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作为九年级的学生,对物理学的课程学习方法有一定的掌握了,大部分学生可以对上下章节内容进行联系,进行思考。学生在上章已经学习了内能的本质、内能的改变等相关知识,为本章学习内能的利用奠定了一定的基础。热机是随着人类社会进步不断发展的,热机的种种变革为人类生活便利提供了便利,生活中汽车、摩托之类交通工具的普及,国防航空事业中高端热机的制造出现,激发了学生的探究欲望。学生希望能够学习热机的一些基本原理,对一些涉及到生活中的物理现象进行学习。教师可以创设相关学习环境,激发学生的学习兴趣,让学生主动学习,同学之间合作探究。通过生活相关物件的实践、操作、观察,来主动获取知识、体验物理探究的乐趣、培养学习物理的兴趣动力。
试管、塞子、水、酒精灯、铁架台、挂图或模型、相关教学课件
知识目标:
(1)了解人类“利用内能做功”的历史发展进程。
(2)知道四冲程内燃机的构造和工作原理及工作工作过程。
(3)通过观察汽油机工作过程的动画,知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。
(4)通过观察、对比汽油机和柴油机的模型和工作过程,了解二者的异同。
能力目标:
(1)通过分析汽油机和柴油机的构造和工作过程的异同,学习分析和比较的研究方法。
(2)通过演示实验,了解可以利用内能做功,学会通过阅读和倾听进行学习。
(3)通过阅读“科学世界”,了解现代汽车的一些常识,培养自学能力。
情感目标:
(1)通过对热机发展简史、汽油机的结构以及工作过程的学习,感受到人类对美好事物孜孜不倦的追求,逐步培养学生崇尚科学、爱科学、学
科学的兴趣。
(2)了解生活中各种常见的热机工作时的利弊,唤起学生节约能源,保护环境的意识。
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。
本节课具体重难点:
1、了解四冲程汽油机的基本工作原理。知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。汽油机和柴油机的主要区别。
2、“飞轮”的作用。
对于教师的教学,本节课采用讲授法、讨论法、归纳法相结合的启发式教学方法,通过实验、图片、动画调动学生的学习积极性,通过师生一起讨论得出结论,充分体现“教师主导、学生主体”的教学原则。
对于学生的学习来说,学生通过观察现象,互相之间讨论大胆发表自己的想法和观点;通过观察四冲程柴油机工作的模拟动画,会用语言描述汽油机工作过程;能在教师的引导下,尝试对讨论结果进行归纳。
提问:
①你们曾经乘坐的交通工具有哪些?
②当今社会主要的交通工具有哪些?
③你能说出它们的动力装置是什么吗?
汽车是我们生活中不可缺少的交通工具,那么汽车在行驶过程中靠什么提供动力?火箭为什么又能上天呢?
演示实验:(具体实验或课件动画展示)教材图14.1-1
提问:
你观察到什么现象?这说明了什么?在这个过程中能量是如何转化的?
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。
(设计意图:通过教学的动画的展示,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。)
板书:
热机:热机是指把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。
(一)热机的发展史及种类
热机发展史 蒸汽机――内燃机――汽轮机――喷气发动机
热机的种类:蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等
内燃机:燃料在气缸内燃烧的热机
常的内燃机:汽油机、柴油机
(二)汽油机
1、 汽油机的构造:
【汽油机构造】展示汽油机模型,指导学生认识构造,并简要介绍其作用。
2、汽油机的工作原理:
【演示冲程】转动汽油机的手柄(或展示动画),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。
【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?
学生活动: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。过程中 巡视学
生自学情况,提示注意观察的问题。
冲程 名称 | 进气门开闭情 况 | 排气门开闭情况 | 活塞 运动 方向 | 冲程 的作 用 | 能量 的转 化 |
吸气 冲程 | |||||
压缩 冲程 | |||||
做功 冲程 | |||||
排气 冲程 |
归纳总结:学生展示自己的表格完成情况,教师引导学生进行评价、补充。
3、适时点拨:可根据汽油机活塞运动方向和进气门、排气门的开闭情况来判断汽油机的四个冲程。
4、反馈练习:提出以下问题,让学生结合汽油机的工作过程回答:
①在四个冲程中,哪些冲程发生了能量转化?如何转化的?
②哪个冲程使汽车获得动力?其它几个冲程中活塞的运动是靠什么来完成的?四个冲程顺序能否颠倒?
③哪个冲程排出了汽车的废气?
④一个工作循环有 个冲程,曲轴(或飞轮)转 圈,活塞往复 次,做 次功。
师生交流矫正,加深对汽油机工作原理的理解。
5、汽油机学习小结:一个工作循环,“四冲二转一做功”
(设计意图:运用模型演示和学生模型操作,让学生自主学习,主动得出结论,调动了学生学习的积极性,既有利于学生对
知识的理解,又培养了学生观察和分析问题的能力。)
(三)、柴油机
【过渡】柴油机也是内燃机,那么,它又是怎么工作的呢?
1、柴油机的结构:
【认识构造】把汽油机模型和柴油机模型的构造进行对比,你有什么发现?
2、柴油机的工作原理:
【工作原理】让学生阅读课本,动手操作柴油机模型,接着播放柴油机工作过程的flash动画,让学生仔细观察后思考下列问题:
(1)你能描述柴油机的工作过程吗?先让学生描述,再引导学生纠正补充。
(2)柴油机和汽油机除了在构造上的区别外,还有什么异同?请完成下表
汽油机 | 柴油机 | ||
构造 | |||
不
同
点 | 吸气 冲程 | ||
压缩 冲程 | |||
点火 方式 | |||
效率 | |||
应用 | |||
相 同 点 |
(四)、内燃机的运用:
【提出问题】提出以下问题让学生思考:
(1)从柴油机的工作过程,你能说出柴油机的功率为什么更大吗?
(2)汽油机轻巧但效率较低,柴油机笨重但效率较高,各有优点,它们在生活中各应用在哪些地方?
(设计意图:利用实物演示与动画模拟,对比汽油机学习柴油机,增加知识的趣味性,加深对知识的理解记忆,有效地解决了重点。)
(五)、科学世界:现代汽车
引导学生阅读《教材》P20科学世界“现代汽车”。
汽车动力系统
在汽车工业迅猛发展中,也给环境带来了大气污染和噪音污染,为保护环境,应采取哪些措施?
(设计意图:扩大学生视野,让学生了解物理知识的应用,体现了从物理到社会,同时也提高学生节约能源和保护环境的意识。)
(七)、课堂小结
一、基本知识
1.内能的利用:做功和热传递
2.热机及其分类
3.内燃机:汽油机和柴油机的构造和工作原理。
二、基本技能
会正确查阅资料。
三、基本方法:
观察法、对比法、文献阅读法
(八)、板书设计
14.1热 机
一、热机
1.定义:利用内能做功的机械
2.热机的工作原理:把内能转化为机械能
二、汽油机
1.构造:
2.工作原理:
吸气冲程:
压缩冲程: 机械能→内能
做功冲程: 内能→机械能
排气冲程:
三、柴油机
1.构造:
2.工作原理:
四、柴油机与汽油机的异同点
(九)、作业布置
1、教材P21“动手动脑学物理”1---4题
2、《基础训练》相关
3、热机的发展和应用推动了社会的快速发展。但热机在工作过程中也给环境带来了大气污染和噪音污染,为保护环境,应采取
哪些措施?请联系生活,写一篇关于热机与环境的调查报告。
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