人教版初中物理九年級上冊課時9 第十四章 第一節(jié)第3課時：熱機（汽輪機和噴氣式發(fā)動機） 教案

第3節(jié)汽輪機和噴氣式發(fā)動機教學設計廣州市綠翠現(xiàn)代實驗學校余淦PPT口頭表述各位同學大家好我是來自廣州市綠翠現(xiàn)代實驗學校的余淦老師今天我們一起學習九年級物理第十四章第一節(jié)熱機熱機《汽輪機和噴氣式發(fā)動機》同學們學習新課之前我們先回顧一下上兩節(jié)課的內容上兩節(jié)課我們學習了?汽油機和柴油機他們在生產(chǎn)生活中應用非常廣泛如：小汽車拖拉機輪船等機械上有它們的身影它們都是利用什么樣的能量轉化來工作的呢是利用內能轉化為機械能工作的那同學們你還知道生活中其他類型的熱機嗎？請看下面這個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能來發(fā)電的他工作的時候燃料燃燒將化學能轉化為內能再通過汽輪機將內能轉化為機械能最后通過發(fā)電機將機械能轉化為電能所以?汽輪機是發(fā)電廠的核心機器它將內能轉化為機械能?它也是一種熱機它的基本構造是怎樣的呢？（2?這是汽輪機的簡易模型它中間有一根可以?自由轉動的轉軸轉軸上繞有?密集的葉片轉軸和葉片組成的整體叫做轉子多組葉片的?中間是蒸汽噴嘴汽輪機在工作時將?高溫高壓蒸汽從噴嘴迅速噴入到汽輪機內部高壓蒸汽向兩側沖出噴射到扇葉上氣流沖擊一圈圈的扇葉就像風吹過風車一樣?氣流吹動扇葉旋轉旋轉的扇葉帶動?轉軸旋轉整個轉子就轉動起來啦以上就是汽輪機的基本工作過程那汽輪機工作時能量是怎樣轉化的呢？下面我們通過一個小實驗來模擬汽輪機的能量轉化情況?（此處播放視頻“汽輪機和噴氣式發(fā)動機頁-視頻中的燒瓶相當于火力發(fā)電站的鍋爐?細玻璃管相當于蒸汽噴嘴紙風車相當于轉子你觀察到了什么轉子轉動了整個過程能量是如何轉化的呢原來燃料通過燃燒釋放大量的熱量將燃料的?化學能轉化為火焰的內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?內能轉移為氣體增加的內能這個過程中瓶內氣壓增大氣體膨脹從?前方細噴管噴出從而氣體?內能轉化為氣體自身的機械能氣體噴出后沖擊轉子對轉子做功使?轉子轉動氣體的?機械能轉移為轉子的機械能從而整個過程實現(xiàn)了將?內能轉化為機械能?同學們剛剛我們講解的只是汽輪機的基本工作原理現(xiàn)實中的汽輪機結構非常復雜是科技含量很高的機器而我國汽輪機技術目前處于世界領先地位我們應該為國家的科技成就感到自豪?同學們看這是我國的第一艘航空母艦大家知道它的名字嗎？對了?就是遼寧號航空母艦我們雄武的遼寧號航空母艦重達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器提供動力的呢就是我們剛剛所學的汽輪機?同學們可以上網(wǎng)查一查這方面的資料海軍神器遼寧號航空母艦護衛(wèi)著我國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呢我們一起來看兩個短片?視頻中的戰(zhàn)斗機起飛時火箭升空時尾部的發(fā)動機噴出強大的氣流看起來力量感滿滿正是這股氣流推動著飛機和火箭翱翔天際同學們知道嗎？它們所配備的發(fā)動機就是?噴氣式發(fā)動機它也是一種熱機噴氣式發(fā)動機主要分兩大類分別是航天領域的火箭發(fā)動機和用于航空領域的空氣噴氣發(fā)動機它們之間最大的區(qū)別是什么呢？原來火箭發(fā)動機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)動機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為兩種發(fā)動機的工作環(huán)境和用途不同導致了他們的結構也不相同那火箭發(fā)動機的結構及工作原理是怎樣的呢（停兩秒先來看最簡單的一種火箭發(fā)動機?