第十六章 第四节 热机导学案_第四节热机导学案

第十六章 第四节 热机导学案由刀豆文库小编整理，希望给你工作、学习、生活带来方便，猜你可能喜欢“第四节热机导学案”。

第十六章

第四节

热机导学案

学习目标

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，认识热机效率．

教学重点：汽油机的工作原理及能的转化过程，燃料的热值。教学难点：热机中的能量转化及损失，了解热机效率。学习过程：

一、课前预习：

（要求：阅读P135—137页，请自主完成下列问题。如果你觉得还需要补充的内容和疑问，请把这些内容记录下来，预备课上组内交流）

1、实验：16.4—1实验

实验得到什么启示，猜想可能是什么原因

2、自学教材回答下列的问题（1）、热机是将（）能转化为（）能的机械。（2）、内燃机是由（、、、）四个冲程组成的。

3、1kg的某种燃料（）燃烧放出的热量，叫做这种燃料的热值，煤的热值是3×107 J/kg，其物理意义是（），某种燃料的热值与其质量（）。

4、（）与（）之比叫做热机的效率，热机的效率总是（）。

5、学习汽油机工作原理 ①构造

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叫做一个冲程 ②工作原理。

观看汽油机的模型，了解它的工作原理。

二、课堂学习：

（一）预习检测

请同学们以小组为单位交流预习情况，并把存在的共同问题提出来，写在黑板上。

（二）自主学习： 自学导航一：

1、小组共同完成下列填空

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。开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活塞（），（）打开，（）仍关闭。由于缸内体积增大，压强减小，（）混合气体被吸入气缸。这是第一个冲程（）冲程。活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时（）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（）。该冲程结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在该结束的瞬间，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由上向下运动，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（）。该冲程结束，活塞继续（）运动，（）关闭，（）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。

2、学生讨论分析，每一个冲程的能的转化情况。吸气： 压缩： 做功： 排气：

3、自学检测（要求先自己思考，然后组内讨论）

①汽油机的一个工作循环是排气,吸气,压缩,_______这四个冲程组成的,其中能将机械能转化为内能的冲程是_________冲程。

②汽油机吸入气缸的物质是:()A.汽油 B.空气 C.汽油与空气混合物 D.柴油

③克服摩擦力做功，或压缩气体做功而使物体的内能增加，这时是将_________能转化为_________能。气体膨胀对外做功使物体的内能减少，这时是将_________能转化为_________能。④判断这是（）冲程。自学导航二：热值

小组学习热值，完成下面的问题。

1）放出的热量叫做这种燃料的热值；焦炭的热值是3×107焦/千克，它的物理意义是（）。

2）关于热值的正确说法是（）

A、一车焦炭的燃烧值比一块焦炭的热值大； B、1克汽油的燃烧值比1车柴草的热值大； C、热值大的燃料完全燃烧时放出的热量多； D、以上说法都正确。3）酒精的热值为3.0×107焦/千克，完全燃烧10克酒精放出的热量为（）焦；要想得到9.9×106焦的热量，约需要完全燃烧（）克的酒精（不计热量损失）。4）用太阳灶给200千克的水加热，水的温度升高了40oC，这些水共吸收（）焦的热量。若这些热量全部由干木柴（热值约为1.2×107焦/千克）完全燃烧供给而且炉灶的效率为30%，那么共需（）千克的木柴。教师根据情况适当强调。自学导航三：热机的效率

结合P139页图，学习热机的效率，并完成下面问题 分析有多少个方面要消耗燃料完全燃烧放出的能

（）（）（）（）（）（）思考，如何提高热机的效率，建议一 建议二

（三）、目标回顾：

（l）简述四冲程内燃机的工作过程。

（2）回答下列问题：

①内燃机的四个冲程顺序能颠倒吗？为什么？

②内燃机一个工作循环活塞往复运动几次？曲轴转动几周？（3）柴油的热值是多少？它的物理意义？（4）如何提高热机的效率？

（四）、达标测评：

1．热机是将燃料燃烧时放出的________能转化为_______能的机器。

2．常见汽车的动力机械是内燃机。从能量转化的角度来看，内燃机是把内能转化为______ 能的机器。内燃机的效率较低，它在工作过程中，能量大部分以______能的形式耗散掉。

3．汽油机工作时，活塞在汽缸内从_______运动到_______叫做一个冲程。四冲程汽油机 的一个工作循环由_______、_______、_______和_______四个冲程组成。汽油机工作的四个冲程中，只有_______冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是_______冲程，要靠安装在曲轴上飞轮的_______来完成。

