12.4热机与社会发展
一、教学目标：
1． 知识与技能
（1）知道热机工作过程中的能量转化过程。
（2）了解汽油机的工作原理和工作过程，提高读图能力。
2． 过程与方法
利用图片或动画，研究并认识汽油机的基本结构、工作原理和工作过程。
3． 情感态度与价值观
（1） 通过对热机效率和热机与环境等问题的分析和讨论，树立效率意识和环保意识，培养学生通过交流讨论来学习的习惯。
（2） 通过介绍热机的发明和发展，树立科学技术是第一生产力的观点。通过介绍我国长征系列火箭的伟大成就及“嫦娥二号”升空视频，激发学生的爱国主义情感，树立为祖国强盛做出自己贡献的信心。
二、教学重点与难点
重点：热机的共同特点，汽油机的构造、工作原理和过程，热机效率，热机与环境保护。
难点：热机工作过程的能量转化情况，汽油机的构造、工作过程。
三、教法
（1） 读书指导法:读图能力是现代生活中的一项基本能力。通过阅读、看图和看模型，可以培养学生的读图能力和空间想象能力。
（2） 演示法、问答法、讨论法和讲授法：利用模型或动画演示汽油机的工作原理和工作过程，同时向学生提出问题、或作适当讲解、指点，引导学生边看、边听、边思考、边讨论，以获取最佳效果。
（3） 视频展示：利用“嫦娥二号”升空视频，激发学生的爱国主义情感，树立为祖国强盛做出自己贡献的信心。
四、学法
在教学过程中一要重点突出学生的主体地位；二要注意培养学生对物理的兴趣，充分发挥模型或动画演示的作用，迎合他们好奇、好动、好强的心理特点，借助模型或动画演示加强直观性和形象性，发展抽象思维能力。
（1）阅读钻研、比较分析“汽油机的基本结构、工作原理和工作过程”，以提高读图能力和空间想象能力等。
（2）交流讨论贯穿始终。以感受科技的推动作用，认识汽油机工作原理，关注环保等社会问题。
五、教学程序
（一）引入新课
通过PPT课件图片《从镰刀到收割机》、《从木帆船到远洋巨轮》、《从马车到小汽车》引入新课并启发学生思考：什么推动了人类的文明和进步 。
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（二） 新课教学
1、热机的种类及其共同特点
设问：热机有哪些种类？它们有什么共同特点？
补充图片资料蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机，初步了解热机对促进生产力发展与社会进步的作用。
学生回答：有蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等。
共同特点：
2、汽油机
（1）汽油机的应用：
汽油机是用汽油作燃料的内燃机，它常应用在汽车、飞机、摩托车和小型农业机械上。
（2）汽油机的构造
用课件展示汽油机模型。边指示边讲解：进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。
引导学生阅读课本P83。同时出示课件利用flash动画演示。
(播放flash动画引导学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的动作情况)
设问：
① 什么过程叫一个冲程？
② 汽油机有几个冲程？这些冲程的工作过程怎样？
（3）汽油机工作原理
学生回答上述问题
汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程，汽油机的工作过程以一个循环为一个单元，一个循环又分为四个冲程。
吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程
四个冲程分解逐一探究，交流讨论贯穿始终。
〈吸气冲程〉
结合动画启发学生思考：进气门、排气门开闭情况怎样？活塞向下运动产生了什么效果？
这一冲程要让学生明白：空气和汽油的混合物是被吸入气缸的。
〈压缩冲程〉
思考：能量怎样转化？学生思考回答，师生共同总结。
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活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，机械能转化为内能。
〈做功冲程〉
思考：什么时候点燃燃料？燃料点燃后能量怎样转化？
学生回答后，师生总结：压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，通过连杆带动曲轴转动。实现了内能向机械能的转化。
〈排气冲程〉
思考：活塞靠什么运动？运动产生了什么效果？
做功冲程结束，进气门关闭，排气门打开,活塞靠曲轴上飞轮惯性的带动而继续向上运动，把废气排出气缸。此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。
视频展示四冲程汽油机完整的工作过程。
总结汽油机一个循环过程的特点：（结合flash动画）
练习：一台汽油机飞轮转速为3000转/分，则在1秒内完成 个循环，对外做功 次。
3、柴油机
（1）柴油机应用：主要用于载重汽车、火车、轮船、拖拉机等大型机械
（2）柴油机构造
（3）工作原理
思考：吸气冲程吸入空气和柴油混合气吗？
Flash动画演示，同时简单比较汽油机和柴油机的相同点和不同点。
4、热机的效率
讨论交流：热机工作时，能不能将燃料所蕴藏的化学能全部用来对外做有用功呢？
由图可知，真正能转变为对外做有用功的能量只占燃料燃烧时所释放能量的一部分。
热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧释放的能量的比值称为热机效率，即：
议一议：怎样提高热机的效率？
学生回答：使燃料充分燃烧;
尽量减少各种热量损失；
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在热机的设计和制造上采用先进的技术；
注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。
引导：虽然热机为人类的发展做出了重大贡献，但也带来了许多环境污染问题。
5、热机与环境
引导学生阅读课本P84。
1、废气污染
①排出的废气温度较高。使城市温度升高，会形成“热岛效应”。
②废气中含有各种对人体有害的气体和粉尘，形成酸雨，直接影响人们的身体健康和动植物的生存。
2、噪声污染
怎样控制热机对环境造成的污染
（1）改进燃烧设备，消除烟尘，减少废气污染；
（2）在排气管上安装消声器，减少噪声污染；
（3）充分利用污染少和无污染的能源，发展新能源汽车是当务之急。
课件出示新能源汽车展望未来
（三）小结：师生共同总结。
（四）作业设计
课堂作业：课本86页1、2。
课后作业： 1、请同学们调查当地汽车对环境的污染情况，并提出治理污染的意见。 2、阅读课本P85“STS”了解热机发展简史和我国的科技发展情况；
播放“嫦娥二号”升空视，对学生进行爱国主义教育。
（四）板书设计排气冲程
12.4 热机与社会发展
一、热机的种类及其共同特点
二、汽油机
1.汽油机的应用和构造
2.汽油机工作原理
三、柴油机
四、热机的效率
五、热机与环境
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