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学而优教有方
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《热机》精品教案
【教学目标】
1.知识与技能
(1)知道热机中能量的转化
(2)知道四冲程内燃机的构造和工作原理
(3)了解汽油机和柴油机的主要区别
2.过程与方法
通过分析汽油机和柴油机的构造个工作过程的异同,学习分析和比较的研究方法。
3.情感态度和价值观
了解这些内燃机在生产和生活中的应用,感受到技术进步在工业文明发展中的重要作用。
【教学重点】
内燃机的构造和工作原理;汽油机和柴油机的区别和联系。
【教学难点】
汽油机的工作原理。
【教学方法】
合作探究交流对比
【教学用具】
铁架台、试管、胶塞、酒精灯、水、汽油机和柴油机模型、多媒体课件
【课时安排】
1课时
【教学过程】
一、创设情境导入新课
复习分子动理论有关知识、改变物体内能的两种方式,引出实验。
如图在试管中装些水,用橡胶塞塞住试管口,加热使水沸腾,观察现象(多媒体播放视频)。
问题:实验过程中能量是怎样转化的?
教师引导学生分析并总结得出:把内能转化为机械能的机器叫热机,热机种类很多,有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等,今天我们主要来研究内燃机。
二、探究新知
热机:利用内能做功的机械叫热机。
热机种类很多,有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等,今天我们主要来研究内燃机。
内燃机:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。常见的内燃机分为汽油机和柴油机。
汽油机:以汽油为燃料的内燃机;
柴油机:以柴油为燃料的内燃机。
汽油机
(1)单缸四冲程汽油机构造(出示模型及多媒体动画)。
介绍各部分名称及各部分的功能:进气门,排气门,火花塞,气缸,活塞,连杆,曲轴。
冲程:活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程
(2)工作原理
吸气冲程:进气门打开,排气门关闭。活塞由上向下运动,汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。
压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞由下向上运动,燃料混合物被压缩,内能增大,温度升高。在此过程中机械能转化为内能。
做功冲程:进气门和排气门都关闭,在压缩冲程末,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气,推动活塞向下运动,并通过连杆带动曲轴转动,对外做功。在此过程中内能转化为机械能。
排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出气缸。
总结:单缸四冲程汽油机一个工作循环完成四个冲程,活塞往复两次,飞轮、曲轴转动两周,对外做功一次。
练习巩固:
1.讨论课本想想议议,并回答问题。
(1)在压缩冲程中,机械能转化为内能;做功冲程中,内能转化为机械能。
(2)做功冲程使汽车获得了动力。
(3)在排气冲程中汽车排出了废气。
2.如图所示,工作中的四冲程汽油机正处于做功冲程,该冲程将内转化为机械能。若该汽油机每秒完成40个冲程,则每秒它对外做功10次、飞轮转过20圈。
讨论:汽车在开动前,是如何使内燃机起动的?学生回答。
教师总结:通过外力先使飞轮和曲轴转动起来,由曲轴通过连杆带动活塞运动,消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功,内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功,一部分通过飞轮(与曲轴相连的质量较大的轮子)保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动,靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。
3.柴油机
(1)柴油机构造(出示模型及多媒体动画)。
介绍各部分名称及各部分的功能:进气门,排气门,喷油嘴,气缸,活塞,连杆,曲轴。
柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在吸气冲程中吸入的只是空气。压缩比比汽油机更大,温度更高,压缩冲程末,喷油嘴喷出雾状柴油遇到热空气燃烧,高温高压燃气推动活塞对外做功。属于压燃式内燃机。
内燃机的启动
内燃机不能自行启动。开始运转时,要靠外力使飞轮和曲轴转动起来,由曲轴通过连杆带动活塞运动,以后内燃机才能自己工作。
内燃机的应用:
汽油机比较轻巧,常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
柴油比较便宜,但柴油机比较笨重,主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。
6.汽油机与柴油机的异同点
相同点:都是内燃机;一个工作循环都要经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程。
不同点:
构造方面:柴油机没有火花塞,而在相应位置上安装的是喷油嘴;
工作过程上:汽油机吸入的是汽油和空气的混合物,柴油机吸入的只是空气;
压缩情况不同:柴油机压缩冲程末,压缩比更大,所以压强更大,温度更高,超过了柴油的燃点;
点火方式不同:汽油机靠火花塞点火。柴油机属于压燃式;
三、课堂小结
本节主要学习的内容
热机概念
常见的热机有:汽油机、柴油机
汽油机构造及工作原理
柴油机构造及工作原理
汽
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