4．下图是汽油机汽缸内部构造的剖面图，请写出图中各部件的名称。

5．从能量转化的角度看，汽油机的压缩冲程中，活塞的_______转化为气缸内混合气体的_______，使混合气体的温度升高；做功冲程中，燃气的_______转化为活塞的_______ 推动活塞向下运动，并通过连杆驱使曲轴转动。6．汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，大多数汽车的发动机是汽油机。使汽车 获得动力的是_______冲程；汽油机的效率不高，大约在20％～30％之间，能量损耗主 要是发生在_______冲程。

（五）、拓展延伸

1．汽油机和柴油机有许多不同之处，主要表现在：(1)构造不同：汽油机的汽缸顶部装有_______，而柴油机的汽缸顶部装有_______；(2)燃料不同：汽油机使用的燃料是_______，而柴油机使用的燃料是_______；(3)吸人物质不同：汽油机在吸气冲程吸入的是_______，而柴油机在吸气冲程吸入的是_______；(4)点火方式不同：在压缩冲程末，汽油机汽缸内被压缩的混合气体温度虽然很高，但 仍低于汽油的燃点，需由_______产生电火花来助燃，这种点火方式称为_______ 式；而柴油机汽缸内的空气被压缩后温度已超过柴油的燃点，这时由_______喷进 柴油，不用明火，柴油也会自动燃烧，这种点火方式称为_______式。

2．某台四冲程汽油机一分钟内飞轮转动了600圈，那么在1 s内活塞完成了_______个工 作循环，燃气对活塞做了_______次功。9．柴油机在做功冲程中，汽缸内燃气的()。

A．压强增大，温度升高 B．压强减小，温度降低 C．压强增大，温度降低 D．压强减小，温度升高

三、作业布置：

P141页动手动脑

四、（教）学后反思：

第十六章

第五节 能量的转化与守恒导学案

一、学习目标

1.知道能量守恒定律。

2.能举出日常生活中能量守恒的实例。

3.有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。学习重点：能的转化和守恒定律，强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本定律。学习运用能的转化和守恒原理计算一些物理习题。

学习难点：运用能的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析

二、学习过程：

（一）课前预习

（要求：阅读P142—144页，请自主完成下列问题。如果你觉得还需要补充的内容和疑问，请把这些内容记录下来，预备课上组内交流）

1、我们知道刀具在砂轮上磨削时，刀具发热是因为通过摩擦力做功，机械能转化为内能。在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水变热，这是通过热量传递使这瓶水内能增加。这些实例中，物体的内能为什么增加了？是凭空产生的还是由其他形式能转化来的？

2、图P142页16.5—1 各种形式的能量都可以在一一定条件下相互转化，图中给出了两个实例。你能做出补充吗？

3、什么是能量守恒？

（二）课堂学习： 反馈预习情况：

请同学们以小组为单位交流预习情况，并把存在的共同问题提出来。

自学导航一：自学课本，解答下列问题：

1、自然界中有哪些能量？它们分别对应于哪些运动形式？

2、各种能量之间都可以直接转化吗？

3、能量既不会，也不会，它只会从一种形式 为另一种形式，或者从一个物体 到另一个物体，而在 和 的过程中，能量的总量。这就是能量守恒定

自学导航二：认识能的转化

想想做做：说一说发生了那些能量的转化。（1）摩擦手，手发热：(机械能转化为内能。）

（2）黑塑料袋盛水，阳光下，温度升高.(光能转化为内能。）

（3）连在太阳电池的小电扇对着阳光，转动起来.(光能转化为机械能。）（4）钢笔杆摩擦后会吸引小纸片.(机械能转化为电能。）

2、看来各种形式的能，在一定的条件下是可以相互转化的，仔细观察下面的能量相互转化的图示，你能不能找到更多的实例？（每组至少三个）⑴

⑵

⑶

自学导航三：播放动画：大自然中能量的转换

（1）小实验：将乒乓球从空中扔在地面上，观察：它跳得高度在怎样变化？其

机械能怎样变化？

自学导航四：讨论“想想议议”。

减小的机械能。减小的内能。（组内交流后，班内交流）自学导航五：巩固练习

1、下列过程中，属于内能转化为机械能的是（）A．寒冷天气快速搓手，手会感到暖和 B．水轮机带动发电机发电

C．烧红的铁块放入水中，冷水变热 D．壶中的水沸腾时，壶盖不断地在跳动2、1970年4月24日，我国第一颗人造地球卫星上天，它绕地球似椭圆轨道运行，近地点离地面高度为439km，远地点离地面高度为2384km，如图所示，它从近地点向远地点运动时，下列说法正确的是…………………………………（）

