变世界的热机【学案】2.2 内燃机
2.1热机~2.2内燃机教学设计-2024-2025学年物理教科版九年级上册
2.拓展要求
-要求学生选择一种拓展资源，进行阅读或观看，并撰写读后感或观后感，分享自己的学习心得。
-鼓励学生参与到内燃机模型制作的过程中，通过动手操作来加深对内燃机工作原理的理解。
-组织学生进行小组讨论，针对内燃机技术的未来发展提出自己的看法和建议，培养学生的创新思维能力。
-学术论文：介绍内燃机效率提升的最新研究，如“涡轮增压技术在内燃机中的应用”、“内燃机排放控制技术研究”等，帮助学生了解内燃机技术的发展趋势。
-视频资料：内燃机工作原理的动画演示，内燃机工厂的生产线视频，以及内燃机赛车比赛的精彩片段，增强学生的直观感受。
-在线课程：推荐一些开放课程，如MIT的“内燃机原理”课程，供有兴趣深入学习的同学选择。
-实验操作
-问题解决
-课堂讲解
-互动式教学
教学实施过程
1.课前自主探索
教师活动：
-发布预习任务：提供内燃机和热机的原理介绍视频、工作流程图和相关的科普文章，要求学生提前观看和阅读。
-设计预习问题：提出问题如“内燃机的四个冲程是如何相互作用的？”、“热机效率的计算公式是什么？”等，引导学生深入思考。
-监控预习进度：通过在线平台收集学生的预习笔记和疑问。
学生活动：
-自主阅读预习资料：学生在家观看视频、阅读文章，了解内燃机和热机的基本概念。
-思考预习问题：学生针对问题进行思考，记录自己的理解和疑问。
-提交预习成果：学生在线上提交预习笔记和问题。
教学方法/手段/资源：
-自主学习法：鼓励学生独立学习，培养自主探索能力。
-信息技术手段：利用在线平台共享资源，方便学生远程学习和交流。
九年级物理,改变世界的热机,整章教案
第二章 改变世界的热机2.1 热机教学目标:1.知识与技能：（1）理解热机的原理就是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能。
（2）了解历史上和现实社会中的几种热机。
2.过程与方法：（1）观察蒸汽吹动纸风车旋转的实验现象，认识燃料的化学能转化成内能再转化为机械能的过程。
（2）经历关于“能量是怎样转化的”讨论过程，了解到热机是通过做功使内能转化为机械能的。
3.情感态度与价值观：通过使学生了解蒸汽机的发展历程，认识人类非凡的创造力对世界的影响。
教学重点：认识热机的工作过程是“燃料的化学能转化成内能再转化成机械能”。
教学难点：认识热机的工作过程是“燃料的化学能转化成内能再转化成机械能”。
教学用具：试管、水、铁架台、软塞、玻璃管、热风车、酒精灯（蜡）、火柴。
教学互动设计：一、创设情景，导入新课广而告之：本公司向贵矿提供蒸汽机，它能替代14匹马，为你的机器提供动力。
蒸汽机为什么能提供动力？它的物理原理是什么？二、新课讲授，师生互动 （一）利用内能来做功改变物体的内能有两种方式，除了热传递还可以通过做功使物体内能增加。
那么，减少物体内能可以做过吗？观察：热机的原理如图2-1-2，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个纸做的小叶轮。
加热试管使水沸腾，细心观察，有什么现象？在这个实验中，燃料的化学能转化为内能，传给水，水沸腾变成水蒸气，水轮机驱动叶轮转动。
石蜡的化学能经燃烧转成内能，火焰的内能传给周围空气，这些空气受热体积变大变成上升气流，即转化为机械能，气流与风车相互作用使风车旋转起来。
从能量转化的特点来看，热风车和热机一样，都是化学能经燃烧转变成内能，内能增大的物体做功转变成机械能，所以热风车和热机有类似之处。
结论：内能转化为机械能。
热机：通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。
（二）蒸汽机——最早的热机。
基本原理：把蒸汽的能量作为动力。
燃料的 机械能内能机械能燃烧做功1769年，瓦特吸收前人的成果，改进、完善了蒸汽机。
九年级物理上册第二章改变世界的热机2内燃机教学课件(新版)教科版
使用柴油作为燃料 的叫柴油机
讲授新课
二 汽油机的工作过程 1.汽油机的构造
讲授新课
2.汽油机的工作原理
讲授新课
归纳与小结
内燃机工作时，活塞在汽缸内做一次单向运 动，叫作一个冲程。
汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、 压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
讲授新课
观察与思考
Ⅰ.吸气冲程
阀门：进气阀 打开 ； 排气阀 关闭 。
活塞运动方向： 向下 。 吸入气体: 汽油和空气的燃料混合物。
