9物理教科版 第2章 改变世界的热机2.2内燃机

教科版九年级第二章改变世界的热机一、内能的获得——燃料的燃烧燃料燃烧：化学能转化为内能。

二、热值1、定义：某种燃料完全燃烧放出的热量Q与燃料质量m的比，叫做这种燃料的热值。

2、单位：J/kg或J/m33、关于热值的理解：①对于热值的概念，要注重理解三个关键词“燃料”、“完全燃烧”。

燃料：说明热值与燃料的种类有关。

完全燃烧：表明要完全烧尽，否则燃料化学能转变成内能就不是该热值所确定的值。

②热值反映的是某种物质的一种燃烧特性，同时反映出不同燃料燃烧过程中，化学能转变成内能的本领大小，也就是说，它是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积等均无关。

3、公式：Q＝mq（q为热值单位J/kg）。

Q＝Vq（q为热值单位J/m3,V是气体体积）。

实际中，常利用Q吸＝Q放即cm(t-t0)=ηqm′联合解题。

4、酒精的热值是3.0×107J/kg，它表示：1kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。

煤气的热值是3.9×107J/m3，它表示：1m3煤气完全燃烧放出的热量是3.9×107J。

5、火箭常用液态氢做燃料，是因为：液态氢的热值大，体积小便于储存和运输三、内能的利用1、内能的利用方式：⑴利用内能来加热；从能的角度看，这是内能的转移过程。

⑵利用内能来做功；从能的角度看，这是内能转化为机械能。

2、热机：定义：利用燃料的燃烧来做功的装置。

能的转化：内能转化为机械能热机的种类：蒸气机——内燃机（汽油机和柴油机）——汽轮机——喷气式发动机3、内燃机：将燃料燃烧移至机器内部燃烧，将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转转化化为机械能。

按燃烧燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机等。

冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。

4、内燃机大概的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

第二章 改变世界的热机2.1 热机教学目标:1.知识与技能：（1）理解热机的原理就是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能。

（2）了解历史上和现实社会中的几种热机。

2.过程与方法：（1）观察蒸汽吹动纸风车旋转的实验现象，认识燃料的化学能转化成内能再转化为机械能的过程。

（2）经历关于“能量是怎样转化的”讨论过程，了解到热机是通过做功使内能转化为机械能的。

3.情感态度与价值观：通过使学生了解蒸汽机的发展历程，认识人类非凡的创造力对世界的影响。

教学重点：认识热机的工作过程是“燃料的化学能转化成内能再转化成机械能”。

教学难点：认识热机的工作过程是“燃料的化学能转化成内能再转化成机械能”。

教学用具：试管、水、铁架台、软塞、玻璃管、热风车、酒精灯（蜡）、火柴。

教学互动设计：一、创设情景，导入新课广而告之：本公司向贵矿提供蒸汽机，它能替代14匹马，为你的机器提供动力。

蒸汽机为什么能提供动力？它的物理原理是什么？二、新课讲授，师生互动 （一）利用内能来做功改变物体的内能有两种方式，除了热传递还可以通过做功使物体内能增加。

那么，减少物体内能可以做过吗？观察：热机的原理如图2-1-2，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮。

加热试管使水沸腾，细心观察，有什么现象？在这个实验中，燃料的化学能转化为内能，传给水，水沸腾变成水蒸气，水轮机驱动叶轮转动。

石蜡的化学能经燃烧转成内能，火焰的内能传给周围空气，这些空气受热体积变大变成上升气流，即转化为机械能，气流与风车相互作用使风车旋转起来。

从能量转化的特点来看，热风车和热机一样，都是化学能经燃烧转变成内能，内能增大的物体做功转变成机械能，所以热风车和热机有类似之处。

结论：内能转化为机械能。

热机：通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。

（二）蒸汽机——最早的热机。

基本原理：把蒸汽的能量作为动力。

燃料的 机械能内能机械能燃烧做功1769年，瓦特吸收前人的成果，改进、完善了蒸汽机。

第二章改变世界的热机第一节热机【学习目标】1．知道利用内能能够做功。

2．知道热机的工作原理。

3．了解蒸汽机是怎样工作的及生活中形形色色的热机。

一、情景导入生成问题二、自学互研生成能力知识板块一利用内能来做功的内容，独立思考并完成：自主阅读教材P20～211．改变物体内能的方式有哪两种？各举一个生活应用的实例。

答：改变物体内能的方式有：做功和热传递。

举例：做功——摩擦生热热传递——烤火2．实验探究热机的原理如图所示，在试管内装一些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口放一个纸做的小叶轮。

加热试管使水沸腾，细心观察你会发现叶轮转动，在此过程中是燃料的化学能转化为叶轮的机械能。

3．热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。

知识板块二蒸汽机和形形色色的热机的内容，独立思考并完成：自主阅读教材P21～234．如图所示为蒸汽机工作的原理图，蒸汽机的工作原理是：燃料燃烧将燃料的化学能转化为蒸汽的内能，然后蒸汽对活塞做功，将内能转化为机械能。

