人教版初中物理九年級(jí)上冊(cè)課時(shí)9 第十四章 第一節(jié)第3課時(shí)：熱機(jī)（汽輪機(jī)和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)） 教案

第3節(jié)汽輪機(jī)和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)教學(xué)設(shè)計(jì)廣州市綠翠現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)學(xué)校余淦PPT口頭表述各位同學(xué)大家好我是來自廣州市綠翠現(xiàn)代實(shí)驗(yàn)學(xué)校的余淦老師今天我們一起學(xué)習(xí)九年級(jí)物理第十四章第一節(jié)熱機(jī)熱機(jī)《汽輪機(jī)和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)》同學(xué)們學(xué)習(xí)新課之前我們先回顧一下上兩節(jié)課的內(nèi)容上兩節(jié)課我們學(xué)習(xí)了?汽油機(jī)和柴油機(jī)他們?cè)谏a(chǎn)生活中應(yīng)用非常廣泛如：小汽車拖拉機(jī)輪船等機(jī)械上有它們的身影它們都是利用什么樣的能量轉(zhuǎn)化來工作的呢是利用內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能工作的那同學(xué)們你還知道生活中其他類型的熱機(jī)嗎？請(qǐng)看下面這個(gè)短片通過短片我們知道了火力發(fā)電站是通過燃料燃燒釋放出的內(nèi)能來發(fā)電的他工作的時(shí)候燃料燃燒將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能再通過汽輪機(jī)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能最后通過發(fā)電機(jī)將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能所以?汽輪機(jī)是發(fā)電廠的核心機(jī)器它將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?它也是一種熱機(jī)它的基本構(gòu)造是怎樣的呢？（2?這是汽輪機(jī)的簡(jiǎn)易模型它中間有一根可以?自由轉(zhuǎn)動(dòng)的轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸上繞有?密集的葉片轉(zhuǎn)軸和葉片組成的整體叫做轉(zhuǎn)子多組葉片的?中間是蒸汽噴嘴汽輪機(jī)在工作時(shí)將?高溫高壓蒸汽從噴嘴迅速噴入到汽輪機(jī)內(nèi)部高壓蒸汽向兩側(cè)沖出噴射到扇葉上氣流沖擊一圈圈的扇葉就像風(fēng)吹過風(fēng)車一樣?氣流吹動(dòng)扇葉旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的扇葉帶動(dòng)?轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)整個(gè)轉(zhuǎn)子就轉(zhuǎn)動(dòng)起來啦以上就是汽輪機(jī)的基本工作過程那汽輪機(jī)工作時(shí)能量是怎樣轉(zhuǎn)化的呢？下面我們通過一個(gè)小實(shí)驗(yàn)來模擬汽輪機(jī)的能量轉(zhuǎn)化情況?（此處播放視頻“汽輪機(jī)和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)頁-視頻中的燒瓶相當(dāng)于火力發(fā)電站的鍋爐?細(xì)玻璃管相當(dāng)于蒸汽噴嘴紙風(fēng)車相當(dāng)于轉(zhuǎn)子你觀察到了什么轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)了整個(gè)過程能量是如何轉(zhuǎn)化的呢原來燃料通過燃燒釋放大量的熱量將燃料的?化學(xué)能轉(zhuǎn)化為火焰的內(nèi)能在火焰的加熱下水開始沸騰產(chǎn)生大量的?高溫蒸氣火焰的?內(nèi)能轉(zhuǎn)移為氣體增加的內(nèi)能這個(gè)過程中瓶?jī)?nèi)氣壓增大氣體膨脹從?前方細(xì)噴管噴出從而氣體?內(nèi)能轉(zhuǎn)化為氣體自身的機(jī)械能氣體噴出后沖擊轉(zhuǎn)子對(duì)轉(zhuǎn)子做功使?轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)氣體的?機(jī)械能轉(zhuǎn)移為轉(zhuǎn)子的機(jī)械能從而整個(gè)過程實(shí)現(xiàn)了將?內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能?同學(xué)們剛剛我們講解的只是汽輪機(jī)的基本工作原理現(xiàn)實(shí)中的汽輪機(jī)結(jié)構(gòu)非常復(fù)雜是科技含量很高的機(jī)器而我國(guó)汽輪機(jī)技術(shù)目前處于世界領(lǐng)先地位我們應(yīng)該為國(guó)家的科技成就感到自豪?