初三物理《内燃机》微课精讲+知识点+课件教案习题
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视频教学：
重点知识：
一、燃料及其热值
热值：1Kg某种燃料完全燃烧所释放出来的热量。
1、热值是燃料的特性，不是所有的物质都具有的特性。它反映的是燃料燃烧过程中所释放热量本领大小的物理量。热值只与物质的种类有关，与物质的质量和体积无关。
2、热值的单位：J/Kg
3、燃料燃烧的过程是化学能转化为内能的过程。
用m表示燃料的质量，用q表示燃料的热值，用Q放表示燃料完全燃烧时所放出的热量，则有：Q放=mq。
例：某中学为学生供应热水，用锅炉将200Kg的水从20℃加热到100℃，需要燃烧多少无烟煤？（无烟煤的热值是3.4×107J/Kg）
燃料不能被有效利用的因素：
1、燃料燃烧需要氧气助燃，供养不足使燃料不能完全燃烧。
2、烟气带走了大量热量，使周围空气很热。
3、一部分热量被锅炉或辅助设施吸收。
二、炉子的效率
炉子有效利用热量与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫做炉子的效率。
提高锅炉的效率和燃料的利用率的措施：
（1）尽量使燃料完全燃烧：a 用风箱和吹风机增加供氧量。b 不烧煤粉而烧煤粒，加大送风量，把煤粒在炉膛里吹起来燃烧，可以燃烧得更充分。
（2）减少热损失：a 用各种办法加大受热面，可以减少烟气带走的热量。b 尽量采用隔热材料。
三、内能的利用
1、利用内能来加热
内能的一个重要应用就是直接用它来加热物体。
实验：内能转化为机械能
在试管内装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾，会看到塞子被弹起，请说出这个过程中能量转化的情况。
燃料的化学能转化为内能，传给水和水蒸气，水蒸气把塞子冲出去，内能转化为塞子的机械能。
四、内燃机
1、内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机。
内燃机：①汽油机——利用汽油作燃料的机器。
②柴油机——利用柴油作燃料的机器。
2、汽油机的工作过程
汽油机是在气缸内燃烧汽油，生成高温高压的燃气，使燃气推动活塞做功。汽油机是利用四个冲程循环工作的。
四个冲程：
吸气冲程：在吸气冲程中，进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，此时，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，混合气体的压强增大，温度升高。机械能转化为内能。
做功冲程：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，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。内能转化为机械能。
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞由下向上运动，把废气排出气缸。活塞又向下运动，开始下一个工作循环。
3、工作过程特点：
（1）内燃机工作时，四个冲程周而复始，在内燃机的一个工作循环中，活塞来回往复两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
（2）只有做功冲程是对外做功的，其余的三个冲程是辅助冲程。靠飞轮的惯性完成。
（3）在压缩冲程中，是机械能转化成内能，在做功冲程中，是内能转化为机械能。
（4）内燃机不能自动启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，带动活塞运动，以后内燃机才能自己做功。
4、柴油机
柴油机和汽油机的相同点：
（1）基本构造和主要部件的作用相似。
（2）每个工作循环都一样，由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。
（3）四个冲程中，只有做功冲程对外做功。
（4）在一个工作循环中，活塞往复两次，曲轴转动两圈，飞轮转两圈，做功一次。
柴油机和汽油机的不同点：
（1）构造：柴油机的气缸顶部没有火花塞，而是一个喷油嘴。
（2）吸入物质：汽油机吸入的是汽油和空气的燃料混合物，而柴油机吸入的是空气。
（3）点火方式：点火方式不同，汽油机为点燃式，柴油机为压燃式。
（4）效率：柴油机比汽油机的效率高。
5、内燃机的应用
（1）汽油机的应用
汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。
