第 二 節(jié) 內(nèi)燃機(jī)教學(xué)目標(biāo)：一、知識與技能1、理解內(nèi)燃機(jī)的基本原理2、了解汽油機(jī)的工作過程3、了解汽油機(jī)與柴油機(jī)的異同4、知道汽油機(jī)、柴油機(jī)是活塞式發(fā)動機(jī)二、過程與方法1、通過分析汽油機(jī)的四個沖程，了解活塞式發(fā)動機(jī)的工作過程2、了解不同熱機(jī)的不同用途三、情感、態(tài)度與價值觀1、通過對內(nèi)燃機(jī)和輪機(jī)在生產(chǎn)生活中的應(yīng)用，感受技術(shù)進(jìn)步在工業(yè)發(fā)展中的重要作用2、激發(fā)學(xué)生是愛國熱情和獻(xiàn)身科學(xué)事業(yè)的精神教學(xué)重、難點(diǎn)對汽油機(jī)四個沖程的認(rèn)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(xué)方法視頻結(jié)合講授教學(xué)過程賽車場上，一輛輛賽車發(fā)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(nèi)的一系列“爆炸”。今天我們就一起來學(xué)習(xí)這個“爆炸”是怎么發(fā)生的。一、內(nèi)燃機(jī)起源：第一臺實際使用過的內(nèi)燃機(jī)，是1859年法國工程師勒努瓦制造的。這是一臺煤氣機(jī)，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(jī)，稱為奧托循環(huán)機(jī)，這是內(nèi)燃機(jī)劃時代的進(jìn)步。1892年，德國工程師狄塞爾提出了壓縮點(diǎn)火式內(nèi)燃機(jī)的設(shè)計原理，經(jīng)過多次試驗和改進(jìn)，于1897年制成第一臺壓燃式內(nèi)燃機(jī)，使用液體燃料，熱效率比以前的內(nèi)燃機(jī)都高。內(nèi)燃機(jī)的發(fā)明，使熱機(jī)的效率由蒸汽機(jī)的10左右，提高到了40左右。而且由于內(nèi)燃機(jī)輕巧，適于用在交通工具上，對促進(jìn)交通運(yùn)輸業(yè)的發(fā)展起了關(guān)鍵的作用。觀察教科書P21圖2-2-2：瓶中的酒精燃燒后產(chǎn)生的高溫、高壓燃?xì)鈱⑵可w頂出。根據(jù)這一現(xiàn)象制成了內(nèi)燃機(jī)。概念：燃料在汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的燃?xì)庵苯油苿踊钊龉Φ臒釞C(jī)叫活塞式內(nèi)燃機(jī)。原理：燃料字汽缸內(nèi)燃燒，產(chǎn)生的燃?xì)庵苯油苿踊钊龉Α７N類：汽油機(jī)和柴油機(jī)內(nèi)燃機(jī)按照使用燃料的不同，分為汽油機(jī)和柴油機(jī)，他們的原理基本相似，我們今天一起來研究一下汽油機(jī)。二、汽油機(jī)的工作過程播放flash認(rèn)識內(nèi)燃機(jī)的結(jié)構(gòu)動畫：展現(xiàn)汽油機(jī)工作的四大沖程及其連續(xù)工作過程，可以用按鈕控制每個沖程動作。結(jié)合模型。給學(xué)生講解：(1)汽油機(jī)的構(gòu)造：氣缸、活塞、進(jìn)氣閥門、排氣閥門、曲軸連桿、飛輪、火花塞。(2)汽油機(jī)的沖程：汽油機(jī)活塞在氣缸內(nèi)上下往復(fù)運(yùn)動，從一端運(yùn)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(jī)的每個循環(huán)有四個沖程。(3)四大沖程：通過動畫模擬，詳細(xì)講解每個沖程的活塞動作情況以及功能。內(nèi)燃機(jī)原理以一個循環(huán)為一個單元，一個循環(huán)又分為四個沖程：開始工作前，活塞位于氣缸上端，進(jìn)、排氣門均關(guān)閉。工作時，活塞由上向下運(yùn)動，進(jìn)氣門打開，排氣門仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓強(qiáng)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(yùn)動到最下端，就開始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動。這時進(jìn)氣門、排氣門都關(guān)閉，混合氣體被強(qiáng)行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強(qiáng)增大。這是第二個沖程叫做壓縮沖程。此過程機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。壓縮結(jié)束時雖然溫度較高，但未能達(dá)到燃料的燃點(diǎn)。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓燃?xì)馔苿踊钊缮舷蛳逻\(yùn)動，通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。實現(xiàn)了內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。這是第三個沖程叫做做功沖程。此過程內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。