初三物理《内能与热机》优秀教案
【教学课时】
1课时。
【教材分析】
通过四冲程内燃机工作原理的学习，使学生了解内燃机的主要结构；大致了解内燃机工作时，能量的转化与转移情况；了解内燃机在现代生活特别是交通方面的应用。
【教学目标】
1.常识性了解汽油机的基本构造和工作原理。
2.常识性了解柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。
3.常识性了解四冲程内燃机工作过程中的能量转化。
【教学重点】
内燃机的基本构造和工作原理。
【教学难点】
内燃机的工作过程。
【教学方法】
讲解与阅读指导并行。
【实验器材】
内燃机示教模型(带电灯指示)，教学挂图。
【教学过程】
〖引入新课
复习提问：
1、改变物体内能的两种方式是什么？
2、内能有哪两方面的主要作用？
新课引入
热机是指把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置。热机应用历史上从蒸汽机到内燃机，内燃机有汽油机及柴油机等,大多数交通工具,都使用它们。我们有必要学习内燃机原理。
〖新课教学
内燃机：燃料直接在发动机气缸内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，分别叫做汽油机和柴油机。
1．汽油机：指出汽油在汽油机汽缸内燃烧、生成高温高压燃气，燃气推动活塞而做功，燃气内能转化为活塞运动的机械能。
（1）构造（图）。(出示模型或挂图。边指示边讲解)。进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。(介绍名称的同时，介绍各部分的功能)
冲程：活塞从气缸一端运动到另一端的单向运动叫做一个冲程。
（2）工作原理。如图
(边运转模型边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况)
内燃机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。
1．〈吸气冲程〉开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门军关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，空气和汽油的.混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程。
2．〈压缩冲程〉活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，压强增大。这是第二个冲程。
3．〈做功冲程〉压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞向上向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。这是第三个冲程。
4．〈排气冲程〉做功冲程结束，活塞继续向下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被活塞推出缸外。这是最后一个冲程。
此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两周，对外做一次功。
（3）能的转化：在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来完成。
2．柴油机：用柴油作燃料的内燃机。
（1）学生根据图，描述柴油机的工作过程。
（2）思考：一个工作循环有四个冲程，活塞运动2次，燃油燃烧1次，对外做功1次。问在不做功的冲程活塞为什么也会运动？
（3）柴油机与汽油机的区别：
①柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历四个冲程。
②柴油机与汽油机的不同点：构造方面：些油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴。 吸入的气体不同，点火方式不同。使用范围。
〖小结
汽油机工作原理：
吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程
进气门打开关闭关闭关闭
排气门关闭关闭关闭打开
活塞向下运动向上运动向下运动向上运动
主要作用混合汽油可燃气被吸入压缩燃气温度升高燃气对外做功废气排出
惯性惯性内能转化为机械能
通过曲杆对外做功惯性
汽油机和柴油机的区分：
汽油机柴油机
相同点吸气、压缩、做功、排气四个冲程内燃机
不同点构造上火花塞喷油嘴
点火方式点燃式压燃式
优点轻便便宜,功率大,效率高。
〖作业
课本
【板书设计】
第三节 内燃机
1、汽油机：用汽油作为燃料的内燃机
构造：进气门、排气门、火花塞、气缸、活塞、连杆、曲轴
工作原理：工作过程以一个循环为一个单元，一个循环四个冲程
2、柴油机：用柴油作燃料的内燃机
【教学反思】
第四节 热机效率和环境保护
【教学课时】
1课时。
【教材分析】
"注重学生发展，改变学科本位"。本节阐述了有关燃料的热值，热机效率等物理概念，还涉及了科技发展史（热机的发展），生物，化学知识（酸雨的形成和生物的影响），环境保护（大气污染）等方面的内容。通过具体分析，使学生认识到在利用燃料内能方面，也不可避免地会有一部分内能转化和转移到其他方面，因此要建立热机效率的概念，并与机械效率作联系和类比。使学生了解内燃机的发展对人类进步起到的作用，同时要使学生认识到它给环境带来的污染问题。
【教学目标】
１、建立热值概念。知道热值是燃料燃烧放热的特性，了解热值的表示法和常见燃料的热值，能利用热值表进行有关燃烧放热的简单计算。
２、了解热机效率。知道热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道可以怎样提高热机效率，及提高热机效率的意义所在。
３、了解热机的利用与人类社会发展的关系，并能简述热机的使用产生的排放物对环境不良影响，培养自觉的环保意识。
【教学重点】
了解热机效率及提高热机效率的途径，知道在利用热机形成的环保问题。
【教学难点】
热机效率的理解，并能用热机效率进行简单计算。
【教学过程】
〖引入新课
人要生存，离不开能量，机器要运转，也离不开能量，而内能又是人类和各种动力机械主要利用的能量形式之一。而燃料的燃烧正是这一的主要途径。下面我们先来讨论燃料及与燃料有关的问题。
（1）燃料的特点：能够燃烧，并放出热量；燃料燃烧的过程是化学能变为内能的过程。
（2）介绍燃料种类（固体、液体、气体），
（3）举例说明不同的燃料燃烧时放出热量不同。
〖新课教学
一、燃料的热值。
热值：1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量。符号：q
（1）单位：焦/千克。（/g）。或气体燃料的热值：/3
（2）热值的物理意义:
干木柴的燃烧值是1.2×l07焦物理意义是1千克的干木柴完全燃烧放出的热量是1.2×l07焦。
（3）公式：Q=q或q=Q/
（4）例题：计算4g柴油完全燃烧释放的热量。
析：从热值表中查得柴油的热值是q＝3．3×107 /g，则
Q=q＝4g×3．3×107 /g=1．32×108
二、热机效率。
热机是内能转化成机械能的机器，它跟所有机械一样，也有效率的问题。 热机效率是热机性能的一个重要指标。
（1）热机的效率：用来做有用功那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。
（2）学生分析图的热机燃料燃烧能量走向示意图讨论如何提高热机效率的效率？ 让燃料尽可能充分燃烧，减小内能损失，运动部件润滑良好。
三、环境保护。
1．内能对环境的影响。
（1）废气污染（CO、SO 、酸雨），
（2）噪声污染。
2．保护环境，减小污染措施。
（1）改进燃烧设备，采取集中供热，加装消烟除尘装置。
（2）提高内能的综合利用率。
把直接烧煤、燃油改为烧其工业副产品；把内能的一次利用变为多次利用（如用余热供暖等）。
（3）充分开发、利用污染小或无污染的能源（如太阳能等）。
〖小结
我国政府历来重视环境问题，把发展经济与保护环境放到了同等重要的位置。只要我们大家都能像重视生命一样重视环境，责无旁贷地承担起保护环境的义务，难题也就变得不难了，就一定能使天更蓝、水更清。
〖作业 课本
【板书设计】
第四节 热机效率和环境保护
一、燃料的热值。
热值：1千克的某种燃料完全燃烧时放出的热量。
（1）符号：q
（2）单位：焦/千克。（/g）。或气体燃料的热值：/3
（3）热值的物理意义:
（4）公式：Q=q或q=Q/
二、热机效率。
三、环境保护。
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