（2）柴油机的应用
柴油机比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。
五、热机效率
用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能力之比。
1、热机的效率是热机性能的一个重要指标。如：两辆排量相同的小汽车，以相同的速度行驶相同的路程，耗油少的那辆效率高，性能好。
2、热机中能量的转化
如何提高热机的效率？
（1）尽量使燃料充分燃烧。
（2）在设计和制造上，要不断改进和革新，以减少各种能量损失。减少散热。注意保养，保证热机良好的润滑，尽量减少热机部件间的摩擦，提高效率。
（3）在热机的各种损失中，废气带走的能量最多，设法利用废气的能量是提高燃料利用率的重要措施。热电站就是利用蒸汽轮机的废气来供热的。
精品课件：
教案：
一、基本信息 | ||||
学校 | ||||
课名 | 内燃机 | 教师姓名 | ||
学科（版本） | 物理（沪科版） | 章节 | 第十三章第三节 | |
学时 | 第1学时 | 年级 | 九年级 | |
二、教学目标 知识目标： （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 过程与方法目标： 通过分析汽油机和柴油机的构造和工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法． 情感目标： 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． | ||||
三、学习者分析 九年级学生在本章的第一节已经学习了内能的概念和改变内能的途径有做功和热传递。这些前概念和前知识为学习内燃机工作的能量转化提供知识基础。另外，学生在八年级物理中已经学习了力与运动的关系、大气压强和机械能等知识，学生掌握的力学知识为学习内燃机工作过程的提供保证。在技能方面，学生经过八年级物理实验技能的训练，他们已经具备了一定的观察能力和动手操作能力，能力的储备足够满足本节课的需求。 | ||||
四、教学重难点分析及解决措施 重难点分析：重点：内燃机的基本构造和工作原理。难点：内燃机的工作过程。 解决措施：针对本节课的重难点我采取了这些措施，一是内燃机实物模型，内燃机实物模型直观形象，学生在模型上能认识到基本构造以及各个部件的动作，学起来容易。二是flash动画模拟内燃机的四个冲程过程，学生直观感知印象深刻，能够过目不忘。三是实验视频辅助教学，因为做燃料燃烧的内能转化为机械能实验危险性大，课堂上不能作为演示实验，而这个原理正是教学的重点，所以用水蒸气冲走软木塞实验视频来帮助教学。四是借助SMART Notebook白板软件的交互功能让学生参与到教学活动中来。总之，本节课我把这几项措施综合运用起来，让学生“在看”“在说”“在写”“在想”“在做”，充分调到学生的积极性，希望能达到最佳的教学效果。 | ||||
五、教学设计 | ||||
教学环节 | 环节目标 | 教学内容 | 学生活动 | 媒体作用及分析 |
情境导入 | 实验引入新课，激发学生兴趣，引起学生注意。 | 学生观察软木塞被冲出的现象，分析能量是怎样转化的，从而引入热机。 | 学生观察思考 | 投影实验视频 |
介绍热机和内燃机概念 | 学生学习内燃机的概念 | 从酒精燃烧释放的内能的走向来分析内能的损失，内燃机为减少内能的损失而设计的一种热机。 | 学生回答问题 | 投影文字，展示概念。 |
汽油机和柴油机的事例 | 列举学生身边的事例，让学生对内燃机有亲近感。 | 展示摩托车和拖拉机的发动机 | 学生观看 | SMARTNotebook的单元格自适应功能。放大图片 |
汽油机的结构和工作过程 |
学生学习汽油机的结构和工作过程 | 打开Flash课件，①构造（出示模型。边指示边讲解）。 进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。②工作原理。 边动作边讲解，并提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况 ③能的转化。通过引导使学生认识压缩冲程和做功冲程能量转化 |
学生操作模型、观看动画、回答问题。
填写学案上的汽油机工作过程表。 | 播放Flash动画，分解展示四个冲程工作过程，模拟得直观形象。
用SMART Notebook单元格遮罩，隐藏表格中的答案，最后，再显示表格中的答案。 |
