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第1节 热机教学片段——《热机的工作原理》 集体备课大赛

周琼
麓山国际实验学校
初中
物理
九年级
人教版
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    教学准备

    学情分析

         为了便于学生理解,教科书结合汽油机结构示意图简单介绍了汽油机的构造,只突出了那些为讲清工作过程所必须知道的部件,之后,参照汽油机工作的四个冲程示意图,较为详细地介绍四冲程汽油机的基本工作过程,展示热机是如何实现做功的。在想想议议部分,教材中提出了三个问题:1、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?2、哪个冲程使汽车获得动力?3、哪个冲程排出了汽车的废气。因此,我们既要关注热机工作中的能量转化等物理问题,也要注意工程技术的一些目的是如何实现的。学习汽油机四个工作冲程的过程,有助于帮助学生认识科学研究和实际技术的开发过程是不同的,认识科学如何应用于技术和技术如何促进科学发展,从而更加全面地理解STS的思想。

    教学工具

       学生对汽车发动机有一定的认识,在初二下册的物理学习中也知道了汽车依靠牵引力做功才能在公路上行驶。但是将汽车的牵引力和热机的四个冲程联系起来还需要一定的认知过程。以及汽车的转速和热机的四个冲程之间的计算关系,也是学生学习的一个难点。后续计算热机的效率时,涉及到有用功,在汽油机的工作四冲程里哪一个冲程属于为汽车提供有用功,在这里就可以给学生埋下伏笔。

    教学设计

    教学目标

    1、了解汽油机的工作过程。

    2、会辨认四个冲程。

    3、了解汽油机工作过程中能量的转化。

    4、会冲程数量和做功次数、转速之间的关系。

    教学重难点

    1、汽油机的四个冲程顺序及其特点。

    2、在四个冲程中,能量的转化。吸气冲程、压缩冲程、排气冲程是依靠什么进行的?在汽油机启动之前呢?

    3、冲程数量、做功次数、转速之间的计算关系。

    教学方法

      1、汽油机一个工作循环的四冲程及特点:

    冲程名称
    进气门的状态
    排气门的状态
     活塞的运动方向 曲轴转动圈数
    能量的转换
    吸气冲程
    打开
     关闭 向下
    半周
    不用填写
    压缩冲程
    关闭
    关闭
    向上
    半周
    机械能转化为内能
    做功冲程
    关闭
    关闭
    向下
    半周
    内能转化为机械能
    排气冲程
    关闭
    打开
    向上
    半周
    不用填写

    2、冲程数量、做功次数、转速之间的计算关系:

        4个冲程对外做1次功,曲轴转动2周


    教学过程

    1、通过一张汽油机的实物图和剖面图让学生认识汽油机。

    2、介绍汽油机的基本构造。

    3、讲解汽油机的四个冲程以及四个冲程的特点。

    4、观看展示汽油机工作原理的视频

    5、回答想想议议部分的3个问题

    6、小结后进行课堂演练

    活动一:边看边思考 

    学生观看汽车发动机的工作视频并思考下列两个问题:

    1、汽车在行驶的过程中消耗了什么?转化成了什么能?

    2、在这个过程中哪个力做了功?

    教师过渡语言:那我们的内燃机是如何将内能转化为机械能的呢?汽车的牵引力又来自于哪里呢?我们一起来进入第二个环节

    活动二:认一认

    在这个过程中,我们将认识热机的构造、1个概念以及热机的一个工作循环名称,先来看热机的构造:


    学生分组进行实验:实验器材每组一个汽油机模型,分为四组分别进行四个冲程,并填写好表格:

    冲程名称
    进气门的状态
    排气门的状态
    活塞运动方向
    曲轴转动圈数
    能量转化
    吸气冲程




    不用填写
    压缩冲程





    做功冲程





    排气冲程




    不用填写

    活动五:小结

              一个工作循环中,含               个冲程,活塞往复            次,曲轴转动          周,点           次火,对外做功          次。

              两次能量转化:压缩冲程中,                能转化为                能,

                                       做功冲程中,                 能转化为               能。

    活动六:课堂演练

       题目见PPT

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