第十四章 内能的利用第1节热机的教学设计

第十四章 内能的利用第1节热机的教学设计

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1、第十四章内能的利用第1节热机【教学目标】1、知识与技能●了解四冲程内燃机的基本构造和工作原理。●知道四冲程内燃机的工作过程和能量转化情况。●知道柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。●了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。2.过程与方法●通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。●利用动画、图片或模型讲解四冲程内燃机的基本结构和工作过程。●通过分析汽油机和柴油机的构造及工作过程的异同,学习分析和比较的研究方法。3.情感态度与价值观●通过演示实验养成学生观察和分析问题的能力。●通过阅读“科学世界

2、”,了解现代汽车的一些常识,扩展学生的知识面,养成学生的环保意识。●了解这些内燃机在生产和生活中的应用,提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。 【教学重点】热机的工作原理和汽油机的工作过程【教学难点】汽油机和柴油机的异同点和能量转化【教学准备】教师准备:PPT课件、flash动画(汽油机和柴油机工作过程)、试管、水、橡皮塞、酒精灯、铁架台、火柴、四冲程汽油机模型(J2255型)和柴油机模型等。学生每组准备:四冲程汽油机模型(J2255型)、四冲程柴油机模型【教学过程】教学过程教学内容教师活动

3、学生活动一、创设情境,激趣导入【创设情境】同学们,汽车已经是我们现代生活中不可缺少的交通工具,18世纪第一辆汽车问世时,速度只有数千米每小时,而目前最快的汽车速度已经是声速的几倍,达到了1678千米每小时。世界上第一辆汽车倾听讲述。世界上最快的汽车你想知道汽车是如何获得这么大的机械能的吗?我们这节课要学习的知识——热机,将会揭开它神秘的面纱。板书课题:§14.1热机(设计意图:设置问题悬念,让学生感受热机的威力,诱发学生强烈的探索欲望,由生活走向物理。)听讲,愉快地进入新课学习。二、探究过程:(一)

4、热机1、热机的原理【演示实验】如图:在试管内装少许水,用一层红色塑料薄膜裹着棉花塞在试管中上部,利用点燃的酒精灯对封闭试管中的水加热一段时间,当水沸腾时,水蒸汽会慢慢推动塞子向试管口运动,让学生观察现象。(提示:为节约时间,可用热水或提前加热;试管口对着空处,塞子不要塞得太紧,以防危险。)出示问题让学生思考:(1)看到什么现象?(2)棉花塞被顶向管口,推动塞子的能量来自哪里?(3)水蒸气具有的内能从何得到?总结:在这个实验中,酒精燃烧的化学能→水和水蒸气的内能→塞子的机械能,这个实验虽然简单,我们也

5、可以从中发现,利用内能可以做功,人们由此发明了利用内能做功的机械——热机。仔细观察现象。结合看到的现象讨论交流,回答问题:塞子慢慢向试管口运动。水蒸气的内能转化为塞子的机械能。酒精燃烧的化学能转化为水蒸汽的内能。理解热机的原理:内能转化为机械能。2、热机种类及发展史3、内燃机(设计意图:通过图片的展示,简单的小实验,引发学生的思考,调动学习的兴趣,活跃课堂气氛。体现从生活走向物理。)【列举实例】热机的发明和广泛使用,使人类迈入了工业化社会,热机的种类很多,它们都是把内能转化为机械能的,有蒸汽机、内燃

6、机、汽轮机、喷气发动机等,你知道哪些地方用到了热机吗?鼓励学生大胆回答,并出示图片,简单介绍热机发展过程。蒸汽机喷气发动机汽轮机(设计意图:讲述热机的发展历程,了解这些内燃机在生产和生活中的应用,提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。)【过渡问题】在上面的演示实验中用酒精灯给试管中的水加热,由于燃料在试管外燃烧,热量损失较大,内能的利用率较低。为获得更大的动力,怎么办?哪种热机能够做到?【认识内燃机】什么是内燃机?内燃机分为几类?总结并展示汽油机、柴油机图片。汽油机柴油机结合生活经验回答:飞

7、机、火箭、汽车、摩托车、拖拉机等。倾听老师的讲述,了解热机的分类和热机的发展过程。思考讨论:将燃料在封闭的环境下燃烧,利用内燃机可以获得更大的动力。回答:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。内燃机按照所需燃料的不同分为汽油机和柴油机两类。(二)汽油机【过渡】内燃机是现代社会中最常见的一种热机,目前人们生活中重要的交通工具——汽车,其动力机械多数就是汽油机,我们重点学习汽油机的工作1、汽油机构造2、汽油机工作原理原理。【认识构造】展示汽油机模型,指导学生认识构造,并简要介绍其作用。【演示

8、冲程】转动汽油机的手柄,让学生观察活塞在汽缸内的运动情况,向学生介绍冲程:活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。【自学工作原理】要使汽油机连续工作,活塞必须能在汽缸内往复运动,提问:1、四冲程汽油机的一个工作循环包括哪四个冲程?2、这几个冲程的工作过程是怎样的?有没有能量的转化?吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程让学生自学教材,利用汽油机模型进行操作,再结合汽油机工作的flash动画,仔细观察四个冲程的工作过程,并完成下表(答案见附件1)冲程

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