同學(xué)們看這是我國(guó)的第一艘航空母艦大家知道它的名字嗎？對(duì)了?就是遼寧號(hào)航空母艦我們雄武的遼寧號(hào)航空母艦重達(dá)57000噸如此龐大的身體確能夠在海上健步如飛它是靠什么機(jī)器提供動(dòng)力的呢就是我們剛剛所學(xué)的汽輪機(jī)?同學(xué)們可以上網(wǎng)查一查這方面的資料海軍神器遼寧號(hào)航空母艦護(hù)衛(wèi)著我國(guó)廣袤的海洋那同樣廣袤的天空和深邃的太空又有誰來守護(hù)呢我們一起來看兩個(gè)短片?視頻中的戰(zhàn)斗機(jī)起飛時(shí)火箭升空時(shí)尾部的發(fā)動(dòng)機(jī)噴出強(qiáng)大的氣流看起來力量感滿滿正是這股氣流推動(dòng)著飛機(jī)和火箭翱翔天際同學(xué)們知道嗎？它們所配備的發(fā)動(dòng)機(jī)就是?噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)它也是一種熱機(jī)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)主要分兩大類分別是航天領(lǐng)域的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)和用于航空領(lǐng)域的空氣噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)它們之間最大的區(qū)別是什么呢？原來火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料和氧化劑均由飛行器攜帶不利用外界空氣可以在大氣層以外空間工作而空氣噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)工作過程中須從大氣中吸入燃燒所必需的氧氣只能在大氣中工作因?yàn)閮煞N發(fā)動(dòng)機(jī)的工作環(huán)境和用途不同導(dǎo)致了他們的結(jié)構(gòu)也不相同那火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作原理是怎樣的呢（停兩秒先來看最簡(jiǎn)單的一種火箭發(fā)動(dòng)機(jī)?擠壓循環(huán)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（此處播放視頻“汽輪機(jī)和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)ppt-14頁-根據(jù)視頻中的介紹擠壓循環(huán)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力較小所以對(duì)其進(jìn)行改進(jìn)就得到了第二種發(fā)動(dòng)機(jī)?燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)（此處播放視頻“汽輪機(jī)和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)ppt-14頁-由于有了“渦輪增壓”設(shè)備燃?xì)獍l(fā)生器循環(huán)火箭發(fā)動(dòng)機(jī)動(dòng)力更大根據(jù)不同的用途科學(xué)家們?cè)谧罨镜陌l(fā)動(dòng)機(jī)基礎(chǔ)上改進(jìn)出了許多不同種類的火箭發(fā)動(dòng)機(jī)在這里我就不一一介紹了有興趣的同學(xué)可以上網(wǎng)查一下這方面給的資料根據(jù)剛剛的視頻介紹同學(xué)們能總結(jié)出火箭發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)能量是如何轉(zhuǎn)化的嗎？（停兩秒對(duì)了其實(shí)和汽油機(jī)的做功沖程類似燃料在燃燒室燃燒化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體迅速膨脹從噴管噴出氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能氣流向下噴出火箭對(duì)氣流有一個(gè)向下的力根據(jù)力的作用是相互的火箭獲得了氣流向上的推力從而火箭就能騰空而起了了解了火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程和能量轉(zhuǎn)化那空氣噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)又是怎樣工作的呢老師這里就以空氣噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的其中一種渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)作為例子給同學(xué)們作為介紹?首先我們先看視頻簡(jiǎn)介這個(gè)視頻動(dòng)態(tài)展示了渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的工作過程下面我們將過程進(jìn)行分解來了解它具體是如何工作的?