1.对学分享独学1～4题：(1)对子之间检查独学成果，用红笔互相给出评定等级。

(2)对子之间针对独学的内容相互解疑，并标注出对子之间不能解疑的内容。

2．群学小组研讨：(1)小组长先统计本组经对学后仍然存在的疑难问题，并解疑。

(2)针对将要展示的方案内容进行小组内的交流讨论，共同解决组内疑难。

三、交流展示生成新知方案如图所示，在试管中装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出，在这个实验中，酒精燃烧将化学能转化为内能，并通过热传递把能量转移给水，水沸腾后水蒸气冲开软木塞时，内能转化为塞子的机械能。

四、当堂演练达成目标见学生用书五、课后反思查漏补缺第二节内燃机【学习目标】1．知道汽油机的基本构造和工作的原理。

2．知道四冲程内燃机工作过程中的能量转化。

3．了解火箭发动机的工作原理。

一、情景导入生成问题如图所示汽车奔驰、火车飞驶，一日千里！万吨巨轮劈波斩浪、远涉重洋！飞机刺破苍穹、翱翔蓝天！它们为什么能在交通运输方面大展神威呢？好，让我们一起走近内燃机，了解它们的工作原理吧！二、自学互研生成能力知识板块一 什么是内燃机自主阅读教材P 21的内容，独立思考并完成：1．陈明同学在家庭实验室中做了如图所示的实验，在透明塑料盒的盖子上，开了一个小圆孔，然后将电子打火器伸进圆孔并套紧，如图所示。

2.内燃机
教材分析
一、课标分析
了解四冲程内燃机的工作原理。

知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。

二、内容和地位分析
本节是物理教科版九年级上册第二章《改变世界的热机》的第二节。

内燃机是一种生活中常见的热机,是对上一节内容的延伸,体现了“从物理走向社会”的理念,同时本节课也为下一节课“热机效率”埋下伏笔。

本节课重点介绍了汽油机和柴油机的构造和工作过程,以及对其中的能量转化的分析,之后又介绍了人类飞向太空的发展历史,使学生更加体会到物理学科对社会进步的贡献,潜移默化地培养学生爱科学、学科学的理想。

学情分析
已有知识及方法:学生已经学过热机的概念,汽油机是学生在生活中比较熟悉的一种交通工具,学生对汽油发动机的工作过程也充满了好奇心和求知欲。

通过对第一节热机的能量转化过程的学习,学生已具备从能量角度学习四冲程内燃机的基础。

未知知识及方法:汽油机和柴油机的构造和工作过程、能量转化,以及异同点。

教学目标
1.知道四冲程内燃机的构造和工作原理。

2.了解汽油机和柴油机的区别。

3.了解火箭发动机的原理和中国火箭的发展史。

核心素养
通过学习内燃机的构造及原理,引发学生对科技与社会发展和环境的思考,提高学生关注科学技术应用于生活和社会的意识。

重点难点
重点:汽油机的构造和工作原理,汽油机与柴油机的区别和联系。

难点:汽油机的工作原理。

教学过程
续表
教学反思。

教案：教科版九年级物理上册2.2内燃机一、教学内容本节课的教学内容选自教科版九年级物理上册第二章第二节，具体内容有：1. 了解内燃机的概念、工作原理和构造。

2. 掌握内燃机的四个冲程及其能量转化。

3. 掌握内燃机的效率的概念及其计算方法。

二、教学目标1. 能够说出内燃机的概念、工作原理和构造。

2. 能够描述内燃机的四个冲程及其能量转化。

3. 能够计算内燃机的效率。

三、教学难点与重点1. 内燃机的四个冲程及其能量转化。

2. 内燃机效率的计算方法。

四、教具与学具准备1. 教具：内燃机模型、动画演示软件。

2. 学具：笔记本、笔。

五、教学过程1. 实践情景引入：展示一段内燃机工作的视频，让学生观察并思考：内燃机是如何工作的？它的能量是如何转化的？2. 知识讲解：(1) 介绍内燃机的概念、工作原理和构造。

(2) 讲解内燃机的四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

(3) 讲解内燃机能量转化的过程：化学能转化为内能，内能转化为机械能。

3. 例题讲解：利用动画演示软件，展示一个内燃机的工作过程，让学生直观地了解内燃机的四个冲程及其能量转化。

4. 随堂练习：让学生根据所学内容，完成课后练习题。

5. 内燃机效率的讲解：讲解内燃机效率的概念及其计算方法。

六、板书设计1. 内燃机的概念、工作原理和构造。

2. 内燃机的四个冲程及其能量转化。

3. 内燃机效率的概念及其计算方法。

七、作业设计1. 完成课后练习题。

2. 结合生活实际，观察身边的内燃机工作过程，并描述其能量转化。

八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思：本节课的教学是否达到预期的效果？学生对内燃机的理解和掌握程度如何？2. 拓展延伸：内燃机在现代社会中的应用，如汽车、摩托车等，以及内燃机的未来发展。

重点和难点解析：内燃机的四个冲程及其能量转化内燃机的四个冲程是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。

这四个冲程不仅构成了内燃机的工作循环，而且也体现了内燃机能量转化的过程。