热机学案。

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八千一中八年级物理学科导学案时间：2013年月日
课题第十四章第一节热机课型新授课
学科物理主备人审核人
【学习目标】1、通过学习，能说出什么是热机、热机中的能量转化、四冲程内燃机的构造和工作原理。
2、通过学习，了解汽油机和柴油机的工作过程和在实际中的应用。
【重点难点预测】四冲程汽油机的基本工作原理热机中的能量转化
【评价方案】
【知识链接】
【学法指导】
【学习过程】
教具：内燃机挂图内燃机模型多媒体
一、导入语
进行实验：按照下图所示进行实验。观察并思考酒精灯对试管中水加热使水沸腾时，水的内能变化情况。
思考并回答：1.看到了什么现象？
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。
二、自学探究
阅读教材，依据图自学并填写：
1.热机是把能转化为____能的机器。如：等。
2．汽油机：（1）汽油机是利用作燃料来工作的。
（2）构造：
（3）工作过程：依据课本中的结构图自学，交流、填写。
第一冲程：吸气冲程中燃气为什么会进入汽缸？汽缸中活塞由哪端向哪端运动？
第二冲程：压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物是什么能向什么能转化？

压缩冲程末产生什么结果？
汽油机是利用什么方式点火的？
第三冲程：做功冲程中为什么能做功？是什么能向什么能转化？

第四冲程：排气冲程有什么作用？排除废气的温度如何？
3．柴油机（对比学习）阅读教材，依据图自学并填写，找出不同之处：
（1）柴油机是利用作燃料来工作的。
（2）构造：
（3）工作过程：依据模型，讲解柴油机的工作过程并找出不同之处写在下面。

小结：一个工作循环有个冲程，飞轮转动周，对外做功次，活塞往复次，其他冲程靠飞轮的完成。
【作业与练习】
1．下列所列的几种机器当中，不属于热机的()
A.发电机B.蒸汽机C.火箭D.内燃机
2．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，下图中表示做功冲程的是（）
A.B.CD
3.（2009莆田中考）摩托车上的热机工作时提供动力的是()
A．吸气冲程B．压缩冲程C．做功冲程D．排气冲程
4.汽油机和柴油机相比较，下列叙述错误的是（）
A.柴油机吸入气缸的是空气，汽油机吸入的汽油和空气的混合物
B.在压缩冲程中，它们的压缩程度是相同的
C.柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高
D.在压缩冲程末，柴油机的气缸内温度比汽油机高
5.柴油机上安装了一个笨重的飞轮，这是为了（）
A.提高柴油机做功的效率B.节约所需要的燃料C.使柴油机稳当，防止使用过程中移动位置
D.利用飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气三个冲程
6.汽油机工作时，气缸内温度最高的时刻是()
A.吸气冲程结束时B.做功冲程结束时C.压缩冲程结束，电火花点火的瞬间
D.压缩冲程结束，电火花点火后的瞬间
7.当手扶拖拉机的柴油机出现故障而使转速急剧增加，正常操作已经不能使它停转（这种情况叫做“飞车”）时，下列应急措施中可行的是（）
A.找个隔热的东西捂住进气口B.立即找一个隔热的东西捂住排气口
C.让它空转，等油全部消耗完自动停止D.关闭油门
8.汽油机和柴油机在工作过程中有以下几点不同：
（1）吸气冲程中，汽油机吸入_______，柴油机吸入____________。
（2）在压缩冲程末，__________的活塞能把汽缸内的气体的体积压缩得更小，使气体压强更大，温度更高。
（3）点火方式上，汽油机是点燃式，柴油机是__________________。
9.2007年10月，有着50多年历史的中国航天事业翻开新的一页：长征三号甲运载火箭载着中国首颗人造月球卫星——“嫦娥一号”探测器，划破云霄，飞入太空，奔向月球。如图所示。在火箭加速上升的过程中，燃料燃烧产生的内能转变为火箭的_______能。
【总结与反思】

