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第14章第1节热机导学案学习目标：1．了解四冲程汽油机的基本工作原理；2．知道热机工作过程中的能量转化情况，知道四冲程内燃机的工作过程。
学案导学知识点一：热机1.什么是热机？热机是利用内能来做功的机械，在工作时，它把内能转化成机械能。
内能的利用有两个方向：利用内能来加热，利用内能来做功。
炉子是利用内能来加热的设备，工作时是把内能转移，能量形式没有发生变化；热机是利用内能来做功的设备，在工作时把内能转化成机械能。
以下两个实验中塞子都被推出，其能量转化过程都与热机相同。
2.热机的种类实际上，燃放的烟花爆竹，火箭，以及正在烧水的水壶，都可以看作是热机。
在生产和生活中，热机的种类很多：蒸汽机、汽轮机、喷气发动机、内燃机等都属于热机。
其中的内燃机是现代社会最常见的一种热机，内燃机的燃料直接在汽缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功。
内燃机又包括汽油机和柴油机。
【典型例题】下列机械属于内燃机的是（）A．喷气发动机 B. 蒸汽机 C. 汽轮机 D. 柴油机【答案】D【解析】热机包括蒸汽机、汽轮机、喷气发动机、内燃机等，其中内燃机又有汽油机和柴油机，所以D属于内燃。
知识点二：汽油机1.汽油机的工作过程：2.汽油机的一个工作循环包括：四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
【典型例题1】下图表示的是汽油机工作的哪一个冲程（）A.吸气B.压缩C.做功D.排气【答案】A【解析】图中活塞向下运动，一个气门开，一个气门关，是吸气冲程。
【典型例题2】一台四冲程汽油机工作时，曲轴转速是1800r/min，则它每秒完成_____个做功冲程，曲轴转动______周。
【答案】15；30【解析】曲轴转速为1800r/min，则每秒转动30圈，一个工作循环曲轴转两圈，转30圈完成15个工作循环，每个工作循环对外做功一次，15个工作循环对外做功15次。
【针对训练1】如图为汽油机的气缸，画出吸气冲程进气门、排气门的开关情况、曲轴、连杆、活塞的运动方向。
第1节热机【基础练习】知识点 1 热机1.如图1所示,在试管内装些水,用橡皮塞塞住,加热水至沸腾,将会看到的现象是橡皮塞。
此过程中燃料的能转化为能传递给水和水蒸气,水蒸气的能转化为橡皮塞的能。
利用内能做功的原理,可以制成。
图12.燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫。
它可以分为和两类。
3.如图2所示的四种交通工具,不用热机作为动力机械的是()图2知识点 2 汽油机4.汽油机工作的时候,活塞在汽缸里往复运动,活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个。
多数汽油机的一个工作循环由个冲程组成,分别是、、、。
5.如图3所示为汽油机工作时各冲程的示意图,请按要求填空。
图3(1)甲的进气门,排气门,活塞向运动,为冲程。
(2)乙的进气门,排气门,活塞向运动,为冲程。
(3)丙的进气门,排气门,活塞向运动,为冲程。
(4)丁的进气门,排气门,活塞向运动,为冲程。
(5)正常工作顺序为。
其中冲程提供动力对外做功,冲程靠飞轮的惯性完成。
(均填序号)6.如图4所示流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况的。
下列对图中①②③④的补充正确的是()图4A.①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能B.①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能C.①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能D.①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能知识点 3 柴油机7.将下表中汽油机和柴油机的不同点填写完整。
不同点汽油机柴油机构造喷油嘴吸入物质汽油和空气的混合物点火方式压燃式8.下列关于汽油机和柴油机的说法,正确的是 ()A.柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程B.汽油机和柴油机都属于内燃机C.汽油机比柴油机笨重D.汽油机的功率比柴油机大【能力提升】9.汽油机压缩冲程中,汽缸中空气的温度、压强、体积的变化情况应是()A.温度升高,压强减小,体积增大B.温度降低,压强减小,体积减小C.温度升高,压强增大,体积减小D.温度降低,压强减小,体积增大10.[2020·烟台]如图5所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,这个过程与图6所示四冲程汽油机工作示意图中哪一个冲程的能量转化过程是相同的()图5图611.[2020·衡阳]如图7所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是 ()图7A.一个工作循环的正确顺序是:甲、乙、丙、丁B.图乙冲程能获得动力C.图丁冲程是机械能转化为内能的过程D.图丙冲程存在化学能转化为内能的过程12.图8中单缸四冲程汽油机正处在冲程,若该汽油机的转速为1800 r/min,则它每秒完成个工作循环、个冲程,每秒对外做功次。
