人教版初中物理九年級上冊課時8 第十四章 第一節(jié)第2課時：柴油機 教案

第1節(jié)熱機之柴油機教學設計2021.8.20廣州市江南外國語彭妙PPT語言表述（★表示單擊ppt）各位同學，大家好，我是來自廣州市江南外國語學校的彭妙老師。今天我們來學習《熱機》中的柴油機。熱機是如何使機械運轉起來的?！镌搶嶒炗幸欢ǖ娘L險，請同學們不要模仿。老師提前在有機玻璃筒內注入了一些燃料★，然后用橡膠塞塞住了有機玻璃筒的上端★，接著按壓點火器★。請同學們一邊觀察之后的現(xiàn)象，一邊思考剛才的問題：熱機是如何使機械運轉起來的頁演示實驗秒】★◎停頓5秒★嗯，我們看到了燃料在玻璃筒內被點燃，產生內能很大的氣體，★氣體推動活塞做功★將內能轉化為活塞、連桿、曲軸、飛輪等的機械能★。因此熱機是通過將內能轉化為機械能，使機械運轉起來的。這個實驗過程相當于★我們學習過的四沖程汽油機中的哪個沖程呢？◎停頓兩秒◎停頓）★在日常生產和生活中，人們加工石油后，有了汽與汽油機相同的工作方式/燃燒柴油使機械運轉起來呢？（停兩秒）★首先我們就要了解汽油和柴油的特點（停兩秒）?！锼麄兣c空氣的混合能力不汽油容易汽化，因此容易與空氣形成混合氣，柴油相對粘稠，難與空氣混合（停兩秒）。★他們在相同體積內的含碳量是不同的，柴油的含碳量比汽油的多★因此相同體積的燃料在充分燃燒時所需的氧氣含量（即空氣的含量）哪個更多呢？（停兩秒）嗯，柴油所需的空氣更多。要解決這個問題，如果在汽油機吸氣沖程的基礎上進行改進，你想到了應該怎么辦嗎？（停兩秒）1工程師們想到了其中一個辦法就是在吸氣沖程時不再像汽油機那樣吸入汽油和空氣的混合氣★，而是全部吸入空氣。…★另一方面，★由于汽油和柴油與空氣的混合能力不同很顯然★，汽油與空氣的混合氣容易被火花塞點燃，而柴油難與空氣混合，通常為液態(tài)，就較難被火花塞點燃。盡管如此，人們發(fā)現(xiàn)相同氣壓下柴油的燃點卻比汽油的低。而燃點是指物質著火燃燒時所需要的最低溫度值★在標準氣壓下，汽油的燃點約427℃，柴油的燃點約220℃.基于這一特點，你想到如何解決柴油點火的問題了嗎？（◎停頓五秒）是的，人們采取的措施★就是在做功沖程時★不再像汽油機那樣用火花塞點火★。那同學們可以想一想，沒有了火花塞，怎樣點燃柴油呢？（停3秒）看來，我們只好設法讓柴油快速達到它的燃點才行。那么，在不另外添加加熱裝置的前提下，有什么簡單的方法可以提高氣缸內的溫度呢？（◎停頓五秒）對了，最簡單的方法就是在壓縮沖程時將空氣壓縮的程度更就像我們學習過的壓縮引火儀那樣的方式★即壓燃…★依據以上分析，要設計一臺柴油機，首先在吸氣

