文档内容
第 1 节 热机
教学目标：
1.知道热机的概念,初步了解热机的工作原理。
2.知道四冲程内燃机的构造和工作过程。
3.了解汽油机和柴油机的主要区别。
教学重难点：
重点:内燃机的构造和工作原理;汽油机和柴油机的区别和联系。
难点:汽油机的工作原理。
教学方法：讲授实验法
教学课时：1
教学过程：
【新课导入】
情境导入
课件展示图片
飞驰的汽车 高速行驶的列车 飞行的客机 航行的舰船
汽车、列车、客机、舰船等在各自领域大显神威,它们是如何获得机械能的呢?
【课堂探究】
探究点一 热机
热机的定义:利用内能做功的机械叫热机。
热机种类很多,有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等,今天我们主要来研究内燃
机。
内燃机:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。常见的内燃机分为汽油机和柴油机。
汽油机:以汽油为燃料的内燃机;
柴油机:以柴油为燃料的内燃机。
学生思考生活中看到过哪些热机?
参考答案:蒸汽机、柴油机、汽油机等。
探究点二 汽油机
一、观察单缸四冲程汽油机构造。① 进气门 ,② 排气门 ,③ 火花塞 ,④ 活塞 ,⑤ 连杆 ,⑥ 曲轴 ,⑦ 汽缸 。
二、汽油机的工作原理
[吸气冲程] [压缩冲程] [做功冲程] [排气冲程]
让学生观察四冲程汽油机工作示意图。思考下列问题:
(1)每一个冲程中进气门、排气门的关闭情况?
(2)汽缸里是什么气体?其压强和温度如何变化?
(3)利用什么方式点火?
(4)活塞是怎样运动的?
(5)能量是如何转化的?
归纳
冲程:活塞从汽缸一端运动到另一端叫做一个冲程。
工作过程
(1)第一冲程:进气门 打开 ,排气门 关闭 ,活塞向 下 运动,汽缸内体积增大,压强 减
小 ,大气压将 汽油和空气的混合物 压入汽缸,即 吸气 冲程。
(2)第二冲程:进气门和排气门都 关闭 ,活塞向 上 运动,燃料混合物被 压缩 ,温度
升高 ,气压 增大 ,完成 机械 能→ 内 能的转化,即 压缩 冲程。
(3)第三冲程:在压缩冲程结束时,火花塞产生 电火花 ,使燃料猛烈燃烧,燃气内能 增加 ,
推动活塞向 下 运动,并通过连杆带动曲轴转动,完成 内 能→ 机械 能的转化,即
做功 冲程。
(4)第四冲程:进气门 关闭 ,排气门 打开 ,活塞向 上 运动,把 废气 排出汽缸,即
排气 冲程。
拓展
(1)在一个工作循环中,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,燃气对外做功一次。在压缩冲程中,
机械能转化为内能;在做功冲程中,内能转化为机械能。
(2)在四个冲程中,利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。
探究点三 柴油机
问题1:柴油机的构造和工作过程是怎样的?
