5、初步认识燃料排放物对环境的影响，培养环保意识

[教学重点]　 知道改变物体内能的另一种方法是做功 。知道燃料的热值，会进行燃料燃烧放热的简单计算。

[教学难点]　 四冲程汽油机的基本构造和工作过程

[实验器材]　 铁丝、空气压缩引火仪、汽油机模型、铁架台、烧杯、温度计、酒精、纸片、多媒体材料

[教学方法]　 实验、探究、讨论、归纳

[教学过程]

教师活动	教　 学　 内　 容	学生活动	教学媒体
实验引入	用手把铁丝快速弯折几次，触摸一下弯折部分，有何感觉	实验	实验
提问	物体的内能变化了吗？	讨论交流
演示	空气压缩引火仪：用力把活塞下压，你看到什么现象？ 讨论：1、在上述活动中，物体增加的内能从何而来？ 2、你还有什么方法使铁丝的的温度升高？哪些用热传递、哪些用做功方法？ 3、你能再举些通过做功改变物体内能的实例吗？	观察讨论交流	演示实验
演示讲解	演示点火爆炸----将内能转化为机械能 你看到了什么现象？ 热机：1、将燃料燃烧产生的高温高压燃气的内能转化为机械能的机器。 　　　 2、内燃机：汽油机、柴油机 　　　 3、汽油机构造(如图) 4、汽油机的一个工作循环 a、吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动。 b、压缩冲程：进气门关闭，排气门关闭，活塞向上运动。 机械能转化为内能。	实验观察记忆	多媒体演示
	c、做功冲程 ：进气门关闭，排气门关闭，活塞向下运动。内能转化为机械能。 d、排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动。
归纳	汽油机的一个工作循环： 1、活塞经历四个冲程，分别是：　　　 、 　　　 、　　　　 、　　　　 。 其中　　　　 冲程是燃气对外做功； 2、曲轴转动　　 周，活塞往复　　 次。	讨论交流
讲解	生活---物理---社会 热机的发展历程		多媒体投影
讲解	燃料的热值：同样多的不同燃料燃烧时，产生的热量相同吗？
探究	比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量： 　 加热前的水温 ℃ 燃料烧完后的水温℃ 水温的变化 ℃ 10克 酒精 　 　 　 10克 碎纸片	实验
讲解	热值： 1、定义：1千克某种燃料完全燃烧放出的热量。 2、单位：焦耳/千克　 (J/Kg) 3、公式：Q=mq	理解	投影
讲解	一些燃料的热值	了解
读一读	化石燃料的燃烧和环境保护	了解	多媒体投影
归纳		讨论回答
布置作业	P-67　　 WW W　 1、2、3

4、通过探究，知道燃料的热值，会进行燃料燃烧放热的简单计算。

3、了解四冲程汽油机的基本构造和工作过程，了解内能的利用对人类发展的意义。

2、通过观察、分析内能转化为机械能的现象，知道热机的工作原理。

(三)燃料的热值

1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值(用q表示，单位为J/kg)

质量为m的燃料完全燃烧时放出的热量为：

　　　　 　　　　　　　　　　　　　　Q= m q

例题

解：= =

需要天然气的质量，天然气的好处有热值高，污染小，安全，应用广泛等。

资源库

火箭发动机技术

火箭发动机技术

火箭发动机在火箭上的地位，有如心脏和心血管系统在人体中的地位。因此，火箭发动机技术是航天高技术的重要组成部分。 　所谓火箭发动机，是指由飞行器自带推进剂(燃料和氧化剂)，不依赖外界空气的喷气发动机。火箭发动机与其它喷气发动机不同之点在于：飞机等其他各种喷气发动机只自带燃料，燃料燃烧所需的氧由大气中获得。所以其它喷气发动机只能在大气层内使用，而火箭 　 　 发动机既能在大气层内使用，也能在大气层外使用。 　火箭发动机将能源转化为工作介质(工质)的动能，形成高速射流排出而产生推力。按能源分类，可分为化学能火箭发动机、核能火箭发动机和电火箭发动机。 　化学能火箭发动机的推进剂既是能源也是工质，它在燃烧室内进行放热反应，将化学能转化为热能，生成高温燃气，经喷管膨胀加速，将热能转化为气流动能，以高速从喷管排出，产生推力。按推进剂的物态又分为液体火箭发动机、固体火箭发动机和混合火箭发动机。液体火箭发动机比冲高，工作时间长，可以多次启动，推力调节和方向控制简单，但结构复杂，推进剂不能长期贮存，多用于各种航天运载火箭和载入航天器。固体火箭发动机比冲低，工作时间短，不能多次启动，推力调节和方向控制较困难，但结构简单，工作可靠，勤务处理和操作方便，适合于各种军用导弹。固液混合火箭发动机虽然兼有固体和液体火箭发动机的某些优点，但技术上还不很成熟。目前，技术上最成熟的是液体火箭发动机，尤以使用液氢液氧的发动机性能最高，称为低温高能发动机。液体火箭发动机由推力室(包括推进剂喷注器、燃烧室和喷管)、推进剂供应系统和发动机控制系统组成。 　核能火箭发动机用核燃料作能源，用氢作工质，由核反应或放射性衰变释放热能加热工质，经喷管膨胀加速后高速排出，产生推力。核能发动机还在研究中。 　电火箭发动机用电作能源，用氢、氮、氟或抱、汞、铆、钾等碱金属蒸气作工质。电能加速工质，形成高速射流排出，产生推力。 　由于火箭发动机工作时产生高温、高压和强振动，一些推进剂具有极低温和强腐蚀性能，因此，对制造火箭发动机的材料，要求有极高的耐热、耐极低温、抗疲劳、抗腐蚀的性能，有高的比强度、比刚度和良好的加工性能。