课题14.1 热机本学期总第课时日期本单元第4课时课型新授主备人复备人审核人感知目标学习目标知识目标●了解四冲程汽油机的基本工作原理．●从能量转化的角度认识燃料的热值．●了解内能的利用在人类发展史上的重要意义．●通过能量的转化和转移，认识热机效率．能力目标●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汽油机的基本结构和工作原理●通过阅读“科学世界”了解现代汽车的一些常识．●通过学生讨论了解燃料的热值和热机效率．情感目标●通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力．●通过阅读“科学世界”扩展学生的知识面．重点难点重点：汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值．难点：热机中的能量转化及损失，了解热机效率．本节考点：结合热值的概念，计算燃料燃烧时放出的热量，燃烧过程与吸热过程的综合；判断内燃机工作过程中能量的转化；根据热机效率的意义，寻求提高热机效率的途径．最近两年中，关于热机效率的中考试题出现的频率较高．器材铁架台，试管，试管夹，试管塞，水、内燃机示教模型(带电灯指示)等。
教学设计主要教学过程学生活动复备标注复习旧知预习反馈引入新课自学文本一. 复习：（1）什么是内能？如何才能改变物体的内能？（2）比热容的概念，比热容的单位？（3）水的比热容是多少？（4）热量的计算公式？二、引入新课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。
能不能把燃料移到内部去燃烧，来获得更大的动力？三、自学文本内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机1、汽油机的构造？2、工作原理（过程），在四个冲程中那些冲程发生了能量？3、各个冲程活塞的运动方向及进、排气门的开闭？学生抢答小组加分学生观察实验，思考学生自学课本内容，并记下自己的问题以小组交流为主,组内解决不了的问题,进行组际和师生交流交流学生边指示边讲解教学设计主要教学过程学生活动复备标注4、哪个冲程使汽车获的动力？5、哪个冲程排出汽车尾气？6、热机是把什么能转化为什么能的装置？7、燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关？热机能量的损失主要在哪一方面？三、自学文本内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机8、汽油机的构造？9、工作原理（过程），在四个冲程中那些冲程发生了能量？10、各个冲程活塞的运动方向及进、排气门的开闭？11、哪个冲程使汽车获的动力？12、哪个冲程排出汽车尾气？13、热机是把什么能转化为什么能的装置？14、燃料燃烧放出的热量与哪些因素有关？热机能量的损失主要在哪一方面？四、探究实验难点讲解（一）热机①构造（出示课件。
【学习目标】：1、知道热机的概念，了解内燃机是热机的一种。
复述热机的定义，解释热机中能量的转化列举热机的种类。
2、了解汽油机、柴油机的构造。
通过实验探究，发现汽油机、柴油机冲程的工作状态和能量转化。
能表述汽油机、柴油机冲程各冲程的工作状态和能量转化。
3、区分汽油机和柴油机。
【学习重难点】汽油机各冲程的工作状态和能量转化。
【导学过程】（一）自主学习（3分钟）1.物体内部所有分子热运动的能与分子能的总和，叫做物体的内能。
⑵一切物体都有内能，内能的单位是，用字母表示。
2．物体分子的无规则运动剧烈程度与温度有关，温度越高，物体内分子运动速度越大，分子动能就越，物体内能也就越。
例如：同一物体温度越高，内能越。
（二）导学过程（15分钟）热机阅读p17-18内容回答下列问题：1、图14.4-1的实验观察并思考酒精灯对试管中水加热时，水的内能变化。
思考；（1）看到什么现象？________________ （2）木塞被顶开，是谁对它做了功？________________（3）水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，它具有的是什么能？________________（4）在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？________________（5）在这个过程中，有没有不同形式能量的相互转化？___________上面的装置就是一个简单原始的热机。
2、热机是指把燃料燃烧时释放的__________转变为_________的装置。
热机应用历史上有蒸汽机，汽轮机，喷气发动机，内燃机，初中重点掌握内燃机，内燃机有________及________等,大多数交通工具,都使用它们3、内燃机：燃料直接在发动机________燃烧产生动力的热机。
最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫做______和_______4、汽油机阅读教材，依据图自学并填写、汇报：（1）汽油机是利用作燃料来工作的。
（2）构造：。
（3）工作过程：工作过程以一个循环为一个单元，一个循环有______个冲程。
九年级物理全一册“第十四章内能的利用”必背知识点一、热机1. 定义：热机是利用燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的机器。
2. 种类：包括蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
其中，内燃机是现今应用最广泛的热机。
3. 内燃机的工作原理：燃料在汽缸内燃烧，化学能转化为内能。
高温高压的燃气推动活塞做功，内能转化为机械能。
4. 内燃机的工作循环：包括四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在这四个冲程中，只有做功冲程是对外做功的，将内能转化为机械能。
其他三个冲程是依靠飞轮的惯性来完成的。
5. 内燃机的种类：汽油机：气缸顶部有火花塞，吸入汽油和空气的混合物，点火方式为点燃式，效率较低（20%\~30%）。
柴油机：气缸顶部有喷油嘴，吸入空气，点火方式为压燃式，效率较高 （30%\~45%）。
柴油机机体笨重，主要用于拖拉机、坦克、火车、轮船等。
二、燃料的热值1. 定义：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值。
