14.1 热机 教案【核心素养目标】（新课标）

中小学教育资源及组卷应用平台 第十四章 内能的利用 14.1 热机 教学目标： 1.物理观念： （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。 （3）了解汽油机和柴油机的工作过程。 2.科学思维： 通过加热装水的试管，水管口的塞子被冲出分析得出热机的工作原理。 3.科学探究： 通过演示实验，加热装水的试管。观察试管口的塞子发生的现象。 4.科学态度与责任： （1）通过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。 （2）通过汽油机和柴油机的工作原理的学习，了解内燃机对人类文明的进步和对环境造成污染。 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”和汽油机的工作过程。 教学难点：了解汽油机的工作过程能量转化。 教学课时：1课时 教学用具：多媒体、汽油机模型、柴油机模型、酒精灯、铁架台、试管、水、软木塞。 教学互动设计： 1、 创设情景，导入新课 神舟十六号载人飞行任务是载人航天工程在2023年的第二次飞行任务，也是空间站应用与发展阶段首个载人飞行任务。2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。 长征二号F遥十六运载火箭是怎样将神舟十六号飞船送入太空的？运载火箭是怎样利用内能工作的呢？ 火，能驱散寒冷和黑暗，带来温暖和光明。钻木取火，人类第一次学会使用自然的力量。 古老的热机———蒸汽机的发明则给人类带来了巨大的动力。 现代的热机广泛使用在汽车、火车、轮船、飞机、火箭上。热机到底是怎样将内能转化成我们需要的能量的呢？通过这一章的学习，你就会清楚了。 二、新课讲授，师生互动 18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经超过了声速。汽车是如何获得机械能的呢？ （一）热机 演示 如图，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。 讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。 在这个实验中，燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能。 这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理。 蒸汽机的工作原理。燃料燃烧，燃料的化学能转化为内能，内能传给工作物质水，水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能转化为机械能。 人类发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械———热机（heat engine）。热机的发明及广泛使用，使人类迈入了工业化社会，对人类社会的发展起到了重要的作用。 热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机是现代社会中最常见的一种热机。汽车作为我们生活中不可缺少的交通工具。它的动力机械就是内燃机。 内燃机分为汽油机和柴油机两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。 （二）汽油机 图是四冲程汽油机剖面图。气缸上部有进气门和排气门、顶部有火花塞，下部有活塞，活塞用连杆跟曲轴相连。汽油在气缸里燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。 要使汽油机连续工作，活塞必须能在气缸内往复运动。活塞在气缸内往复运动时，从气缸一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气混合物进入气缸。 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。 做功冲程：进气门和排气门都关闭。在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。 排气 ... ...