相关知识

《热机》学案分析新版人教版

《热机》学案分析新版人教版
情景导入
燃料燃烧时释放大量的内能，如何使这些内能为人类做功服务呢？
如图所示中，a图和b图是常用的交通工具轿车和飞机，c图是军事上用的坦克，d图是把卫星发送上天的火箭，它们有什么共同点呢？
合作探究
探究点一热机
演示：如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，让学生交流、讨论分析出此过程中能量的转化。
根据学生的交流讨论总结：燃料在燃烧时将化学能转化为水的内能；当水蒸气会把木塞冲开时将水的内能转化为瓶塞的机械能。
展示问题：这个实验虽然简单，却展示了蒸汽机的工作原理，那么蒸汽机的具体工作过程是怎样的？自学课本18页的热机部分，分析出热机的概念及其工作原理．
课件展示：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。
探究点二汽油机
活动1：展示内燃机剖面图，让学生明确燃料直接在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功。
活动2：观察汽油机模型，自己试着找出汽缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴、火花塞等各部分构造的位置。
归纳总结：（1）汽油机的构造汽缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴、火花塞等；（2）活塞从汽缸一端运动到另一端叫作一个冲程。
:
活动3：利用汽油机活动模型，操作并观察汽油机工作中每一个冲程的工作情况，并试着完成下表：
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
进气门
排气门
活塞运动方向
曲轴转动度数
是否存在能量转化
活动4：让每一组学生根据手中的模型上台扮演汽油机的工作过程。（边扮演边讲解）
归纳总结：（1）内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。（2）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。在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。（3）在这个四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。
典例剖析
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，下列说法中正确的是（）
A．甲冲程是把机械能转化为内能
B．乙冲程是把内能转化为机械能
C．丙冲程是把机械能转化为内能
D．丁冲程是把内能转化为机械能
【点拨】热机的四个冲程为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．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．
【自主解答】A
探究点三柴油机
活动1：出示柴油机的结构图，自学课本19页到20页的内容，小组之间交流、讨论分析出汽油机与柴油机有哪些不同点？
总结：出示课件，展示不同点
。
名称
区别
汽油机
柴油机
构造
火花塞
喷油嘴
吸入的物质
吸入空气和汽油的混合物
只吸入空气
燃料燃烧的方式
点燃式
压燃式
活动2：对照汽油机的工作过程，了解柴油机工作中每一冲程的工作情况。
总结：（1）柴油机一个工作循环也是包括四个冲程；（2）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。在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。（3）在这个四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。

热机的效率导学案

局二中2013——2014学年第一学期九年级物理导学案组长班级姓名
课题§14-2《热机的效率》导学案我的疑问⑥热机工作时，用来做____________的那部分能量与__________________之比叫热机的效率。
⑦在我们常用的热机中___________机的效率最高。
【课堂探究案】
Ⅰ、学始于疑
1、生活中我们可以使用哪些可燃烧的材料烧开一壶水？热量从何而来？
2、从预习中，你知道了汽油机的效率一般是多少？为什么这么低？如何提高内燃机的效率？
Ⅱ、合作探究
探究一：燃料的热值及计算
1、①烟煤的热值约为2.9×107J/Kg，那么完全燃烧20Kg烟煤所放出的热量是多少焦耳？
②如果燃料的热值用q表示，那么质量为m千克的某种燃料完全燃烧所释放的热量Q该如何表示呢？

2、某家庭需要将50Kg、20℃的水加热到60℃作为生活用热水，他们利用煤气灶烧水，需燃烧0.8Kg煤气。已知煤气的热值q=4.2×107J/Kg，水的比热容
c=4.2×103J/(Kg℃)。求：
（1）50Kg、20℃的水加热到60℃需吸收的热量；
（2）完全燃烧0.8Kg煤气放出的热量。
（3）煤气灶烧水的效率。

【当堂检测】
1、下面对内燃机的有关叙述,错误的是()
A、内燃机是内能转化为机械能的装置B、内燃机用水冷却是因为水的比热容大
C、内燃机所产生的噪音，可以被机上的消音器完全吸收
D、内燃机靠产生的高温高压气体做功
2、两台汽油机,甲的效率为30%,乙的效率为25%,这两个数据表示().
A.甲机做的功比乙机多B.甲机的功率比乙机的大
C.在相同时间内甲机燃烧的汽油比乙机的多
D.在消耗相同汽油时,甲机做的有用功比乙机的多
3、下列措施中不能提高热机效率的是（）
A尽量使燃料充分燃烧B尽量增加热机的工作时间
C尽量减少废气带走的热量D尽量减少热机部件间的摩擦
4、关于燃料和热值，以下说法中正确的是（）
A、燃料的热值与燃料的质量无关B、容易燃烧的燃料热值一定大
C、煤的热值大于干木柴的热值，燃烧煤放出的热量一定比燃烧干木柴放出的热量多
D、为了提高锅炉的效率，一定要用热值高的燃料
5、煤油的热值为4.6×107J/kg，100g煤油完全燃烧可以放出多少热量？