沖程時氣缸中★只吸入空氣?！飰嚎s沖程時，空

氣的內能增大溫度升高。★★但問題是，★如何

將柴油注入氣缸呢？（◎停頓五秒）人們可以★

加裝噴油嘴，在壓縮沖程末段將柴油通過噴油嘴

噴入氣缸即可★而且設計師只要設計活塞在壓縮

沖程時將空氣★壓縮的程度更大，內能更大，空

氣的★溫度更高，★柴油在噴入氣缸后就會自動

點燃，即★“壓燃”。★研究表明：提升燃料的

機器的效率也提高了。而且★相同體積的柴油，

含碳量比汽油更高。因此，★燃燒時會釋放出更

多的能量；氣缸規(guī)格相同時★燃氣產生的壓強也

會更大★燃氣對活塞的推力更大★相同時間內對

外做的功越多，即輸出的功率增大。可是，★又

有新的問題出現(xiàn)了：零件的結構強度無法承受燃

氣產生的強大氣壓應該怎么辦呢？（◎停頓停五

秒）★工程師們就會進一步改進機器，★來增強

機器的結構強度。因此，柴油機相對于汽油機就

會顯得笨重一些了。2那么四沖程柴油機是怎樣連續(xù)工作的呢？（停兩秒）下面我們通過動畫來模擬演示完整的、柴油機連續(xù)工作的過程。請同學們一邊觀看，一邊思考比較柴油機與汽油機工作時有何相同和不同之處呢【播放視頻：柴油機-10頁-柴油機的工作過程，37秒】★通過動畫演示，★我們進一步明確了四沖程柴油機的工作過程?！镂鼩鉀_程★進氣門打開★排氣門關閉，★活塞向下運動，★氣缸中只吸入了空氣；然后是壓縮沖程★：★兩個氣門都關閉★活塞向上運動★將空氣壓縮★到很小的空間★，此時活塞飛輪等的機械能★轉化為★空氣的內能★，空氣的溫度升高★，超過柴油的燃點；★在壓縮沖程結束時★向氣缸內噴入柴油，與高溫的空氣混合，★柴油自動點燃，★產生高溫高壓的燃氣，推動活塞★向下運動★對外做功★，即為做功沖程★柴油燃燒產生的★內能就★轉化為活塞飛輪等的★機械能；★排氣沖程時★★排氣門打開，★活塞★向上運動★排出廢氣。這樣，柴油機就完成了★一個工作循環(huán)。★如此往復，柴油機就可以連續(xù)運轉起來了。汽油機和柴油機各有不同，他們主要用于哪些地方呢？（停三秒）★汽油機由于工藝制造上比較小巧，常常用于小型飛機、小汽車、摩托車等?！锒裼蜋C功率大，常常用于拖拉機、載重卡車、坦克、輪船等。通過對汽油機和柴油機的學習，你能總結四沖程汽油機和柴油機有哪些不同嗎？下面我們就一起來回顧一下吧（停五秒）★。首先，他們的結構有何最大的不同呢★（停兩秒）？汽油機有火花塞★而柴油機有噴油嘴★、柴油機的結構強度比汽油機大★★。吸氣沖程時他們吸入的物質有何不同★（停兩秒）？汽油機吸入的是汽油與空氣的混合氣★★而柴油機只吸入空氣★★。他們的點火方式也不同（停兩秒）★：汽油機由火花塞實現(xiàn)對燃料點燃★★而柴油機是通過壓縮空氣★使空氣升溫的方式實現(xiàn)對燃料壓燃★。他們有各自的優(yōu)缺點★：汽油機功率較小、效率較低★他們工作時轉化燃油的效率在20%-30%巧、輕便★。柴油機★較笨重，★但功率較大、效率較高，轉化燃油的效率通常在30%-45%之32020年9月我國的濰柴控股集團在世界上首次將柴油機的效率提高到了50%量產。下面我們就一起來看看來自央視的報導吧。-10-柴油機的工作過程，2分13秒】科技改變生活，科技振興祖國。希望同學們也要發(fā)奮學習，將來為祖國的發(fā)展作出自己的貢獻。今天的課堂到此結束，謝謝大家的觀看，再見！各位同學，學完今天的內容你一定有所收獲吧接下來讓我們小試牛刀，檢驗一下學習的效果吧（展示題目5秒，再讀一次題）同學們，你一定已經有了自己的答案吧？下面我們一起來分析，發(fā)現(xiàn)題目的四個選項中指向的目標有一：圖中是何沖程？二：是此時氣缸內為什么物質？帶著這兩個目標我們來分析題中的圖片，依據什么可以判斷沖程情況呢？（停兩秒）對了，通過分析圖片，兩個氣門均處于關閉狀態(tài)★★，說明這是壓縮沖程或做功沖程★。因此可以排除A★、B★我們還要判斷活塞是向上運動還是向下運動，我們依據什么可以判斷呢？（停兩秒）對了，★我們依據曲軸正在順時針轉動，說明連桿、活塞正依據所學知識：柴油機的做功沖程是通過柴油被D選項才是正確的。同學們，下面我們來完成第2題。（展示題目5首先審題，“柴油機的壓縮沖程把氣體壓縮到很小的空間”★的目的是什么（停兩秒）？我們依據已學的知識，柴油機在壓縮沖程時把空氣壓縮到很小的空間，是把★活塞、飛輪等的機械能★轉化為★空氣的內能的過程，