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2019-2020年九年級物理全冊 第十四章 內(nèi)能的利用 14.1 熱機學案（新版）新人教版 基本思路： 教學目標 1．了解四沖程汽油機和柴油機的基本工作原理； 了解內(nèi)能的利用在人類發(fā)展史上的重要意義． 2．通過演示實驗使學生了解可以利用內(nèi)能來做功；利用動畫、圖片或模型講解四沖程汽油機的基本結構和工作原理． 3．通過演示實驗培養(yǎng)學生觀察和分析問題的能力． 教學重點：內(nèi)燃機的基本結構和工作原理。 突破措施： 閱讀課文，觀察熱機模型。 教學難點：內(nèi)燃機的工作狀態(tài)及能量轉化。 突破措施：利用模型，結合多媒體課件講解。 教法：實驗法、講解法。 學法指導： （1）通過演示實驗，使學生明白內(nèi)能能夠做功。 （2）通過汽油機和柴油機模型及講解，使學生理解掌握內(nèi)燃機的四個沖程及各沖程的能量轉化。 教具準備：多媒體課件、熱機模型。 教學過程： 一、預習導學： 閱讀教材回答下列的問題： 1、熱機是將 能轉化為 能的機械。 2、內(nèi)燃機是由 、 、 、 四個沖程組成的。 二、學習導入： 小明從“燒開的水會把壺蓋頂起”的現(xiàn)象中得到啟示，猜想可能是由于水燒開后，產(chǎn)生大量高溫的水蒸氣在熱水壺內(nèi)膨脹對壺蓋做功，從而將壺蓋頂起，實現(xiàn)了內(nèi)能向機械能的轉化。小明的猜想正確嗎？為什么？ 三、深入探究： 1、熱機 在圖的實驗中觀察并思考酒精燈對試管中水加熱時，水的內(nèi)能怎樣變化？ 思考： （1）在加熱過程中水蒸氣內(nèi)能的變化情況是怎樣的？________________。 （2）當加熱一段時間后，看到什么現(xiàn)象？________________。 （3）木塞被頂開，是誰對它做了功？________________。 （4）水蒸氣既然能夠對木塞做功，說明水蒸氣具有能，它具有的是什么能？________________。 （5） 做功能改變物體的___________。 四、課堂總結： 一：汽油機和柴油機工作過程，以一個工作循環(huán)為單位， 一個工作循環(huán)由________、________、________、________四個沖程組成，每一個工作循環(huán)活塞往復運動______次，曲軸轉動______周，對外做功______次，只有________沖程組成靠燃氣推動活塞做功，其他三個沖程靠飛輪________完成。 二、汽油機和柴油機的主要區(qū)別： 結構：汽油機的汽缸頂部是___________，柴油機的汽缸頂部是___________； 點火方式：柴油機的是___________，汽油機是___________。 例1：單缸四沖程內(nèi)燃機工作時，依靠飛輪慣性來完成的是（ ） A. 只有吸氣和壓縮兩個沖程 B. 只有壓縮和排氣兩個沖程 C. 只有排氣和吸氣兩個沖程 D. 只有吸氣、壓縮和排氣三個沖程 分析：內(nèi)燃機工作的四個沖程：吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程中僅有做功沖程中燃氣膨脹，推動活塞對外做功，同時帶動飛輪轉動，其余三個沖程都需要外力驅使才能完成，即由飛輪的慣性完成。 例2：某單缸四沖程汽油機工作時，每秒鐘內(nèi)燃機對活塞做功25次，則此汽油機的轉速為（ ） A. 20r/min B. 25r/min C. 3000r/min D. 6000r/min 分析：四沖程的汽油機每一個工作循環(huán)活塞往復2次，曲軸轉動2周，飛輪轉動2轉，完成四個沖程，做功一次，由此可知每秒鐘飛輪轉動225=50轉，每分鐘轉動3000轉。 【課后達標】 1. 如圖所示實驗，試管口木塞沖出過程（ ） A.試管口出現(xiàn)的白霧是水蒸氣 B.試管口出現(xiàn)白霧說明水蒸氣內(nèi)能增加 C.能量轉化情況與內(nèi)燃機壓縮沖程相同 D.水蒸氣對木塞做功，水蒸氣的內(nèi)能減少 2. 熱機利用內(nèi)能的過程：燃料的_________能通過燃燒的方式轉化成_______能，又通過做功的方式把 能轉化為____________能。 3. 常見汽油機工作時，一個工作循環(huán)有_________個沖程，包括；_________、_________、_________、_________。在一個工作循環(huán)中，活塞往復______次，曲軸轉動______周，燃氣做功_______次。 4. 汽油機和柴油機在壓縮沖程中，___________能轉化為___________能，在做功沖程中，___________能轉化為___________能。 5. 