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視頻標簽：熱機
所屬欄目：初中物理優質課視頻
視頻課題：人教版初中物理第十四章第一節 熱機_廣東省 - 廣州
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人教版初中物理第十四章第一節 熱機_廣東省 - 廣州
教學目標
1．了解人類“利用內能做功”的簡要的歷史發展進程，了解四沖程內燃機的基本工作原理和工作過程。
2．通過學習汽油機的工作過程，知道壓縮沖程和做功沖程中的能量轉化。
3．通過對熱機發展簡史、汽油機的結構以及工作過程的學習，感受到人類對美好事物（效率）的追求，逐步培養學生崇尚科學、愛科學、學科學的興趣。
4．讓學生認識到科學研究和實際技術的開發過程是不同的，知道科學如何應用于技術、技術又如何促進科學發展（體會STS思想）。
2學情分析
熱機在生活中常用卻“不常見”，學生學起來有一定的難度，特別是如何將直線運動轉化為曲線運動，學生很難理解，需要借助圖片、視頻、模型等來幫助學生認識熱機。為什么活塞上下運動，曲軸就能轉動起來了，學生很難明白，需要實物演示才能說明，最好干擾因素要少，所以我自制了一個簡單的“活塞——連桿——曲軸”模型，利用教具化解難點。
本節課的知識點比較分散，教學時需要找準一條邏輯主線，理清知識點，建構知識網絡。
3重點難點
本節內容由“熱機”、“汽油機”和“柴油機”三部分組成，教材通過演示實驗說明消耗內能可以做功，展示熱機的能量轉化的基本過程，并說明這是蒸汽機的基本工作原理，進一步引出熱機的概念并分類，接著重點介紹了內燃機。
這一部分的處理，我以熱機的發展簡史為邏輯主線，從課本的小實驗引出燒水產生的水蒸氣具有內能，能對塞子做功，讓塞子動起來，獲得我們所需要的機械能，再引導學生思考這種現象有什么用，想到可以讓東西動起來，帶動機器運轉，過渡到蒸汽機；通過對實驗中“實驗中水蒸氣獲得的內能與燃料燃燒產生的內能誰多？”這一問題的分析，思考外燃有何不好，如何改進，讓學生明白蒸汽機等的科學發明來源于生活，利用我們所學的物理知識可以改進技術、促進科學發展；滲透STS教育。
汽油機和柴油機的工作原理是本節課教學的重點也是難點。對于汽油機和柴油機主要是從構造和工作過程來講述的，構造教材只介紹了那些為講清工作過程所必須知道的部件，他們的優缺點也只做了簡單的介紹。由于汽油機和柴油機的工作原理基本相同，所以這節課我重點學習汽油機的工作原理，柴油機的學習則采用巧設問題、引領學生自主閱讀課本學習的方式進行，培養學生的自學能力。
汽油機的工作原理的學習：我通過“壓縮空氣引火”實驗的復習梳理了一條邏輯主線（先加燃料——壓縮——燃燒做功——排廢料），理順了四沖程，使學生在學習時思路更清晰。
這節課的另一個難點是：為什么活塞上下運動，曲軸就能轉動起來了。為了幫助學生這個突破難點，我制作了簡易的教具。通過教具的演示，學生能馬上明白了如何將活塞的直線運動轉化為曲線運動，也明白了連桿和曲軸在什么位置時，活塞在最上端，轉到什么位置，活塞在最下端，一個沖程中曲軸轉過多少度等等這些問題也都迎刃而解。
4教學過程
4.1第一學時
4.1.1教學活動
活動1【導入】質疑激趣
課件展示火箭汽車的圖片，簡單介紹世界上最快的火箭汽車。
課件展示發動機的圖片。師：“你知道這是什么東西嗎？”
生：汽車發動機。
師：“是用來做什么的？”
生：讓汽車運動。
師：“看到這個它有什么感受？”
生：很復雜。
師：我也覺得它很復雜，這么復雜的機器是怎么發明出來的，為什么加入汽油就可以讓汽車運動起來呢？下面我們先來看一個小實驗。
活動2【活動】實驗引入熱機
演示實驗：如圖（實驗中水不要太多，塞子稍微塞緊一點，現象會比較“驚喜”。）
實驗時提醒學生注意觀察塞子周圍的現象。伴隨著學生“啊”的驚叫聲，塞子沖出去了。
師：看到了什么現象？
生：塞子飛出去了，試管口出現白霧。
師：誰讓塞子飛出去了？這個過程是否有做功？誰對誰做功？發生了什么能量轉化？
生：水蒸氣對塞子做功，將水蒸氣的內能轉化為機械能。