讲授新课
观察与思考
Ⅱ.压缩冲程 阀门：进气阀 关闭 ；
排气阀 关闭 。 活塞运动方向： 向上 。 燃料混合物：压强 增大 ，
温度 升高 。 活塞对燃料混合物做功，燃料内能增大，温度升高。
能量转化：机械 能
内能
讲授新课
观察与思考
Ⅲ.做功冲程 在压缩冲程末尾，火花
随堂训练
2.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（BCD ）
A.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴 B.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合 C.吸气冲程是内能转化为机械能 D.压缩冲程是内能转化为机械能
随堂训练
3．依靠飞轮惯性完成的冲程是（BCD ）
A
B
讲授新课
6.汽油机和柴油机的优缺点
汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低 廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上， 特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。
柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、 火车轮船上。
柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%， 因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油 发动机的推广使用具有重大意义。
CDΒιβλιοθήκη 随堂训练4．汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（ C ） A．压强增大，温度降低 B．压强减小，温度升高 C．压强增大，温度升高 D．压强减小，温度降低
2024年教科版九年级物理教学第二章 改变世界的热机 2.2 内燃机
2.内燃机
教材分析
一、课标分析
了解四冲程内燃机的工作原理。
知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。
二、内容和地位分析
本节是物理教科版九年级上册第二章《改变世界的热机》的第二节。
内燃机是一种生活中常见的热机,是对上一节内容的延伸,体现了“从物理走向社会”的理念,同时本节课也为下一节课“热机效率”埋下伏笔。
本节课重点介绍了汽油机和柴油机的构造和工作过程,以及对其中的能量转化的分析,之后又介绍了人类飞向太空的发展历史,使学生更加体会到物理学科对社会进步的贡献,潜移默化地培养学生爱科学、学科学的理想。
学情分析
已有知识及方法:学生已经学过热机的概念,汽油机是学生在生活中比较熟悉的一种交通工具,学生对汽油发动机的工作过程也充满了好奇心和求知欲。
通过对第一节热机的能量转化过程的学习,学生已具备从能量角度学习四冲程内燃机的基础。
未知知识及方法:汽油机和柴油机的构造和工作过程、能量转化,以及异同点。
教学目标
1.知道四冲程内燃机的构造和工作原理。
2.了解汽油机和柴油机的区别。
3.了解火箭发动机的原理和中国火箭的发展史。
核心素养
通过学习内燃机的构造及原理,引发学生对科技与社会发展和环境的思考,提高学生关注科学技术应用于生活和社会的意识。
重点难点
重点:汽油机的构造和工作原理,汽油机与柴油机的区别和联系。
难点:汽油机的工作原理。
教学过程
续表
教学反思。
九年级物理上册 2.2《内燃机》讲义 (新版)教科版
第二节 内燃机
温故而知新
试管热机
热机中能量形式转化的过程：
化学能
燃烧 内能
蒸汽机 做功 机械能
2.2 内燃机
常见的内燃机
学习目标
1、知道内燃机的基本原理。 2、知道汽油机的工作过程。 3、知道汽油机、柴油机的异同。 4、了解火箭发动机的原理。
有目标才会有动力！
自学指导
巩固练习
1.汽油机和柴油机统称为__内__燃___机，因为它们都是让燃 燃烧而工作的．内燃机有两种，它们是__汽__油__机和__柴_油_ 2.汽油机的一个工作循环是由__4__个冲程组成的，它们是 _压__缩_冲程、_做__功_冲程、_排__气_冲程，每一个循环只有_做__功冲 做功，其他三个冲程要靠飞轮的_惯__性__来完成。每一个工 复 2 次，曲轴转动_2__周，做功_1__次。
汽油机吸入是空气和汽油混合气体，柴油机吸入是 压缩冲程结束汽油机点火，柴油机喷油