擠壓循環(huán)火箭發(fā)動機（此處播放視頻“汽輪機和噴氣式發(fā)動機ppt-14頁-根據(jù)視頻中的介紹擠壓循環(huán)火箭發(fā)動機動力較小所以對其進行改進就得到了第二種發(fā)動機?燃氣發(fā)生器循環(huán)火箭發(fā)動機（此處播放視頻“汽輪機和噴氣式發(fā)動機ppt-14頁-由于有了“渦輪增壓”設備燃氣發(fā)生器循環(huán)火箭發(fā)動機動力更大根據(jù)不同的用途科學家們在最基本的發(fā)動機基礎上改進出了許多不同種類的火箭發(fā)動機在這里我就不一一介紹了有興趣的同學可以上網(wǎng)查一下這方面給的資料根據(jù)剛剛的視頻介紹同學們能總結出火箭發(fā)動機工作時能量是如何轉化的嗎？（停兩秒對了其實和汽油機的做功沖程類似燃料在燃燒室燃燒化學能轉化為內能燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體迅速膨脹從噴管噴出氣體的內能轉化為機械能氣流向下噴出火箭對氣流有一個向下的力根據(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)動機的工作過程和能量轉化那空氣噴氣式發(fā)動機又是怎樣工作的呢老師這里就以空氣噴氣式發(fā)動機的其中一種渦輪噴氣式發(fā)動機作為例子給同學們作為介紹?首先我們先看視頻簡介這個視頻動態(tài)展示了渦輪噴氣式發(fā)動機的工作過程下面我們將過程進行分解來了解它具體是如何工作的?渦輪噴氣發(fā)動機主要由?進氣道壓縮機燃燒室尾噴管組成其中壓縮機是由?許多組扇葉組成當扇葉旋轉時壓縮機就會對流經(jīng)扇葉的氣流進行壓縮將氣流變?yōu)楦邷馗邏簹怏w而渦輪同樣由?多組扇葉組成當高速氣流通過渦輪時氣流會推動渦輪旋轉旋轉起來的渦輪通過一根轉軸給壓縮機提供動力使壓縮機能夠持續(xù)壓縮空氣當發(fā)動機啟動時氣體首先會進入進氣道這個過程可以類比為汽油機的哪個沖程對了?是吸氣沖程接下來氣體來到多組扇葉組成的壓縮機壓縮機扇葉?高速旋轉將氣體壓縮?壓縮機對氣體做功使氣體變成高溫高壓的氣體?這個過程壓縮機機械能轉化為氣體內能這又可以類比為汽油機的那個沖程呢是?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?被點燃燃油劇烈燃燒溫度瞬間升高這個過程中?燃料化學能轉化為氣體內能氣體迅速膨脹噴出?推動渦輪扇葉旋轉氣體在噴出的過程中對?渦輪做功使渦輪旋轉將內能轉化為渦輪的機械能這個過程可以類比為?汽油機的做功沖程而渦輪機轉動起來后帶動?壓縮機的扇葉繼續(xù)旋轉重新吸入壓縮新的空氣新的氣體再次進入燃燒室繼續(xù)燃燒從而整個噴氣式發(fā)動機就可以自行運轉起來啦最后?通過渦輪的高速氣體從尾噴管噴出這個過程類比為?汽油機的排氣沖程根據(jù)?力的作用是相互的此時發(fā)動機獲得了向前的推力同學們通過剛剛講解我相信大家對渦輪噴氣式發(fā)動機的基本工作原理都有所了解了其實除了我們剛剛講解的渦輪噴氣式發(fā)動機外空氣噴氣式發(fā)動機還有很多種類如?進氣口有一個大扇葉的渦扇發(fā)動機?前端有一個螺旋槳的渦槳發(fā)動機沒有壓縮機和渦輪的沖壓式發(fā)動機等等這些發(fā)動機的主要工作原理和能量轉化都是相同的這里老師就不一一詳細介紹了?現(xiàn)實中的噴氣式發(fā)動機結構復雜科技含量很高在民用和軍事領域都應用廣泛屬于國之重器現(xiàn)階段我們國家的噴氣式發(fā)動機與世界頂尖產(chǎn)品還有差距在這里老師希望同學們認真學習將來能夠制造出更強更好的機器為祖國的建設添磚加瓦我們學習了兩種熱機汽輪機和噴氣式發(fā)動機了解了他們的基本工作原理及能量轉化經(jīng)過今天的學習希望可以激發(fā)起同學們的興趣努力學習為我國的科技進步貢獻自己的力量各位同學我們今天就學習到這里謝謝大家各位同學學完今天的內容你是否對汽輪機噴氣式發(fā)動機的基本原理已經(jīng)有所了解了呢或許有同學就會有疑惑了噴氣式發(fā)動機的原理并不復雜呀為什么卻那么難制造呢下面就讓北京航空航天大學