问题2:与汽油机相比,它有哪些相同之处和不同之处?柴油机的构造
归纳
(1)柴油机一个工作循环也是包括 四 个冲程。
(2)在一个工作循环中,活塞往复运动两次,曲轴转动两周,燃气对外做功一次。在压缩冲程中,
机械能转化为内能;在做功冲程中,内能转化为机械能。
(3)在四个冲程中,利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。
(4)汽油机和柴油机的不同点
项目 汽油机 柴油机
相同点 是内燃机,一个工作循环包含四个冲程
构造 火花塞 喷油嘴
燃料 汽油 柴油
吸气冲程 吸入 汽油和空气的混合物 吸入空气
不同点 压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大
做功冲程 点燃式 压燃式
(点火方式)
特点 轻巧、效率较低 笨重、效率较高
用途 车、飞机和小型农业机械等 载重汽车、拖拉机、坦克、轮船
等
【课堂小结】
1.热机:利用内能做功的机械。
2.内燃机:燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。
3.内燃机分为汽油机和柴油机两大类。
4.汽油机的结构、四个冲程及能量转化。
5.柴油机的结构、四个冲程、能量转化及与汽油机的异同。
板书设计
第1节 热机
1.热机:利用内能来做功的机器。
2.汽油机
(1)汽油机构造。
(2)汽油机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
(3)汽油机的应用。
3.柴油机(1)柴油机构造及工作原理。
(2)柴油机和汽油机的区别。
课堂检测
1.如图所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是(D)
A.一个工作循环的正确顺序是(甲)(乙)(丙)(丁)
B.(甲)图冲程能获得动力
C.(丙)图冲程存在化学能转化为内能的过程
D.(丁)图冲程存在内能转化为机械能的过程
2.下列关于汽油机和柴油机的主要区别,错误的是(A)
A.柴油机的汽缸顶部是火花塞,汽油机的汽缸顶部是喷油嘴
B.柴油机的点火方式为压燃式,汽油机的点火方式为点燃式
C.一般情况下,柴油机比汽油机效率高
D.柴油机与汽油机的工作过程基本相同
3.下列说法中正确的是(C)
A.内燃机压缩冲程是内能转化为机械能
B.内燃机做功冲程是机械能转化为内能
C.内燃机的飞轮的作用是完成其他三个辅助冲程
D.内燃机的一个工作循环包括两个冲程
4.如图所示是四冲程汽油机的剖面图,关于其四个冲程的描述错误的是(C)
A.吸气冲程中,汽油和空气的混合物进入汽缸
B.压缩冲程中,活塞的机械能转化为燃料混合物的内能
C.做功冲程中,具有很明显的机械能转化为内能的过程
D.排气冲程中,废气带走了燃料释放的能量中很大部分
备课素材：
1.热机的原理、发展史
热机原理是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能的机器。热机在人类生活中发挥着
重要的作用。现代化的交通运输工具都靠它提供动力。热机的应用和发展推动了社会的快
速发展,也不可避免地损失部分能量,并对环境造成一定程度的污染。热机的发展史:蒸汽机
→蒸汽轮机→内燃机→喷气发动机→火箭发动机。
2.热机的种类热机种类很多,按工质接受燃料释放能量的方式,分为内燃机和外燃机。内燃机中,燃料在热
机内部燃烧,生成的气体是热机工质。外燃机则燃料在热机外部燃烧,能量通过加热器传给工
质(如蒸汽)。按做功方式不同又分为往复式热机和回转式热机。如蒸汽机、汽油机、柴油
机等,它们是靠工质在汽缸内膨胀推动活塞往复运动实现对外做功的,称为往复式热机。依靠
工质推动叶轮或转子运动实现对外做功的,如汽轮机属于回转式热机。
3.制作四缸四冲程内燃机模型
该模型分三个主要部分,即动力系统、配气系统及点燃系统。
(1)动力系统
①汽缸和活塞:汽缸用四个没底的酒瓶代替,活塞用木料制成,能在瓶内上下灵活运动。
②曲轴连杆机构:均由粗铁丝弯成,如图(甲)所示。
③摇把和齿轮:曲轴的一端装有摇把,另一端装有一个小齿轮,小齿轮与安装在汽缸上的大齿
轮相啮合。大小齿轮都是用塑料板制成的。小齿轮直径2.5 cm,12个齿;大齿轮直径5
cm,24个齿。
(2)配气系统:各瓶口是气阀,进气阀和排气阀是共用的,即当进气时,瓶口就成进气阀;当排气时,
瓶口就成了排气阀。
(3)点燃系统
①火花塞:用灯泡代替,如图(乙)所示,灯泡上的两个接线头,一个接公用导线,一个跟配电器上
的相应触点相连接。
②配电器:在大齿轮的中央有一接线柱,并在其靠近汽缸体的一面固定一弹簧滑片(与接线柱
相通)。在汽缸体上固定有四个接触点,位置均匀,大齿轮紧压在触点上。这样当小齿轮带动
大齿轮转动时,使四个灯泡的电路按一定顺序逐个接通发光,表示火花塞将燃料点燃(点燃的
顺序是1,3,4,2)。
模型制成之后,接通3 V电源,顺时针转动摇把即可进行演示。