4、火箭发动机的原理是：燃料的燃烧将 化学 为 内 能，生成的燃气向后喷出，推动箭
能转化为 机械 能。
一、汽油机
1、汽油机的结构：
气缸
进气阀 活塞
曲轴
火花 排
连杆
汽油机
2、冲程：活塞在往复运动中，从汽缸的一 动到另一端叫做一个冲程。
压缩燃气，温 度升高
燃气燃烧，推 动活塞做功
机械 内能
内能 机械
排出废气
汽车用汽油机
汽油机与柴油机的区别
汽油机
结构不同
顶部有火花塞
柴油机
顶部有喷
吸入物质不同 点火方式不同
吸入汽油和空气的混 合物
点燃式
只吸入空 压燃式
拖拉机用柴油机
2.2 内燃机(29张PPT)课件 物理教科版(2024)九年级上册
种类
汽油机
柴油机
相同点
不同点
构 造
燃 料
吸入气体
点火方式
都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程
火花塞
喷油嘴
汽油
柴油
汽油和空气
空气
点燃式
压燃式
汽油机和柴油机的异同点
柴油机较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。
பைடு நூலகம்
第二章 改变世界的热机
第2节 内燃机
赛车场上,一辆辆赛车发出阵阵轰鸣,闪电般地飞驰。或许你不知道,赛车的强劲动力来自赛车内的一系列燃烧。
1.理解内燃机的基本原理；2.了解汽油机和柴油机的工作过程和异同点； 3.了解活塞式四冲程内燃机的工作过程；4.了解火箭发动机的原理和中国火箭的发展史。
进气门__________排气门__________活塞自 向 运动______能转化为_____能
吸气冲程
压缩冲程
打开
关闭
关闭
关闭
上
下
上
下
空气和汽油混合物
机械
内
一个冲程：活塞在往复运动中从气缸一端运动到另一端。
做功冲程
进气门 排气门 活塞自 向 运动 排出废气（尾气）
D
4．不依靠飞轮惯性完成的冲程是（ ）
A
A
D
B
C
C
5．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ）A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机 吸入的是空气B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高
教科版九年级物理上册第二章改变世界的热机2、2内燃机导学案1
一、复习回顾
1．利用内能来和。热机的定义是。
2．从能量的转化来说，热机是把转化成的装置。
3．热机的种类主要有、、、。
二、尝试学习（看书P21—25完成）
1．叫活动塞式内燃机。常见的活塞式内燃机有机和机。
2．内燃机是将能转化成能。内燃机一个工作循环的四个冲程依次为冲程、冲程、冲程和冲程。
课堂学习
一、内燃机
演示点火爆炸实验———将内能转化为机械能
1．叫活动塞式内燃机，常见的活塞式内燃机有机和机
从能量的转化来说，内燃机是把能转化成能。
二、汽油机
让我们来共同研究汽油机的结构及工作原理
1．结合图2-2-3，观察汽油机的模型，了解汽油机的构造。有、、、等等。
2．在汽油机的一个工作循环中活塞经历了四个冲程，依次为冲程、冲程、冲程和
6．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如图所示是表示汽油机的______冲程，汽油机在某次工作时消耗汽油0．2 kg，这些汽油完全燃烧放出_______J的热量；汽车汽油机工作过程中，水箱中的水温度会升高，这是通过_______的方式使水的内能增加。(汽油的热值为4．6×107J／kg)。
7．从结构上看，汽油机顶部是火花塞，而柴油机顶部却是；从吸入的气体看，汽油机吸入，而柴油机吸入。
A．甲、乙、丙、丁
B．丁、丙、乙、甲
C．甲、丙、乙、丁
D．甲、丁、乙、丙
4．右图是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能
B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能
D．做功冲程，将机械能转化成内能
5．四冲程内燃机工作时，机械能转化成内能的冲程是（）
A吸气冲程。B压缩冲程。C做功冲程。D排气冲程。
2023九年级物理上册第二章改变世界的热机2.2内燃机教案(新版)教科版
- 在课堂上对作业进行总结和评价，表扬优秀作业，鼓励学生继续努力。
- 对作业中出现的问题进行集中讲解，确保学生能够理解并掌握相关知识。
- 鼓励学生之间互相交流作业，相互学习，共同进步。
- 定期收集学生的作业反馈，了解学生的学习情况，调整教学方法和策略，以更好地满足学生的学习需求。