(二)内燃机的工作原理

　　 汽油机的四个冲程

1、吸气冲程

2、压缩冲程(机械能转化为内能)

3、做功冲程(内能转化为机械能)

4、排气冲程

(一)什么是热机？

热机是将燃料燃烧产生高温、高压燃气的内能转化为机械能的机器。

(三)机械能与内能之间可以互相转化。

第二课时

复习提问

做功能否将内能转化为机械能？这种转化有什么应用价值？

学生演讲(一分钟)

“我所知道的汽车发动机”

设问：什么是热机？

热机是将燃料燃烧产生高温、高压燃气的内能转化为机械能的机器。

汽油机就是一种内燃式热机(内燃机)，它是如何工作的呢？

投影图片

汽油机的构造示意图

信息快递

什么叫汽油机的冲程？

汽油机工作时，活塞在汽缸里往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。

演示实验(汽油机模型)

汽油机的四个冲程(结合实验分析)

汽油机的一个工作循环由以下四个冲程组成：

1、吸气冲程

如图12-　 甲所示

2、压缩冲程(机械能转化为内能)

如图12- 乙所示

3、做功冲程(内能转化为机械能)

如图12- 丙所示

4、排气冲程

如图12- 丁所示

想一想

汽油机完成一个工作循环：

1、活塞经历四个冲程，分别为　　　 、　　　 、　　　 、　　　 ；　　　 冲程是燃气对外做功的过程；

2、曲轴旋转　　 周，活塞往复　　 次；

3、压缩冲程和做功冲程的能量是如何转化的？

谈一谈

内燃机的应用

(1)汽油机的应用

汽车、飞机、插秧机、喷雾器等

(2)柴油机(见信息库)的应用

载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船等

生活 物理 社会

热机的发展历程

1、人类第一辆蒸汽驱动的三轮汽车

2、蒸汽机

3、莱特兄弟第一次飞行的飞机

4、喷气发动机

5、火箭发动机

提出问题

为什么有的汽车的燃料用汽油，有的汽车的燃料用柴油？而火箭发动机的燃料不用汽油或柴油？

学生活动

比较质量相同的不同燃料充分燃烧时放出的热量

做一做

如图12-　 所示，用天平分别测出10g的酒精和碎纸片，分别点燃后给相同质量的水加热，直到酒精和碎纸片全部烧完，记录温度计示数的变化情况。

想一想

相同质量的不同燃料完全燃烧后，烧杯中水温的变化情况一样吗？这说明了什么？

实验表明：相同质量的酒精和碎纸片燃烧后，酒精比碎纸片放出的热量　　 。

更多实验表明：质量相同的不同燃料，完全燃烧时放出的热量一般　　　 (相同/不相同)。

引入热值概念

1kg某种燃料完全燃烧时放出的热量叫做这种燃料的热值(用q表示，单位为J/kg)

质量为m的燃料完全燃烧时放出的热量为：

　　　　　　　　　　　　　　　　　　 Q= m q

几种燃料的热值(J/kg)

例题

小明家开始使用天然气了，学习了有关热学的知识后，他仔细记录了他家每天烧水煮饭等需要的热量，并折算成烧水的时间，相当每天将30kg20℃的水烧开，(1)小明家每天烧水做饭需要多少热量？(2)如果天然气的燃烧值为8.7х10⁷J/kg,从理论上讲小明家每天烧水做饭需要多少kg天然气?(3)请说出使用天然气的好处(至少写出两点)。

解：= =

需要天然气的质量，天然气的好处有热值高，污染小，安全，应用广泛等。

读一读

化石燃料的燃烧和环境保护

人为制造的几种污染气体的来源

信息资料：伦敦的烟雾事件

环保措施：国际公约(东京协议书等)

板书设计

(二)做功分为对内做功和对外做功：

　　　 对内做功，机械能转化为内能；

　　　 对外做功：内能转化为机械能。

(一)做功是改变物体内能的另一种方式