沪教版八年级物理第二学期5.5热机

第五章 5.5 热机 教学任务分析 热机是本章的最后一节，也是八年级物理最后一个知识点，本节的教学内容 属于应用性的知识，与生产、生活有密切的关系。热机本质上是将化学能转换为 内能，再由内能转化为机械能的能量转化器。就其相关知识的外延而言，热机的 教学可以和人类社会生产力的发展、环境保护和人类的可持续发展等相联系，可 拓展的范围相当广泛。 基于生活经验，学生对于“发动机”的概念并不陌生，但对于“热机”及其 工作原理的了解却基本上都是空白。本节内容的学习要以机械能、内能、能量的 转换等知识为基础，通过 PPT 来演示汽油机的工作教程、阅读、讨论来了解以 内燃机为代表热机的工作过程。 热机的分类可以有许多方式：按照热机内部能量转化两个不同阶段的发生位 置，可分为外燃机（蒸气机、蒸汽轮机）和内燃机（汽油机、柴油机）；按照对 外做功部分的机械结构，可分为活塞式（蒸气机、内燃机）和涡轮式（蒸汽轮机、 燃气轮机）；按照内能到机械能的转换方式，可分通过机械对外做功和排气推进 （喷气发动机和火箭发动机）；按照氧化剂的来源可分为以空气中的氧气为氧化 剂的发动机和火箭发动机等。教材中对于热机的分类比较模糊，但在教学中可适 当介绍相关的内容。 本节教学要求学生主动参与，认真观察，仔细阅读，积极思考，了解热机的 工作原理和内燃机的工作过程。通过对相关资料的收集和讨论，认识到科学技术 的发展和进步对人类发展的影响，感悟在发展经济的同时，关注环境保护的重要 性。 一、教学目标 1、知识与技能 （1）知道热机工作过程中能量转化的情况。 （2）知道四冲程内燃机工作的过程。 （3）知道几种常见热机简单的工作原理。 2、过程与方法 通过实验感受热机工作时能量转化的过程，认识到内燃机和外燃机的区别。 3、情感、态度和价值观 （1）感受热机的发明和发展对人类文明进步的作用。 （2）认识热机工作时对环境造成的影响，感悟到事物的两面性，增强环境保护意识。 三、教学重点和难点 重点：四冲程内燃机的工作过程。 难点：四冲程内燃机工作过程相互关系和动态分析。 四、教学技术与资源应用 1、学生实验器材：酒精灯、玻璃管、试管夹、铁架台、软木塞、气球。 2、各种热机的视频资料。 3、内燃机工作过程的课件。 五、教学过程 （一） 引入 1.演示实验 活动卡 P38，试管中注入适量的水，用软木塞塞住管口，用酒精灯加热试管底部，观 察发生的现象，讨论其中能量转化过程。（知道内能可以转化为机械能，引出课题） 2.观看图片，蒸汽机车，了解蒸汽机的出现导致了第一次工业革命。18 世纪从英国发 起的技术革命从生产领域产生变革，需要提供动力支持，蒸汽机的改良推动了机器的普及以 及大工厂制的建立，从而推动了交通运输领域的革新，这场技术发展史上的巨大革命，开创 了以机器代替手工劳动的时代。这不仅是一次技术改革，更是一场深刻的社会变革，推动了 经济领域、政治领域、思想领域、世界市场等诸多方面的变革。蒸汽机就是一种将内能转化 为机械能的发动机。（感受科技是如何改变生活的） 3.引出热机：各种将蒸汽或燃气的内能转化机械能的发动机统称为热机。 （二） 热机 4.内燃机：简述内燃机与蒸汽机的不同。（燃料在内燃机的汽缸内直接燃烧，产生高 温高压燃气推动活塞做功） 5.阅读： 书本 P49，内燃机工作过程的文字。 6.抢答： 内燃机在工作时有哪几个重要的过程？ 7.讨论： 比较蒸汽机和内燃机的工作环节，谈一谈他们的共同点和区别。（通过比较，进一步 了解热机工作的过程） 8.展示内燃机的课件，学生说明内燃机工作的各个过程。 9.应用： （1）结合图片和视频资料说明其他热机的工作过程。 （2）气球实验：结合视频资料说明喷气发动机和火箭发动机的原理。（气球飞出后， 温度降低，所以是内能转化为机械能） （三）热与环境 10．讨论： 比较所有热机在工作时，哪些地方会对我们的环境造成影响？ （１）都有排气冲程 排除的废气会对我们环境有怎样的影响？（温室效应） （２）燃料的利用率不是 100% （根据热力学定律的限制——没有热力发动机能够将它产生的热量百分之百地转化为 功） 那么剩余的能量去哪了？（这些热量通过传导，对流和辐射传递到了空气中） 再加上其他各种原因，所以我们的城市比郊区要热很多。 拓展练习 1、内燃机压缩冲程中 能转化为 ；在做功冲程中 能转化为 能。 2．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 3．我们知道：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 连续工作的．关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是 （ ） A．将废气排出缸外 B．完成对外做功 C．吸进汽油和空气的混合物 D．压缩燃料和空气的混合物 4.一台四冲程内燃机的飞轮转速为 1800r／min，它１s 完成（ ） A.30 个冲程，做了 30 次功 B.60 个冲程，做了 60 次功 C.120 个冲程，做了 30 次功 D.60 个冲程，做了 15 次功 5．汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升 高，是通过 方式增加内能的。为了降低汽缸体的温度， 汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能 的，用水来包围汽缸是因为水的 。 6．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ） A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气 B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的 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，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高 7、从本质上看，内燃机工作的能量来源于 ( ) A、机械能 B、内能 C、化学能 D、化学能和内能的总和 8、在压缩过程中,活塞刚开始向上运动时,汽缸内被压缩的是 ( ) A、空气 B、空气和柴油的混合物 C、雾状柴油 D、空气和汽油的混合物 9、如右图所示，此图是汽油机的 冲程。在此冲程中， 气缸中的气体体积 ，内能 。（填“变大”、 “变小”或“不变”） 10、柴油机上装有又重又大的飞轮，其作用是 （ ） A、增加柴油机的输出功率 B、增加柴油机的稳定性 C、改变柴油机的转速 D、增加柴油机的转动惯性