Открытый урок по физике в 8 классе по теме: "Тепловые двигатели"
план-конспект урока по физике (8 класс) на тему

Открытый урок по физике в 8 «А» классе

 по теме: «Тепловые двигатели. Двигатель внутреннего сгорания».

Цель урока: научить обучающихся понимать суть тепловых явлений; объяснить принцип действия тепловых двигателей; показать значение тепловых двигателей в жизни человека.

Задачи урока:

• Обучающие:

Изучить устройство, принцип действия и назначение тепловых машин на примере двигателя внутреннего сгорания.

• Воспитательные:

Рассмотреть историю развития тепловой машины, экологические проблемы и перспективы развития.

• Развивающие:

Совершенствовать навыки работы с приборами, лабораторным оборудованием.

      Формировать умение формулировать выводы о проведенных экспериментах.

Тип урока: урок изучения и первичного закрепления новых знаний.

Оборудование: интерактивная доска, проектор, компьютер, модель ДВС, наборы приборов для проведения эксперимента.

                                     Ход урока

1.Актуализация знаний

Учитель Здравствуйте, садитесь. Сегодня на уроке вы сможете стать учеными-инженерами, т.к. создадите простейшее устройство, которое совершает полезную работу, узнаете принцип действия технических устройств необходимых для человека. Но для этого нам нужны знания по теме: Внутренняя энергия и способы её изменения. Вам необходимо ответить на мои вопросы.

Учитель Что называют внутренней энергией?

                Какими способами её можно изменить?

                Можно ли использовать внутреннюю энергию тел?

2. Объяснение нового материала

Запасы внутренней энергии огромны. Очень важно умело и грамотно использовать её запасы, содержащиеся в топливе. Использовать внутреннюю энергию – значит совершать за счет неё полезную работу. Для того, чтобы понять, как это сделать, выполним эксперимент.

Учитель На столах у вас находится карточка с заданием к эксперименту и оборудование для его проведения. Вы будете работать в группах. Ваша задача провести эксперимент и сделать вывод. По окончании работы поднять руку. На выполнение задания 3 мин.

Задание к опыту

1. Перевернуть пробирку вверх дном.
2. Осторожно нажимая на пробирку, выдавить из картофеля кружок (пробку) так, чтобы пробирка плотно закрылась картофельной пробкой.
3. Перевернуть пробирку вниз донышком и опустить ее в горячую воду.
4. Пронаблюдать происходящий процесс.
5. Сделать вывод, используя ответы на вопросы:

• Что произошло с внутренней энергией воздуха в пробирке, когда ее опустили в воду?
• К чему привело изменение внутренней энергии воздуха?
• Что произошло с внутренней энергией воздуха в пробирке после вылета пробки?

Ответы учеников:

• Внутренняя энергия воздуха увеличилась за счет внутренней энергии воды
• Воздух совершил работу – вытолкнул пробку.
• Внутренняя энергия воздуха превратилась в кинетическую энергию пробки.

Слово учителя(вывод): за счет изменения внутренней энергии воздуха была совершена работа, внутренняя энергия превратилась в механическую.

Учитель  Какое устройство вы сейчас создали?

Учитель (слайд 2) В 3 веке до н.э. греческий математик и механик Архимед построил пушку, которая стреляла паром. На этом принципе основана работа оружия. Это процесс кратковременный и не приводит к длительному движению. Продолжить его можно, если повторять процесс перехода внутренней энергии в механическую энергию. Для этого всю систему нужно перевести в исходное состояние.

Учитель Как это сделать?

Ученик – опустить пробирку в холодную воду

Учитель Сделаем вывод: для того чтобы внутренняя энергия топлива превращалась в механическую и совершала работу, надо систему нагревать, а потом охлаждать.

Учитель Как вы считаете если стеклянную пробирку заменить прочным металлическим цилиндром, а пробку – поршнем, который может двигаться вдоль цилиндра, то какое устройство можно создать?

Ученик – тепловую машину, тепловой двигатель

Учитель Правильно. Сегодня на уроке мы должны изучить устройство и принцип действия теплового двигателя.

Учитель Откроем тетради и запишем тему урока: «Тепловые двигатели. Двигатель внутреннего сгорания»

Учитель Давайте дадим понятие теплового двигателя. Машины, в которых внутренняя энергия топлива превращается в механическую энергию, называют тепловыми двигателями (слайд 3).

Учитель (слайд 4) Первый тепловой двигатель создал английский ученый Джемс Уатт в 1784 году.

Учитель (слайд 5) Виды тепловых двигателей: двигатель внутреннего сгорания, паровая машина, паровая и газовая турбина, реактивный двигатель.

Учитель Сейчас вы обратитесь к учебнику и найдете в тексте параграфа, одинаковый принцип работы тепловых двигателей, учебник параграф 21, стр.52 (слайд 6)

Учитель Сегодня на уроке мы с вами изучим только двигатель внутреннего сгорания. Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри двигателя. Работают они на жидком топливе или на горючем газе. Такой вид двигателей обычно устанавливают на большинстве автомобилей. (слайд 7)

Учитель (слайд 8) Устройство ДВС: цилиндр, в котором перемещается поршень, соединенный при помощи шатуна с коленчатым валом. В верхней части цилиндра имеются два клапана. Которые при работе двигателя автоматически открываются и закрываются. Свеча, с помощью которой воспламеняется горючая смесь.

