大量“白气”。 学生思考，塞子飞出去说明有其他物体对它施加的力做了功，机械能增大。试管内产生的高压水蒸气对塞子做了功，把水蒸气的内能转化为塞子的机械能。 水蒸气对外做功，内能减少，温度降低，水蒸气液化成的小水滴。	通过实验来证明内能可以转化为机械能，引入热机的概念。
	热机 你生活中还见过内能转化为机械能的实例吗？ 人们把各种利用内能做功的机械叫热机。热机的能量转化是把内能转化为机械能。 生活中还有哪些热机？ 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机分为两大类：汽油机和柴油机。 投影汽车和货车的图片。这些运输工具的心脏就是汽油机和柴油机。	学生举例，如水烧开时，壶盖会被顶起来。装有半瓶水的热水瓶瓶塞有时会“跳”出来等。 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 观察图片，了解汽油机和柴油机在实际中的应用。	利用实例了解热机。 利用实际应用提高学生学习兴趣，产生继续研究的欲望。
	汽油机 阅读课本上有关汽油机的内容，思考下列问题： 1．四冲程汽油机包括哪些主要部件？ 2．什么是冲程？ 3．汽油机一个工作循环有几个冲程？各个冲程的名称分别是什么？ 4．在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？ 5．哪个冲程实现了内能转化为机械能，使汽车获得动力？ 6．如何根据四冲程汽油机的简图判断出冲程的名称？判断的依据是什么？ 展示汽油机各冲程的挂图。 汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。这四个冲程中内能和机械能的相互转化发生在压缩冲程和做功冲程。 出示汽油机模型，对照模型介绍各部件的名称，演示各冲程，可以直观地看到各冲程活塞运动的方向、两个气门的开闭情况。 观察模型，总结汽油机一个工作循环活塞往复几次？曲轴转几圈？对外做功几次？	学生带着问题阅读课本，自学汽油机的内容。 结合挂图和课本内容，回答自学时提出的思考题。同学之间进行补充回答。 学生小结各冲程的判断方法，可以观察活塞的运动方向，如果活塞远离火花塞是吸气冲程或做功冲程；如果两个门均关闭则为压缩冲程或做功冲程。 汽油机的一个工作循环活塞往复两次，曲轴转两圈，对外做功一次。	培养学生的自学能力。 培养学生的自学能力和总结能力。
	柴油机 柴油机是另外一种常见的内燃机，它与汽油机有很多相似之处，但也有不同之处，请阅读课本柴油机的相关内容，与汽油机进行对比，说出汽油机和柴油机的异同。 给出柴油机的结构示意图和实物模型。 用动画演示柴油机的工作过程。 柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率。 柴油机较笨重、工作噪声大，多用于大型机械，但随着技术的进步，体积、噪声和污染等方面缺点逐步得到改善，柴油机也开始小型化了，得到更多的应用。 完成汽油机和柴油机的工作过程的相同点和不同点的表格。 汽油机 柴油机 工作过程 吸气冲程 不同 相同 压缩冲程 不同 相同 做功冲程 不同 相同 排气冲程 说说在实际中你见过哪些地方使用了汽油机，哪些地方使用了柴油机。	学生自学，相互讨论后进行总结。 相同点：汽油机和柴油机都有四个冲程，名称相同；压缩冲程和做功冲程能量转化相同。 不同点：结构不同，汽油机有火花塞，柴油机是喷油嘴；点火方式不同，汽油机是点燃式，柴油机是压燃式；汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的是空气；用途上不同，汽油机轻便，可用于小型机械，如小汽车等，柴油机较笨重，但输出功率较大，可用于大型机械，如坦克、载重汽车等。 学生完成表格，并进行交流。 学生举例说明，汽油机应用与小汽车、割草机等；柴油机应用于载重汽车、坦克、大型发电机等。	培养学生的自学能力。 巩固利用对比的方式研究问题的方法。 利用列表对比的方法加深对汽油机和柴油机的工作过程的了解。 物理联系生活。
	阅读科学世界“现代汽车”，了解汽车的组成以及技术的发展对现代汽车发展的影响。	阅读“现代汽车”，了解内能利用技术的进步，对人类社会发展的重要意义。	了解内能的利用对人类社会发展的重要意义。
总结（5分钟）	课堂小结： 1．通过这节课你学到了什么？ 2．什么是热机？列举常见的一些热机。 3．什么是冲程？汽油机一个工作循环有几个冲程？曲轴转几圈？活塞往复几次？对外做功几次？ 4．柴油机与汽油机有哪些相同点和不同点？ 5．列举实际中哪些地方使用汽油机和柴油机？	学生梳理本节课本知识内容。 1．本节主要学习了热机、汽油机和柴油机，研究了汽油机和柴油机的工作过程、工作原理等。 2．热机是将内能转化为机械能的机器，热机在生活中应用广泛，例如内燃机、蒸汽机、喷气发动机等。 3．汽油机中活塞从汽缸的一端运动到另一端叫一个冲程，一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。一个工作循环曲轴转两圈，活塞往复两次，对外做功一次。 4．可以从结构、工作过程、使用范围等方面进行比较。 5．汽油机轻便，可用于小型机械，如小汽车等；柴油机较笨重，可用于大型机械，如坦克、载重汽车等。	培养学生总结归纳的能力。
作业布置	课本“动手动脑学物理”第2～4题。	按要求完成。	知识巩固。