A.势能减小，动能增大 B.势能增大，动能减小

C．势能不变．动能不变 D．势能不变，动能减小

3、《深圳商报》2004年3月11日报道：近日一种新型太阳能公共卫生间落户北京东郊民巷，该卫生间的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供，它还能将多余的能量储存在蓄电池里。这种能量转化和储存的方式是()

A.太阳能转化为内能，再转化为电能 B．太阳能转化为电能，再转化为化学能 C.太阳能转化为内能，再转化为化学能 D．大阳能转化为电能．再转化为光能

自学导航六：能量守恒定律

1、阅读课本，小组对“能量守恒定律”的内容，做到： 能够记忆

能够理解（能用自己的话说出来）

2、阅读“科学世界”，了解能的转化和守恒在生活和生产中的应用。

3、说明：能的转化和守恒定律是存在于普遍自然现象中的自然规律。这规律对物理学各个领域的研究，如力学、电学、热学、光学等都有指导意义。它也对化学、生物学等自然科学的研究都有指导作用。

永动机不可能制成历史上不少人希望设计一种机器，这种机器不消耗任何能量，却可以源源不断地对外做功。这种机器被称为永动机。虽然很多人，进行了很多尝试和各种努力，但无一例外地以失败告终。失败的原因是设计者完全违背了能的转化和守恒定律，任何机器运行时其能量只能从一种形式转化为另一种形式。如果它对外做功必然消耗能量，不消耗能量就无法对外做功，因而永动机是永远不可能制造成功的。

（三）、目标回顾：

学习本节课你的收获是什么？（学生交流后抽学生回答）

（四）、达标测试

1．从能的转化和守恒的观点来看，用热传递来改变物体的内能，实际上是 的过程，用做功方法来改变物体的内能，实际上是 的过程． 2．英国物理学家法拉第经过10年不懈努力，终于在1831年发现了 现象，导致发电机的发明，实现了电能的大规模生产。我国兴建的长江三峡发电机组，是通过 能转化为电能。福州市即将兴建的垃圾焚烧电厂，是将垃圾焚烧后获得的 能。最终转化为电能。

3．当水壶中的水烧开时，壶盖会被顶起，从能量转化的观点看，这是水蒸气的_________能转化为壶盖的 能。

4、能量转化与守恒是自然界的基本规律之一，下列过程中机械能转化为电能的是

A．干电池放电 B．给蓄电池充电

C．风力发电 D．电动机带动水泵抽水 5．下列现象中，利用内能做功的是（）A．冬天在户外时两手相搓一会儿就暖和 B．车刀在砂轮的高速磨擦之下溅出火花 C．在烈日之下柏油路面被晒熔化了 D．火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起 6．下列说法中错误的是（）

A．能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化 B．只要有能的转化和转移，就一定遵从能量守恒定律

C．能的转化和守恒定律是人们认识自然和利用自然的有力武器

D．任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变

7．我区大力发展火力发电，火电厂进的是“煤”，出的是“电”，在这个过程中能量的转化是（）

A．机械能→内能→化学→能电能 B．化学能→内能→机械能→电能 C．化学能→重力势能→动能→电能 D．内能→化学能→机械能→电能

（五）、达标测评：

1．指出下列现象中能量的转化和转移情况．（1）气体膨胀做功 ．（2）植物进行光合作用 ．（3）燃料燃烧 ．（4）风吹动帆船前进 ．

2．如图所示，在试管内装一些水，用软木塞塞住，用酒精灯加热试管使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲出．在水蒸气冲出软木塞的过程中，_________的内能减少而软木塞的________能增加．

3．太阳是一个巨大的能源，直接利用太阳能不会污染环境．围绕地球运转的通信卫星，其两翼安装的太阳电池板，能把________能直接转化成_______能，供通信卫星使用，太阳能还可以直接转化成内能，现有一太阳能热水器，在晴天，每天可将50kg水从20℃加热到50℃，若燃烧煤气来加热这些水，则至少需要消耗掉________m3的煤气．[已知完全燃烧1米3煤气可放出3.9×107J的热量，水的比热为4.2×103J/（kg·℃）]

三、作业：

除了本节课提到的能量转化例子外，请你结合生活实际再举出三个有关能量转化的例子并加以解释

四、（教）学反思：