柴油机的结构和工作过程 | 学生学习柴油机的结构和工作过程 | Flash课件，展示构造 ，引导学生比较（柴油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴）；工作原理，边动作边讲解。 | 观看动画、回答问题。 | 播放Flash动画，分解展示四个冲程工作过程 |
比较汽油机和柴油机异同点 | 学生学习分析和比较的研究方法 | 学生小组交流讨论柴油机与汽油机有什么共同的地方？有什么不同之处？ | 学生讨论 学生回答 | 用SMART Notebook的活动模板把文字进行分类，学生拖动方框进行分类，模板软件对结果及时进行评判。实现了教学的互动。 |
巩固练习 | 巩固学习的知识 | 展示两道选择题，学生思考后回答 | 学生思考回答 | 用SMART Notebook的活动模板展示选择题，学生选择后模板进行评判。 |
课堂总结 | 总结知识 | 总结四冲程内燃机的工作过程 | 学生集体回答 | 展示重点内容 |
六、教学反思 | ||||
在本节课上，我的成功之处是突破了内燃机的工作过程这个教学的难点。内燃机实物模型虽然直观形象，但是它有不能模拟四个冲程工作任务的缺陷。故在教学中采用了SMART Notebook白板软件辅助实物模型的教学策略。在SMART Notebook白板软件的环境下运行播放Flash动画，四个冲程可以单独展示又可以循环播放，工作过程生动形象，学生直观感知印象深刻，能够过目不忘。我的不足之处是课堂的引入环节不够新颖，在上课之前，我尝试了好几个演示实验来说明热机工作原理（燃料燃烧释放的内能转化为机械能），效果都不好，有的实验不能成功，有的实验不够安全。最后实在是没办法不得不用水蒸气冲走软木塞视频引入新课。我想在以后的教学中设计一个既安全又可靠的实验来说明热机的工作原理。 |
练习：
1、用酒精灯给试管中的水加热，如图所示，在软木塞被冲出试管口的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．水蒸气对软木塞做功，水蒸气的内能增大
B．水蒸气的内能转化为软木塞的机械能
C．能量的转化形式与热机压缩冲程能量转化相同
D．软木塞的机械能守恒
图4
2、下列说法中, 正确的是（ ）
A. 机械能为零的物体, 内能一定也为零
B. 炽热的铁水具有内能, 冰冷的铁块不具有内能
C. 铁丝被快速弯折的过程中, 温度升高是因为机械能转化成内能
D. 汽油机的压缩冲程中, 主要是用热传递的方式增加了气缸内物质的内能
3、如下图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内
水蒸气推出，水蒸气的 能转化为塞子的机械能。右图 中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
图6
4、如图1所示是汽油机工作示意图，其中压缩冲程是把_______能转化为_______能．如图2甲、乙所示，是我们课堂演示的两个实验，与压缩冲程原理相同的是_______
图3
5、发动机是汽车的核心部件，发动机的质量决定了整车的性能和品质，现代汽车主要分汽油和柴油两类发动机，其中汽油发动机提供动力的是内燃机的汽缸．若某台以汽油为燃料的汽车，发动机内有四个汽缸，其相关数据如下表所示．
图5
汽车内燃机一个工作循环包括四个冲程，一个汽缸正常工作四个冲程的顺序
是___________________（对甲、乙、丙、丁重新排序），_____图所示的冲程内燃机给汽车提供动力．
6、如图是内燃机的某冲程工作示意图，以下改变内能方式与此相同的是（ ）
A．烤火取暖 B．搓手取暖
C．向手“呵气”取暖 D．用热水袋取暖
图9
7、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_____的方式增加内能。为了降低气缸体的温度，气缸外有一个水箱体，使气缸被水包围着，这是通过_____的方式减少气缸的内能，用水来包围气缸是因为水的__________。
8、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况．关于对图中①②③④的补充正确的是（ ）
A．①做功冲程 ②内能转化为机械能 ③压缩冲程 ④机械能转化为内能
B．①压缩冲程 ②内能转化为机械能 ③做功冲程 ④机械能转化为内能
C．①压缩冲程 ②机械能转化为内能 ③做功冲程 ④内能转化为机械能．
D．①做功冲程 ②机械能转化为内能 ③压缩冲程 ④内能转化为机械能
9. 如图2所示，是世界上早期的蒸汽汽车模型．燃料燃烧使水温升高，水的_______能增加，再转化为汽车的_______能，使汽车前进．
图2
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