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物理

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14.1《热机》教学设计  

2015-12-10 22:33:56|  分类: 教学设计 |  标签: |举报 |字号 订阅

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14.1《热机》教学设计  

 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。

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。


 

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