第 二 節 內燃機教學目標：一、知識與技能1、理解內燃機的基本原理2、了解汽油機的工作過程3、了解汽油機與柴油機的異同4、知道汽油機、柴油機是活塞式發動機二、過程與方法1、通過分析汽油機的四個沖程，了解活塞式發動機的工作過程2、了解不同熱機的不同用途三、情感、態度與價值觀1、通過對內燃機和輪機在生產生活中的應用，感受技術進步在工業發展中的重要作用2、激發學生是愛國熱情和獻身科學事業的精神教學重、難點對汽油機四個沖程的認識，弄清楚各個沖程的作用課型及課時安排新授課 1課時教學方法視頻結合講授教學過程賽車場上，一輛輛賽車發出陣陣轟鳴聲，閃電般飛馳，或許你不知道，賽車的動力來自賽車內的一系列“爆炸”。今天我們就一起來學習這個“爆炸”是怎么發生的。一、內燃機起源：第一臺實際使用過的內燃機，是1859年法國工程師勒努瓦制造的。這是一臺煤氣機，效率很低。1876年德國工程師奧托制成了按四沖程原理工作的煤氣機，稱為奧托循環機，這是內燃機劃時代的進步。1892年，德國工程師狄塞爾提出了壓縮點火式內燃機的設計原理，經過多次試驗和改進，于1897年制成第一臺壓燃式內燃機，使用液體燃料，熱效率比以前的內燃機都高。內燃機的發明，使熱機的效率由蒸汽機的10左右，提高到了40左右。而且由于內燃機輕巧，適于用在交通工具上，對促進交通運輸業的發展起了關鍵的作用。觀察教科書P21圖2-2-2：瓶中的酒精燃燒后產生的高溫、高壓燃氣將瓶蓋頂出。根據這一現象制成了內燃機。概念：燃料在汽缸內燃燒，產生的燃氣直接推動活塞做功的熱機叫活塞式內燃機。原理：燃料字汽缸內燃燒，產生的燃氣直接推動活塞做功。種類：汽油機和柴油機內燃機按照使用燃料的不同，分為汽油機和柴油機，他們的原理基本相似，我們今天一起來研究一下汽油機。二、汽油機的工作過程播放flash認識內燃機的結構動畫：展現汽油機工作的四大沖程及其連續工作過程，可以用按鈕控制每個沖程動作。結合模型。給學生講解：(1)汽油機的構造：氣缸、活塞、進氣閥門、排氣閥門、曲軸連桿、飛輪、火花塞。(2)汽油機的沖程：汽油機活塞在氣缸內上下往復運動，從一端運動到另一端就叫做一個沖程，每個沖程完成一種工作，汽油機的每個循環有四個沖程。(3)四大沖程：通過動畫模擬，詳細講解每個沖程的活塞動作情況以及功能。內燃機原理以一個循環為一個單元，一個循環又分為四個沖程：開始工作前，活塞位于氣缸上端，進、排氣門均關閉。工作時，活塞由上向下運動，進氣門打開，排氣門仍關閉。由于缸內體積增大，壓強減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入氣缸。這是第一個沖程叫做吸氣沖程。活塞運動到最下端，就開始轉為向上運動。這時進氣門、排氣門都關閉，混合氣體被強行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強增大。這是第二個沖程叫做壓縮沖程。此過程機械能轉化為內能。壓縮結束時雖然溫度較高，但未能達到燃料的燃點。在壓縮沖程結束的瞬間，火花塞產生電火花，使燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓氣體，高溫高壓燃氣推動活塞由上向下運動，通過連桿帶動曲軸轉動。實現了內能向機械能的轉化。這是第三個沖程叫做做功沖程。此過程內能轉化為機械能。（點火方式：點燃式點火）做功沖程結束，活塞繼續由下向上運動，進氣門關閉，排氣門打開，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。這是最后一個沖程排氣沖程。此后，活塞又由上向下運動，從此進入下一輪循環。