渦輪噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)主要由?進(jìn)氣道壓縮機(jī)燃燒室尾噴管組成其中壓縮機(jī)是由?許多組扇葉組成當(dāng)扇葉旋轉(zhuǎn)時(shí)壓縮機(jī)就會(huì)對(duì)流經(jīng)扇葉的氣流進(jìn)行壓縮將氣流變?yōu)楦邷馗邏簹怏w而渦輪同樣由?多組扇葉組成當(dāng)高速氣流通過渦輪時(shí)氣流會(huì)推動(dòng)渦輪旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)起來的渦輪通過一根轉(zhuǎn)軸給壓縮機(jī)提供動(dòng)力使壓縮機(jī)能夠持續(xù)壓縮空氣當(dāng)發(fā)動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)氣體首先會(huì)進(jìn)入進(jìn)氣道這個(gè)過程可以類比為汽油機(jī)的哪個(gè)沖程對(duì)了?是吸氣沖程接下來氣體來到多組扇葉組成的壓縮機(jī)壓縮機(jī)扇葉?高速旋轉(zhuǎn)將氣體壓縮?壓縮機(jī)對(duì)氣體做功使氣體變成高溫高壓的氣體?這個(gè)過程壓縮機(jī)機(jī)械能轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能這又可以類比為汽油機(jī)的那個(gè)沖程呢是?壓縮沖程?接下來高溫氣體來到燃燒室與噴射出的燃油混合后?被點(diǎn)燃燃油劇烈燃燒溫度瞬間升高這個(gè)過程中?燃料化學(xué)能轉(zhuǎn)化為氣體內(nèi)能氣體迅速膨脹噴出?推動(dòng)渦輪扇葉旋轉(zhuǎn)氣體在噴出的過程中對(duì)?渦輪做功使渦輪旋轉(zhuǎn)將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為渦輪的機(jī)械能這個(gè)過程可以類比為?汽油機(jī)的做功沖程而渦輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來后帶動(dòng)?壓縮機(jī)的扇葉繼續(xù)旋轉(zhuǎn)重新吸入壓縮新的空氣新的氣體再次進(jìn)入燃燒室繼續(xù)燃燒從而整個(gè)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)就可以自行運(yùn)轉(zhuǎn)起來啦最后?通過渦輪的高速氣體從尾噴管噴出這個(gè)過程類比為?汽油機(jī)的排氣沖程根據(jù)?力的作用是相互的此時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)獲得了向前的推力同學(xué)們通過剛剛講解我相信大家對(duì)渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的基本工作原理都有所了解了其實(shí)除了我們剛剛講解的渦輪噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)外空氣噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)還有很多種類如?進(jìn)氣口有一個(gè)大扇葉的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)?前端有一個(gè)螺旋槳的渦槳發(fā)動(dòng)機(jī)沒有壓縮機(jī)和渦輪的沖壓式發(fā)動(dòng)機(jī)等等這些發(fā)動(dòng)機(jī)的主要工作原理和能量轉(zhuǎn)化都是相同的這里老師就不一一詳細(xì)介紹了?現(xiàn)實(shí)中的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜科技含量很高在民用和軍事領(lǐng)域都應(yīng)用廣泛屬于國(guó)之重器現(xiàn)階段我們國(guó)家的噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)與世界頂尖產(chǎn)品還有差距在這里老師希望同學(xué)們認(rèn)真學(xué)習(xí)將來能夠制造出更強(qiáng)更好的機(jī)器為祖國(guó)的建設(shè)添磚加瓦我們學(xué)習(xí)了兩種熱機(jī)汽輪機(jī)和噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)了解了他們的基本工作原理及能量轉(zhuǎn)化經(jīng)過今天的學(xué)習(xí)希望可以激發(fā)起同學(xué)們的興趣努力學(xué)習(xí)為我國(guó)的科技進(jìn)步貢獻(xiàn)自己的力量各位同學(xué)我們今天就學(xué)習(xí)到這里謝謝大家各位同學(xué)學(xué)完今天的內(nèi)容你是否對(duì)汽輪機(jī)噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的基本原理已經(jīng)有所了解了呢或許有同學(xué)就會(huì)有疑惑了噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)的原理并不復(fù)雜呀為什么卻那么難制造呢下面就讓北京航空航天大學(xué)