用符号“q”表示，单位是J/kg（固体和液体燃料）或J/m³（气体燃料）。
2. 物理意义：表示一定质量的燃料在完全燃烧时所放出热量的多少。
如木炭的热值为3.4×10^7J/kg，它表示1kg的木炭完全燃烧时所放出的热量是3.4×10^7J。
3. 计算公式：Q放= mq（m为燃料质量，q为燃料的热值，Q放为燃料完全燃烧放出的热量）。
三、热机的效率1. 定义：热机用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。
2. 公式：η= W有用/ Q总×100%。
由于热机在工作过程中总是有能量损失，所以η< 1。
3. 提高热机效率的途径：使燃料尽可能完全燃烧。
减小各种热散失。
减小各部件间的摩擦以减小因克服摩擦做功而消耗的能量。
充分利用废气带走的能量。
四、能量守恒定律1. 内容：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
14.1热机一、教学目标（一）知识与技能1．了解四冲程汽油机的基本工作原理。
2．从能量转化的角度认识燃料的热值。
3．了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。
4．通过能量的转化和转移认识效率。
（二）过程与方法1．培养应用已有知识解决实际问题的能力。
2．培养学生的创新意识。
3．培养学生观察和分析问题的能力。
（三）情感态度与价值观1．通过演示实验，激发学生的学习兴趣和对科学的求知欲望，培养学生实事求是的科学态度。
2．提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。
3．培养学生的主人翁责任感和环保意识。
二、教学重点汽油机的工作原理和热值的概念是重点。
三、教学难点汽油机的基本工作原理的理解是难点。
四、教学方法本节课内容为新授课。
本课采用以实验为主导的综合启发式教学，初步渗透探究式学习方法。
五、教具学具试管、水、酒精灯、铁架台、汽油机模型、火柴、金属网等。
六、教学步骤（一）导入新课请大家拿出小汽车模型（各人自带），今天这节课，我们主要研究小汽车等机器的“心脏”——热机。
（二）新课教学1．整体感知内燃机是内能转化为机械能的机器，内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
内燃机在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，燃气对外做功一次，完成一个冲程所用时间是整个周期的四分之一。
内燃机的能量来源于燃油燃烧时的化学能。
而1 kg的某种燃料在完全燃烧时放出的热量叫做热值。
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、是否燃烧均无关系。
有效利用燃料是节能的重要措施，有效利用燃料的途径：一是要让燃料尽可能充分燃烧；二是要减小热量的损失。
2．教学互动互动1：实验（教科书中图16.4-1），引出内能可做功。
明确教师引导学生分析：酒精燃烧放出热量(化学能转化为内能)，通过热传递将一部分内能转移给了水，水的内能增加使其温度逐渐升高直至沸腾，产生大量水蒸气，水蒸气越来越多，对软木塞的压力越来越大，最后将软木塞推出试管口，这就是水蒸气膨胀对软木塞做功。
第十四章内能的利用第1节热机一、了解感知请同学们认真阅读课本17—18页“热机”的内容，完成下列问题。
1、阅读并分析演示实验图14.1-1，回答问题。
在实验的过程中，燃料燃烧时产生的热量传递给水和水蒸气，加热一段时间后，试管中的水蒸气越来越多，达到一定程度，高温高压的水蒸气最终将冲出去，同时试管口有大量生成。
水蒸气的能转化为塞子的2、热机：。
热机的种类：3、内燃机：。
内燃机的种类：请同学们认真阅读课本18页“汽油机”的内容，完成下列问题。
1、汽油在气缸里面燃烧时生成的燃气，推动活塞。
2、活塞在气缸内往复运动时，从的过程，叫做一个冲程。
多数的汽油机是由四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
3、分析课本19页图14.1-4，回答课本上的“想想议议”。
4、汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，完成下列问题：A．甲冲程是冲程，把转化为。
来源:世纪教B．乙冲程是冲程。
C．丙冲程是冲程，把转化为。
D．丁冲程是冲程。
（想一想？你如何区分这几个冲程？你的技巧是？和同学分享）请同学们认真阅读课本19页“柴油机”、20页“科学世界”的内容，完成下列问题。
1、自己总结柴油机与汽油机的不同点（与其他同学交流）：2、汽车构造中的把燃料燃烧产生的变为。
二、深入学习：典型例题：一台单缸四冲程柴油机，飞轮转速为3600转/分，该柴油机活塞1s对外做功次。
三、迁移运用1．在四冲程汽油机的工作过程中，使汽车获得动力的是（）A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程2．下列机械不是利用内能做功的是（）A．电动机B．柴油机C．蒸汽机D．汽油机3．现代汽车的发动机一般都是四冲程内燃机，其四个冲程如图所示，其中做功冲程是（）A．B．C．D．4．如图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于利用机械能转化内能冲程的是A．B．C．D．5．在如图所示的四幅图中，甲、乙是两个演示实验示意图；丙、丁是四冲程汽油机关工作过程中的两个冲程示意图．与压缩冲程原理相同的是图所示的演示实验；汽油机利用内能来做功的冲程是图．6、关于右上图所示的实验，下列说法错误的是（）A 这个实验说明做功可以改变物体的内能 B这个实验说明物体内能可以对外做功C 在这个实验的过程中内能转化为机械能 D这个实验基本反映出了热机的工作过程第十四章第2节热机的效率一、了解感知请同学们认真阅读课本22页“燃料的热值”的内容，完成下列问题。