6、在一次某新型号的汽车测试中，让汽车在一段平直的公路上匀速行驶4.8Km，受到的阻力是3.0×103N，消耗汽油1.2Kg（假设汽油完全燃烧）。汽油的热值为q=4×107J/kg，求：
（1）在测试中，汽车牵引力所做的功W；
（2）该型号汽车的热机效率η。
【学习目标】
1、知道燃料的种类及燃料燃烧时的能量转化。
2、知道什么是燃料的热值。
3、会计算燃料完全燃烧时放出的热量。
4、知道热机效率，能说出提高机械效率采取的措施。。
【课前预习案】
使用说明学法指导：1先通读教材，勾画出本节内容的基本知识点：燃料的热值，燃料完全燃烧时放出热量的计算方法，热机的效率的意义。再完成教材助读设置的问题，依据发现的问题，然后再读教材或查阅资料，解决问题。2.预习案完成时间15分钟。
Ⅰ.知识准备
1.我们把___________跟______________的比值叫机械效率。用公式表示为
η=___________.
2.热量是指在过程中物体改变的多少。物体吸收热量，增加，放出热量，减少。热量通常用符号表示，国际单位制中热量的单位是。
Ⅱ.教材助读
1、燃料的热值
①、1、燃料的种类：燃料、燃料、燃料。
②、相同质量的不同燃料，在完全燃烧时放出的热量是的。（选填“相同”或“不同”）
③、在物理学中，把叫做这种燃料的热值。热值的单位是，符号是_________。
④、阅读常见燃料的热值表，你的发现是。
氢气的热值是1.4×108J/m3，它表示的物理意义是。
2、热机的效率
⑤在通常情况下，我们对燃料的利用率比较低，造成能量损失的主要原因有_________、____________________________。
探究二：热机的效率
1、阅读p24页最后三自然段。讨论并完成内燃机能量流向图。

2、由上面的内燃机的能量流向图，小组讨论，试提出三条提高热机效率的途径。

【我的收获】反思静悟，体验成功

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1kg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，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。由这个实验我们知道，利用内能可以做功，热机就是把内能转化为机械能的装置。
互动2：内燃机的基本结构和工作过程。
明确内燃机的主要特点：燃料直接在汽缸内燃烧。教师引导学生观看模型，教师并演示汽油机工作中一个周期的四个冲程，引导学生得出：内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。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。在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。
互动3：燃料的热值。
明确教师提出问题：燃料的种类很多，固体燃料有木柴、煤等，液体燃料有汽油、柴油等，气体燃料有煤气、天然气等。根据你的经验，相同质量的不同燃料燃烧时放出的热量是不是相同？学生讨论后得出：不同。教师进一步引导后得出：燃料燃烧的本质是发生了化学变化，在燃烧的过程中燃料的化学能转化为内能。相同质量的不同燃料燃烧时放出热量是不同的。物理学中，把1kg的某种燃料完全燃烧时放出的热量，叫做这种燃料的热值。引导学生浏览书上的一些燃料的热值，使他们知道热值是燃料本身的一种特性，只与燃料的种类有关。
互动4：有效利用燃料。
明确从家用煤炉怎样节能谈起，引导学生结合实际来讨论，然后得出结论：一是要让燃料尽可能燃烧充分；二是要减小热量的散失。
互动5：学生讨论怎样提高燃料的利用率。
明确根据教科书中让学生讨论，内燃机中的燃料燃烧放出的热量是否能全部用来做功？学习讨论后，教师引导鼓励学生根据当地的实际情况提高燃料利用率。
3．达标反馈
（1）柴油机四个冲程中，内能转化为机械能的是C机械能转化为内能的是B
A．吸气冲程B．压缩冲程
C．做功冲程D．排气冲程
（2）一桶煤油用掉一半，剩下的煤油(D)
A．密度和热值不变，比热容减为原来的一半
B．比热容和密度不变，热值减为原来的一半
C．热值和比热容不变，密度减为原来的一半
D．密度、热值、比热容都不变
（3）酒精的热值是3.0×107J/kg，由此可知(D)
A．无论采用何种方式燃烧1kg酒精，都可得到3.0×107J热量
B．如果燃烧1kg的燃料时，得到3.0×107J的热量，这种燃料一定是酒精
C．每1kg的酒精燃烧放出3.0×107J的热量
D．1kg的酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J
（4）现代火箭使用液态氢作燃料，是因为它具有(B)
A．较轻的质量B．较大的热值
C．较特殊的密度D．较大的热量
（5）以内燃机为动力的各种机械，在人类生产、生活中应用极为广泛，从轮船、火车到拖拉机、摩托车等，它的动力大多来源于内燃机，它们虽然在构造上略有差异，但工作原理都是一样的。下列对内燃机的有关叙述中，错误的是(C)
A．内燃机是内能转化为机械能的装置
B．内燃机用水冷却，是因为水的比热容大
C．它排出的废气无污染，是一种环保型的机器
D．内燃机靠产生的高温、高压气体做功
4．课堂小结
（1）内容总结
本节课我们学习了汽油机的一个循环，知道内燃机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程阻成以及各个冲程的具体情况，另外学习了热值这个新的物理量和怎样有效的利用燃料。
（2）方法归纳
本课通过以实验为主导的综合启式发教学，提高我们将科学技术应用于日常生活和社会的能力。
（三）布置作业
1．简单的研究鞭炮的工作原理。
2．自制简易小火箭。
（四）板书设计
四、热机
一、汽油机的四冲程
A．吸气冲程
B．压缩冲程(机械能转化为内能)
C．做功冲程(内能转化机械能)
D．排气冲程
二、热值：1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。
单位：J/kg
三、有效利用燃料的途径
一是让燃料尽可能充分燃烧
二是要减小热量的损失