第十章 机械能、内能及其转化 第四节 热机教案北师大版 .pdfVIP

第十章机械能、内能及其转化

第四节热机

一、教学背景分析

本节的教学内容有两方面，一是热机的概念；二是常见的两种内燃机——汽油机和柴

油机。教材在最开始直接给出了热机的概念：将燃料燃烧产生的高温高压气体的内能转化

为机械能的机器。接着分别利用插图10-28，10-29介绍了汽油机的构造和工作的四个冲

程。最后通过与汽油机比较相同点和不同点介绍了效率相对较高的柴油机。

汽油机和柴油机是机械能、内能及其转化的知识在生产生活中的重要应用，充分地体

现了生活与物理联系紧密的学科特点，并为后面学习火箭和燃料的燃烧等知识打好了基

础。

学生在前两节学习了机械能、内能等知识，了解了不同形式的能量之间可以相互转

化，这些知识如何为我们人类所用，正是学生的兴趣所在。教材这样的设计，一方面能激

起学生的求知欲和好奇心；另一方面还能借助热机这个具体实例帮助学生更深入地理解和

消化前面学习的内容。

本节课的教学设计先由演示加热装水试管使水蒸气内能转化为塞子机械能的实验开

始，提问物体的内能可以为我们人类做出什么贡献？从而引出利用内能对外做功转化为机

械能，给出热机的概念。通过介绍瓦特利用此原理制造了实用的蒸汽机，解放了人类的事

例，让学生体会到科学知识的合理应用可以推动社会进步，接着简单介绍热机的发展，进

而引出最常见的汽油机，利用动画或模型演示工作过程的方式帮助学生了解汽油机的构造

和四个冲程，了解汽油机是怎样将内能转化为机械能的，最后通过与汽油机对比相同点和

不同点简略讲解柴油机。

二、教学目标

1．知道热机是将内能转化为机械能的机器。

2．通过阅读教材了解四冲程汽油机和柴油机工作过程各个冲程的主要特征，提高通

过阅读获取信息的能力。

3．通过动画或模型观察四冲程汽油机工作的动态过程，进一步了解四冲程汽油机各

个冲程的主要特征，理解压缩冲程和做功冲程的能量转化。

4．通过简单介绍蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机的基本原理及应用，体会

科技进步推动人类社会的进步，养成将科学知识应用到社会生活的意识，提升社会责任

1

感。

5．通过阅读本节的科学窗，利用网络或图书馆查找关于热机效率的资料，了解如何

提高热机效率，从而养成节约能源的意识。

三、教学重点和难点

教学重点：汽油机四个冲程的工作过程及压缩、做功冲程的能量转化。

教学难点：汽油机和柴油机的结构。

对于任一种热机的深入学习，都能帮助学生理解热机的工作原理，而汽油机是现代

生活中最常见的热机，因此以它为例的学习较易激发起学生的兴趣，并能充分地体现出物

理与生活的紧密联系，因此将汽油机四个冲程的学习作为本节课的重点。

汽油机虽常见，但生活中能见到的都是外表，基本看不到它的内部结构，所以如何

介绍看不见内部的汽油机的工作过程就成为了本节教学的难点，教学中常利用模拟动画的

方式来解决这个困难，如果有汽油机模型的学校，借助模型来演示，教学效果会更好。

四、教学过程

1.教学引入

教师演示如图10-4-1所示实验，请学生分析实验过程中的

能量转化，并思考内能能够为人类做什么。

学生思考后回答出内能可以对外做功，转化为机械能，为人

类所用。图10-4-1

2.“知识点”教学

●热机

教师结合图10-4-2、10-4-3介绍：科学家瓦特在1776年制造出了一台内能转化为机

械能的实用蒸汽机。他开辟了人类利用能源的新时代，使人类进入“蒸汽时代”，引起了

18世纪的工业革命。

图10-4-2图10-4-3

2

简单介绍蒸汽机的工作原理：蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅

炉可以使用木头、煤、石油或天然气甚至可燃垃圾作为热源来加热，使蒸汽膨胀推动活塞

做功。