Учитель (слайд 9) Принцип работы ДВС:

Крайние положения поршня в цилиндре называют мертвыми точками. Расстояние, проходимое поршнем от одной мертвой точки до другой, называют ходом поршня. Один рабочий цикл в двигателе происходит за четыре хода поршня, или за четыре такта. Поэтому называются четырехтактными.

Учитель Записать в тетрадь такты ДВС:

1. Впуск    В начале первого такта поршень движется вниз, объем над поршнем увеличивается, поэтому создается разрежение. В это время открывается клапан 1 и в цилиндр поступает горючая смесь. К концу первого такта цилиндр заполняется горючей смесью, клапан 1 закрывается.
2. Сжатие      При дальнейшем повороте вала поршень движется вверх и сжимает горючую смесь. В конце такта, когда поршень дойдет до крайнего верхнего положения, сжатая горючая смесь воспламеняется (от искры) и быстро сгорает. Температура достигает 1600-1800 0С, давление 5 млн.паскалей
3. Рабочий ход    Образующиеся при сгорании газы давят на поршень и толкают его вниз. Под действием расширяющихся нагретых газов двигатель совершает работу. В конце 3 такта открывается клапан 2. И через него продукты сгорания выходят из цилиндра в атмосферу.
4. Выпуск    Выпуск продуктов сгорания продолжается ив течение четвертого такта, в конце 4 такта клапан 2 закрывается.

Учитель Кто попробует продемонстрировать работу ДВС на модели

Учитель диск –анимация)

Учитель (слайд 10) чем отличается этот двигатель от предыдущего

Ученик –количеством цилиндров

Учитель На что это влияет?

Ученик – на мощность двигателя, на равномерность вращения вала.

Учитель Их устанавливают на автомобилях, тракторах – 4, 8, 12 цилиндровые двигатели.

Учитель Какие ДВС стоят на мопедах, мотоциклах

Ученик – одно и двухцилиндровые двигатели (слайд 11)

Учитель Но не во всех двигателях есть свеча для воспламенения рабочей смеси. В этих двигателях воспламенение происходит за счет резкого сжатия воздуха, из-за этого увеличивается температура смеси. Как называются эти двигатели?

Ученик   Дизельные двигатели (слайд 12)

Учитель (слайд 13) ДВС нашли широкое применение на производстве, быту. Они приводят в движение самолеты, теплоходы, автомобили, тракторы, тепловозы.

Учитель Поработав в группах, назовите положительные и отрицательные стороны применения ДВС. На работу 2 мин.

Ученики + и –

3. Закрепление изученного материала

Учитель У вас на столе в файлах находятся 4 рисунка с разными тактами ДВС. Работая в паре правильно расположите такты двигателя, чья пара будет быстрее и правильнее получит оценки за выполнение задания. Проверка по цветам: синий, зеленый, красный, черный.

4. Давайте сделаем вывод из того, что вы изучили на уроке:

• Тепловые двигатели преобразуют внутреннюю пара (газа) в механическую энергию.
• Для работы нужна повторяемость процесса
• Тепловые машины являются основой механизации производства
• Применение приводит к загрязнению окружающей среды и требует проведения мероприятий по её охране.

       5.Итог урока (рефлексия)  сегодня на уроке изучили устройство, принцип действия и   назначение тепловых машин на примере двигателя внутреннего сгорания. Рассмотрели историю развития тепловых двигателей, экологические проблемы и перспективы развития. Сами создали простейший тепловой двигатель.

Учитель оценки за урок

Учитель Домашнее задание: п.21,22 зад.5

Учитель рефлексия: 1 такт  - я пассивно слушал

                                   2 такт – я не все понял

                                   3 такт – я все понял

                                   4 такт – я ничего не понял

При выходе из класса оставьте один такт, который к вам подходит на своем рабочем месте.

Учитель Урок окончен, отдыхайте.

Приложение

Экспериментальное задание

Использование внутренней энергии воздуха

Приборы и оборудование: пробирка, калориметр, горячая вода, картофель

        Ход выполнения эксперимента

1. Перевернуть пробирку вверх дном
2. Осторожно нажимая на пробирку, выдавить кружок из картофеля – это будет пробка для пробирки
3. Перевернуть пробирку вниз дном и опустить её в горячую воду
4. Пронаблюдать происходящий процесс
5. Сделать вывод, используя ответы на вопросы:

А) что произошло с внутренней энергией воздуха в пробирке, когда её погрузили в воду?

Б) к чему привело изменение внутренней энергии воздуха?

В) что произошло с внутренней энергией воздуха в пробирке после вылета пробки?

Ответы на вопросы:

А)

Б)

В)

Вывод:

Рисунок  «Такты двигателя внутреннего сгорания»

Кроссворд