(4)能的轉化讓學生分析在整個過程中能的轉化情況，學生利用已有的知識，和書上的介紹得出結論：通過外力先使飛輪和曲軸轉動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，消耗機械能來幫助內燃機完成吸氣、壓縮兩個沖程，內燃機一旦開始做功，內能就會轉化成曲軸的機械能。這時曲軸獲得的機械能一部分推動汽車轉動做功，一部分通過飛輪（與曲軸相連的質量較大的輪子）保存起來。然后依靠飛輪的慣性再反過來向外輸出帶動曲軸轉動，靠消耗飛輪的機械能完成排氣以及下一循環的吸氣、壓縮。這樣內燃機就可連續工作下去了。讓學生觀看汽油機的連續工作過程，加深印象。小結：四沖程內燃機在一個工作循環中，活塞往復運動2次，曲軸轉動2周，汽缸內的燃油燃燒爆發1次，對外做功1次，在不做功的沖程，活塞靠飛輪的慣性運動。三、柴油機的構造和工作過程1、柴油機的構造：氣缸、活塞、進氣閥門、排氣閥門、曲軸連桿、飛輪、噴油嘴。2、工作過程：學生結合教科書P25物理在線學習和汽油機一樣包括四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程但不同的是：吸氣沖程：只吸入空氣壓縮沖程：缸內氣體被壓縮的程度比汽油機厲害，溫度高，壓強大。做功沖程：壓縮沖程末，噴油嘴噴出霧狀柴油進行壓燃式點火。在完成對四個沖程的分析以后，可以組織學生參考下表分小組討論，把動作過程和能量轉化相結合，有助于理解和鞏固。吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程進氣門打開關閉關閉關閉排氣門關閉關閉關閉打開活塞向下運動向上運動向下運動向上運動主要作用汽油與空氣的混合燃氣被吸入壓縮燃氣，溫度升高點燃或者壓燃，燃氣燃燒，推動活塞對外做功燃燒過的廢氣被排出特征利用慣性完成利用慣性完成內能轉化為機械能通過曲桿對外做功利用慣性完成（4）關于柴油機的工作原理教科書對柴油機原理的介紹進行了淡化處理，僅籠統說柴油機以柴油做燃料，構造和工作過程與汽油機相似。教師應該注意到此處與原來舊教材的差別。但是根據學生的具體情況，適當介紹一些柴油機和汽油機的區別也是很有意義的。汽油機柴油機相同點吸氣、壓縮、做功、排氣四沖程活塞式內燃機不同 點進氣方式混合氣空氣構造上火花塞噴油嘴點火方式點燃式壓燃式優點輕便便宜,功率大,效率高四、飛向太空噴氣式內燃機：包括空氣噴氣式發動機（用在飛機上）和火箭發動機（用在火箭上）。利用航空煤油或液氫等燃料燃燒時產生高溫高壓的燃氣，燃氣向后噴出過程中，由于空氣的反沖作用，使飛機或火箭向前高速飛行。噴氣式內燃機比活塞式內燃機更高效。火箭發動機：火藥通過燃燒產生的燃氣體積膨脹，從尾端向后高速噴出，推動火箭向前飛行。常用的火箭是多級火箭。火箭的多級設計可以提供更為持久的動力。板書設計：第 二 節 內燃機汽油機1、內燃機柴油機2、汽油機的工作過程吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程能量轉化：內能 機械能點燃方式：點燃式點火3、柴油機吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程能量轉化：內能 機械能點燃方式：壓燃式點火4、了解火箭發動機課堂練習：1.一臺四沖程的汽油機每分鐘完成300個沖程，則1 min完成75個工作循環，活塞來回150次，做75次功。2.如下圖所示為某汽油機四個沖程的示意圖，下列排列順序正確的是（ C ） A.甲乙丙丁 B.乙甲丁丙 C.甲乙丁丙 D.丁乙甲丙教學反思：