在汽油機的四個沖程中，___________和___________沖程發(fā)生了能量的轉化，___________沖程使汽車獲得動力，___________沖程排出了汽車的尾氣。 6. 汽油機工作的四個沖程中，___________沖程是燃氣對活塞做功，此過程是將___________能轉化為___________能。 7. 汽油機的一個工作循環(huán)是排氣，吸氣，壓縮，__________這四個沖程，其中能將機械能轉化為內(nèi)能的沖程是__________沖程。 （6）水蒸氣膨脹對外做功時，__________減少、溫度__________，從而使水蒸氣遇冷__________成小水滴。 （7）從能量轉化角度看：活塞能被彈起，是因為氣體的_______能轉化為活塞的_______能。 提示：上面的裝置就是一個簡單原始的熱機。 2. 熱機利用內(nèi)能的過程：燃料的_________能通過燃燒的方式轉化成_______能，又通過做功的方式把______能轉化為_________能。熱機應用歷史上從蒸汽機到內(nèi)燃機，內(nèi)燃機有___________及___________等，大多數(shù)交通工具，都使用它們作動力。 熱機中的能量轉換： 3. 內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機________燃燒產(chǎn)生動力的熱機。最常見的內(nèi)燃機，以汽油或柴油為燃料，分別叫做___________和___________。 2：內(nèi)燃機之汽油機 3、做功沖程特點： 活塞：向______運動。 進氣門：__________。 排氣門：__________。 氣體的_____能轉化為活塞的__________能。 1、吸氣沖程特點： 活塞：向______運動。 進氣門：__________。 排氣門：__________。 2、壓縮沖程特點： 活塞：向______運動。 進氣門：__________。 排氣門：__________。 _____能轉化為_____能。 4、排氣沖程特點： 活塞：向______運動。 進氣門：__________。 排氣門：__________。 小結：一個工作循環(huán)有 個沖程，飛輪轉動 周，對外做功 次，活塞往復 次，其他沖程靠飛輪的 完成。 3：內(nèi)燃機之柴油機（對比汽油機學習） （1）柴油機是利用 作燃料來工作的。 （2）構造： （3）工作過程：工作過程以一個循環(huán)為一個單元，一個循環(huán)有______個沖程。包括：_______ 、 ________ 、 _______ 、 ________四個沖程。 8. __________，沒有__________。 9. 右圖是內(nèi)燃機的某一個沖程的工作情況，可以斷定是__________沖程，它將__________能轉化成__________能。 10. 關于四沖程汽油機的工作過程有以下幾種說法， 其中正確的是_____________。 ①在做功沖程中，是機械能轉化為內(nèi)能 ②在做功沖程中，是內(nèi)能轉化為機械能 ③只有做功沖程是燃氣對外做功 ④汽油機和柴油機的點火方式相同 11. 下列流程圖是用來說明單缸四沖程汽油機的一個工作循環(huán)涉及到的主要能量轉化情況，關于對圖中①③③④的補充正確的是（ ） A.①做功沖程 ②內(nèi)能轉化為機械能 ③壓縮沖程 ④機械能轉化為內(nèi)能 B.①壓縮沖程 ②內(nèi)能轉化為機械能 ③做功沖程 ④機械能轉化為內(nèi)能 C.①做功沖程 ②機械能轉化為內(nèi)能 ③壓縮沖程 ④內(nèi)能轉化為機械能 D.①壓縮沖程 ②機械能轉化為內(nèi)能 ③做功沖程 ④內(nèi)能轉化為機械能 12. 汽油機的一個工作循環(huán)是由________個沖程組成，其中對外做功________次，在壓縮沖程中，氣體的溫度升高，這是通過________的方式增加內(nèi)能，為了不讓汽油機在工作時溫度升得太高，在設計制造時，汽缸外有一個水套，讓汽缸被水包圍著，這是通過________ 的方式減少汽缸內(nèi)能.用水來冷卻汽缸是因為水的________ 較大. 13. 汽油機吸入氣缸的物質是（ ） A、汽油 B、空氣 C、汽油與空氣混合物 D、燃氣 14. 一臺四沖程內(nèi)燃機飛輪轉速為1800 tad／min，它1 s完成了 ( ) A．30個沖程，做了30次功 B．60個沖程，做了60次功 C．120個沖程，做了30次功 D．60個沖程，做了15次功 15. 汽油機的壓縮沖程中，氣缸中空氣的溫度、壓強和體積變化情況是 A.溫度升高，壓強增大，體積減小 B.溫度升高，壓強減小，體積增大 C.溫度降低，壓強減小，體積減小 D.溫度降低，壓強減小，體積增大 板書設計： 課后反思：