（點(diǎn)火方式：點(diǎn)燃式點(diǎn)火）做功沖程結(jié)束，活塞繼續(xù)由下向上運(yùn)動，進(jìn)氣門關(guān)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(yùn)動，從此進(jìn)入下一輪循環(huán)。(4)能的轉(zhuǎn)化讓學(xué)生分析在整個過程中能的轉(zhuǎn)化情況，學(xué)生利用已有的知識，和書上的介紹得出結(jié)論：通過外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運(yùn)動，消耗機(jī)械能來幫助內(nèi)燃機(jī)完成吸氣、壓縮兩個沖程，內(nèi)燃機(jī)一旦開始做功，內(nèi)能就會轉(zhuǎn)化成曲軸的機(jī)械能。這時曲軸獲得的機(jī)械能一部分推動汽車轉(zhuǎn)動做功，一部分通過飛輪（與曲軸相連的質(zhì)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(zhuǎn)動，靠消耗飛輪的機(jī)械能完成排氣以及下一循環(huán)的吸氣、壓縮。這樣內(nèi)燃機(jī)就可連續(xù)工作下去了。讓學(xué)生觀看汽油機(jī)的連續(xù)工作過程，加深印象。小結(jié)：四沖程內(nèi)燃機(jī)在一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)運(yùn)動2次，曲軸轉(zhuǎn)動2周，汽缸內(nèi)的燃油燃燒爆發(fā)1次，對外做功1次，在不做功的沖程，活塞靠飛輪的慣性運(yùn)動。三、柴油機(jī)的構(gòu)造和工作過程1、柴油機(jī)的構(gòu)造：氣缸、活塞、進(jìn)氣閥門、排氣閥門、曲軸連桿、飛輪、噴油嘴。2、工作過程：學(xué)生結(jié)合教科書P25物理在線學(xué)習(xí)和汽油機(jī)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(nèi)氣體被壓縮的程度比汽油機(jī)厲害，溫度高，壓強(qiáng)大。做功沖程：壓縮沖程末，噴油嘴噴出霧狀柴油進(jìn)行壓燃式點(diǎn)火。在完成對四個沖程的分析以后，可以組織學(xué)生參考下表分小組討論，把動作過程和能量轉(zhuǎn)化相結(jié)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(jìn)氣門打開關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉排氣門關(guān)閉關(guān)閉關(guān)閉打開活塞向下運(yùn)動向上運(yùn)動向下運(yùn)動向上運(yùn)動主要作用汽油與空氣的混合燃?xì)獗晃雺嚎s燃?xì)猓瑴囟壬唿c(diǎn)燃或者壓燃，燃?xì)馊紵苿踊钊麑ν庾龉θ紵^的廢氣被排出特征利用慣性完成利用慣性完成內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能通過曲桿對外做功利用慣性完成（4）關(guān)于柴油機(jī)的工作原理教科書對柴油機(jī)原理的介紹進(jìn)行了淡化處理，僅籠統(tǒng)說柴油機(jī)以柴油做燃料，構(gòu)造和工作過程與汽油機(jī)相似。教師應(yīng)該注意到此處與原來舊教材的差別。但是根據(jù)學(xué)生的具體情況，適當(dāng)介紹一些柴油機(jī)和汽油機(jī)的區(qū)別也是很有意義的。汽油機(jī)柴油機(jī)相同點(diǎn)吸氣、壓縮、做功、排氣四沖程活塞式內(nèi)燃機(jī)不同 點(diǎn)進(jìn)氣方式混合氣空氣構(gòu)造上火花塞噴油嘴點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓燃式優(yōu)點(diǎn)輕便便宜,功率大,效率高四、飛向太空噴氣式內(nèi)燃機(jī)：包括空氣噴氣式發(fā)動機(jī)（用在飛機(jī)上）和火箭發(fā)動機(jī)（用在火箭上）。利用航空煤油或液氫等燃料燃燒時產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓細(xì)庀蚝髧姵鲞^程中，由于空氣的反沖作用，使飛機(jī)或火箭向前高速飛行。噴氣式內(nèi)燃機(jī)比活塞式內(nèi)燃機(jī)更高效。火箭發(fā)動機(jī)：火藥通過燃燒產(chǎn)生的燃?xì)怏w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(shè)計可以提供更為持久的動力。板書設(shè)計：第 二 節(jié) 內(nèi)燃機(jī)汽油機(jī)1、內(nèi)燃機(jī)柴油機(jī)2、汽油機(jī)的工作過程吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程能量轉(zhuǎn)化：內(nèi)能 機(jī)械能點(diǎn)燃方式：點(diǎn)燃式點(diǎn)火3、柴油機(jī)吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程能量轉(zhuǎn)化：內(nèi)能 機(jī)械能點(diǎn)燃方式：壓燃式點(diǎn)火4、了解火箭發(fā)動機(jī)課堂練習(xí)：1.一臺四沖程的汽油機(jī)每分鐘完成300個沖程，則1 min完成75個工作循環(huán)，活塞來回150次，做75次功。2.如下圖所示為某汽油機(jī)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(xué)反思：