- 视频：内燃机工作过程的动画演示，以及实际内燃机工作的视频，帮助学生形象理解内燃机的工作原理和能量转化过程。
3. 实验器材：准备内燃机模型或拆解后的内燃机实物，以及相应的安全防护设备，如护目镜、手套等。确保实验器材的完整性和安全性，以便进行课堂演示或学生分组实验。
- 模型：内燃机透明模型，便于学生观察内部结构和工作过程。
- 曲轴：将连杆传递的往复运动转换为旋转运动，对外输出动力。
- 配气机构：控制气门的开启和关闭，实现气体的进出。
- 冷却系统：通过冷却液循环，降低内燃机温度，保证其正常工作。
- 点火系统（汽油机）：产生高压电流，点燃燃料混合气。
3. 内燃机的工作原理
- 四冲程内燃机的工作循环：进气、压缩、做功、排气。
2. 辅助材料：准备与内燃机相关的图片、结构示意图、工作原理动画视频、内燃机实际应用场景照片等，通过多媒体资源丰富学生的视觉和听觉体验，增强对内燃机工作原理的理解。
- 图片：内燃机的各个部分如气缸、活塞、火花塞、燃油滤清器等高清图片，以便学生直观认识各部件结构。
- 图表：四冲程内燃机工作循环的示意图，包括进气、压缩、做功、排气四个阶段，以及相应的活塞运动方向和气门开关状态。
2023九年级物理上册 第二章 改变世界的热机2.2 内燃机教案 （新版）教科版
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2. 内燃机
【学习目标】
1、知道四冲程内燃机的构造和工作原理；
2、通过分析汽油机和柴油机的构造和构造过程的异同。
自主学习
1、内燃机：的机器叫内燃机。
活塞式内燃机：
分类：它主要有和。
2．结合了解汽油机的构造。
有__________、__________、__________、__________等等。
3.内燃机工作原
理。
4、内燃机的工作过程：内燃机的每一个工作循环分为
四个阶段：、、、。
交流讨论：
内燃机的工作过程表
汽油机和柴油机构造及工作过程比较
展示提升
1．在内燃机的四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？哪个冲程使汽车获得动力？哪个冲程排出了汽车的尾气？
2、柴油机经过（）个冲程，飞轮转1周，若某柴油机转速是1200r／min，则在一分钟内这台柴油机经过（）冲程，其中做功冲程出现了（）次. 课堂达标
1．如下图所示是四冲程汽油机的一个工作循环示意图，其中属于做功冲程的是（）
2．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
D．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
3．图2表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为（）
A．甲、乙、丙、丁
B．丁、丙、乙、甲
C．甲、丙、乙、丁
D．甲、丁、乙、丙
4．关于热机，下列说法是正确的：（）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞。
B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入气缸。
C．汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开。
D．汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能。
5．以内燃机为动力的各种机械,在人类生产生活中应用极为广泛.从轮船、火车, 到拖拉机、摩托车等,它们的动力大都来源于内燃机,它们虽然在构造上略有差异,但工作原理都是一样的.下面对内燃机的有关叙述, 错误的是( )
A．内燃机是内能转化为机械能的装置
B．内燃机用水冷却，是因为水的比热容大
C．它排出的废气无污染，是一种环保型的机器
D．内燃机靠产生的高温高压气体做功
6．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成，如右图所示是表
示
汽油机的______冲程，汽油机在某次工作时消耗汽油0．2 kg，
这些汽油完全燃烧放出_______J的热量；汽车汽油机工作过程
中，
水箱中的水温度会升高，这是通过_______的方式使水的内能增加。
(汽油的热值为4.6×107J／kg)。
7、一台单缸四冲程柴油机活塞的横截面积为600cm ，活塞的行程是100mm，做功冲程的平均压强是 3.5 ×105Pa.，求：
(1）做功冲程中气体做的功
（2）若柴油机每分钟完成500个工作循环，则柴油机的功率多大？。