師：水蒸氣能將塞子沖出去了，看到這現象，你能想到有什么應用嗎？
生：讓物體動起來，汽車。
師：燒水就可以讓物體獲得動能，這就是我們所需要的，科學家敏銳的眼光就看到了這一點，后來科學家真的做出了這樣的機械。
師：如果塞子后面還有如左圖所示裝置，則水蒸氣推動塞子時，就會帶動后面的連桿和曲軸轉動（出示連桿和曲軸的自制教具，如右圖），然后帶動機器運動。
演示蒸汽機動畫。
師：展示各種蒸汽機在生活中應用的機械圖片。蒸汽機的出現有劃時代的意義，使人類從手工業時代進步到了工業化時代，很多笨重、繁雜的依靠勞力來完成的事情都可以讓蒸汽機代替我們完成了。
師：蒸汽機是利用什么來工作的？
師：向蒸汽機這種利用內能來工作的機械叫熱機。
歸納并板書：
一、熱機
1、熱機：利用內能來工作的機械，將內能轉化為機械能。
師：在蒸汽機中水蒸氣獲得的內能與燃料燃燒產生的內能誰多？多出來的那部分能量又去哪了？給誰了？
生：燃料然燒產生的內能多，有些能量被空氣吸收了，有些被水和容器吸收了。
師：燃料在容器外燃燒，在空氣中有能量散失，而且要轉移給水、試管等，熱量損耗大。如何減少能量損耗，提高燃料利用率呢？
學生思考回答。老師提示：能否讓燃料之間在容器內燃燒，而且不要將內能轉移給水和水蒸氣，而是直接用燃料燃燒釋放的內能來做功，損耗是不是少很多？這就是我們所說的內燃機，內燃機大大減少了能量損耗，能量的利用率大大提高了。
引出內燃機。
火箭發動機、內燃機和蒸汽機都是熱機。還有哪些是熱機呢？
熱機的種類（圖片舉例列舉并板書）。
活動3【講授】汽油機
師：燃料在里面燃燒，像什么？還記得這個壓縮空氣引火儀（如圖）嗎？這個實驗是怎么做的？
生：先添加火柴頭，裝好活塞后，快速向下壓活塞。
師：實驗（板書：加燃料——壓縮）。
師：棉花燃燒后我們還看到塞子跳起來了，誰讓塞子跳起來的？
生：空氣內能增加后，對塞子做功。
師：（板書：燃燒做功）
師： 燃燒完了后，我還想再燒，怎么辦？
生：重新加燃料。
師：（板書：排廢料——加燃料）
師：其實這就和熱機的原理是一樣的，利用燃氣內能做功把塞子推動。如果有專門的孔加入燃料和排廢料，讓機器能連續工作就好了，內燃機工作原理其實就是這樣，只是它的結構更巧妙、過程更連貫了。下面我們就來學習汽油機，看它是如何工作的。
活動4【活動】認識汽油機
學生看課本P18的圖14.1-3，同時對照模型（4人小組1個汽油機模型），認識汽油機，首先認識課本圖片上標出的幾個關鍵部件的名稱。
小組活動，組長說出名稱，小組內其他同學在模型上指出部件位置。
學生閱讀課本P18最后一自然段，了解什么叫“1個沖程”、一個工作循環有哪幾個沖程。
拿出連桿和曲軸的自制教具，讓學生演示轉一個完整的沖程，觀察并思考：連桿和曲軸在什么位置，活塞在最上端，轉到什么位置，活塞在最下端，此過程中曲軸轉過多少度？一個工作循環中曲軸轉過多少度？
活動5【導入】四沖程汽油機工作原理學習
對照學習任務單，學生自己看書，學習汽油機的工作原理，完成任務。
【任務闖關】閱讀課本P19圖14.1-4的圖片和文字:
第一關：完成下表；
第二關：思考各沖程中“氣門的狀態和活塞的運動方向” 為什么是這樣？
第三關：“壓縮沖程”的“壓縮”是指“__________壓縮_____________”；
“做功沖程”的“做功”是指“___________對_____________做功”；
第四關：慢慢轉動汽油機模型，說出它分別是什么沖程，你是根據什么現象來判斷的？
第五關：吸氣沖程中空氣是如何“乖乖”進入氣缸的？排氣沖程中氣體又是怎么排出氣缸的？
想想議議：
1．做功沖程中活塞是在誰的作用下運動的？其他三個沖程活塞又是依靠什么作用而運動的？
2．老式摩托在啟動時，需踏動啟動桿（如圖），這是為什么？
3．發動機工作后，如何帶動整個汽車運動?
播放發動機工作視頻，了解真實的汽車是如何工作的。
活動6【練習】鞏固提升
1．熱機是利用＿＿＿＿＿＿做功的機械，工作時將＿＿＿＿能轉化為＿＿＿＿＿能。
２．汽車在＿＿＿＿沖程獲得動力。
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