第十四章 内能的利用
第1节 热机
知识目标 知识要点 1．热机 2．汽油机 3．柴油机 教学过程 课标要求 知道热机的概念，初步了解热机的工作原理 了解汽油机的构造和工作过程 了解柴油机的构造和工作过程 情景导入
燃料燃烧时释放大量的内能，如何使这些内能为人类做功服务呢？
如图所示中，a图和b图是常用的交通工具轿车和飞机，c图是军事上用的坦克，d图是把卫星发送上天的火箭，它们有什么共同点呢？w
合作探究
探究点一 热机
演示：如图所示，在试管内装些水，用软木塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把木塞冲开，让学生交流、讨论分析出此过程中能量的转化。
根据学生的交流讨论总结：燃料在燃烧时将化学能转化为水的内能；当水蒸气会把木塞冲开时将水的内能转化为瓶塞的机械能。
展示问题：这个实验虽然简单，却展示了蒸汽机的工作原理，那么蒸汽机的具体工作过程是怎样的？自学课本18页的热机部分，分析出热机的概念及其工作原理．
课件展示：把内能转化为机械能的机器叫热机，热机种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等。
探究点二 汽油机
活动1：展示内燃机剖面图，让学生明确燃料直接在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功。
活动2：观察汽油机模型，自己试着找出汽缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴、火花塞等各部分构造的位置。
归纳总结：（1）汽油机的构造汽缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴、火花塞等；（2）活塞从汽缸一端运动到另一端叫作一个冲程。 :
活动3：利用汽油机活动模型，操作并观察汽油机工作中每一个冲程的工作情况，并试着完成下表： 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气 门 排气 门 活塞 运动方向 曲轴 转动度数 是否 存在能量转化 活动4：让每一组学生根据手中的模型上台扮演汽油机的工作过程。（边扮演边讲解） 归纳总结：（1）内燃机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。（2）在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲柄转动两周，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）在这个四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。
典例剖析
汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中正确的是（ ）
A．甲冲程是把机械能转化为内能 B．乙冲程是把内能转化为机械能 C．丙冲程是把机械能转化为内能 D．丁冲程是把内能转化为机械能
【点拨】热机的四个冲程为吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程．压缩冲程中机械能转化为内能；做功冲程中内能转化为机械能． 【自主解答】A
探究点三 柴油机
活动1：出示柴油机的结构图，自学课本19页到20页的内容，小组之间交流、讨论分析出汽油机与柴油机有哪些不同点？
总结：出示课件，展示不同点 。 名称 汽油机 柴油机 区别 构造 火花塞 喷油嘴 吸入的物质 吸入空气和汽只吸入空气 油的混合物 燃料燃烧的方点燃式 压燃式 式 活动2：对照汽油机的工作过程，了解柴油机工作中每一冲程的工作情况。
总结：（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，曲柄转动两周，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）在这个四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。
板书设计
第1节 热机
教学反思
生活离不开物理，物理离不开生活。物理知识来源于生活，最终又服务于生活。本节课从生活实际中的汽油机和柴油机是怎样工作的引出物理问题，最后又用物理知识来解释，让学生体会到物理就在身边。感受到物理的趣味和价值，体验到物理的魅力。教学中注意了学生的主体地位，让学生充分发挥自己的观察能力、分析能力。本课用了大量的多媒体课件进行教学，增加了教学的可观度，让学生有一种身临其境的感觉，很好的激发了他们学习物理的兴趣，效果很好。
第2节 热机的效率
知识目标 知识要点 课标要求 1．燃料的热值 2．热机的效率 教学过程
情景导入
出示课件，让学生领悟下列对话，咨询学生，你们是否理解这段对话？为什么不同的燃料释放热量的本领不同？如何比较出它们释放出热量的多少？这节课我们就为大家揭开这些疑惑！
从生活中体会不同燃料释放热的本领不同，建立热值的概念； 能简单计算燃料释放出的热量 能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机效率
合作探究
探究点一 燃料的热值
活动1：让学生走进生活，交流、讨论说出一个家庭一个月使用不同燃料所需要的质量大约是多少？根据学生阐明的观点，得出结论。 结论：不同燃料释放热量的能力是不一样的。
活动2：根据上面的论述，提出问题，让学生讨论如何比较出燃料释放出热量的能力呢？ 总结：（1）取质量相同的不同燃料，让它们完全燃烧，比较释放热量的多少；（2）让不同燃料释放出相同的热量，比较它们燃烧质量的多少。
活动3：根据比较方案，得出燃料热值的概念为：把某种燃料完全燃烧释放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值．
活动4：自学课本22页到23页，交流分析出热值的单位、几种常见的热值的值及其代表的物理意义。
总结：（1）热值的单位是J/kg、J/m3；（2）煤油的热值是4.6×107J/m3，代表的物理意义是1kg的煤油完全燃烧释放的热量是4.6×107J．
活动5：根据热值的概念和热值所代表的物理意义，交流讨论得出燃烧燃烧时释放热量的公式。
总结：Q=mq=Vq其中m是燃料的质量，单位是kg，q是燃料热值，单位是J/kg、J/m3；V是体积，单位是/m3．
知识拓宽：学生讨论火箭升空，为什么往往以液态氢做为燃料？
总结：因为氢的热值大，相同质量的不同燃烧中，氢释放的热量最多，故利用氢做燃料。
典例剖析
（2016?资阳模拟）关于燃料的热值下列说法正确的是（ ） A．燃料的热值与燃料的燃烧情况有关 B．容易燃烧的燃料的热值一定大
C．煤的热值比干木柴的大，煤燃烧放出的热量比干木柴放出的热量多 D．0.5kg煤油和1.5kg煤油的热值一样大
【点拨】热值是燃料的一种特性，它只与燃料的种类有关，与燃料的质量、燃烧程度等均无关。
探究点二 热机的效率
活动1：从情景入手，让学生根据生活经验分析，用煤气烧水时，煤气燃烧释放的热量能否被水完全吸收？有哪些能量损失？
总结：（1）煤气不能完全燃烧，损失了一部分能量；（2）装水的容器吸收了一部分能量、煤气灶本身吸收一部分热量、高温的烟气带走了一部分能量、还有一部分能量散失掉了，只有水吸收的热量才是有效利用的。
活动2：根据以上的分析让学生总结出煤气灶的效率的表达式为??Q水吸Q总。
活动3：出示汽油机模型，演示其工作过程，让学生讨论分析热机在工作的过程中有哪些能量损失？如何来表示热机的效率？
学生以组为单位阐明自己组的观点，其他组给予补充。师出示课件展示热机能量流向图，总结问题。
归纳总结：用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫作热机的效率。表达式为??W有用Q总．
活动4：让学生根据热机效率的能量流向图，分析、讨论得出如何提高热机效率？