Открытый урок по физике Урок физики в 8 классе Тема урока: Тепловые двигатели. Двигатель внутреннего сгорания Тип урока: Урок изучения нового материала Цели урока: Сформировать знания о работе пара и газа на примере тепловых двигателей, дать представление об устройстве и принципе действия двигателя внутреннего сгорания. Развивать умения работать с текстом учебника, находить ответы на предложенные вопросы, сравнивать и сопоставлять изучаемые процессы, раскрывать взаимосвязь развития природы, техники и общества. Воспитывать организованность, любознательность, любовь к природе. Оборудование: 1.мультимедийный проектор, компьютер, мультимедийная презентация; 2.модель двигателя внутреннего сгорания 3. штатив, пробирка с водой и пробкой, спиртовка, спички. План урока
(проверка готовности класса к проведению урока).
а) Тепловые двигатели. Виды тепловых двигателей; б) Двигатель внутреннего сгорания: - Определение ДВС. История создания; - Устройство ДВС, - Принцип действия ДВС, - ДВС – дизель. 6. Закрепление изученного материала а) разминка б) проверь себя в) Роль ДВС в жизни человека (ролевая игра) 8. Итоги урока. Домашнее задание.
1. Организационный момент Учитель приветствует детей, проверяет наличие учебников, тетрадей, дневников у учащихся, справляется об их самочувствии. 2. Актуализация знаний учащихся Учитель: Вспомним то, что нам поможет лучше и быстрее понять тему сегодняшнего урока. Фронтальная работа: 1.Какие виды механической энергии мы изучали? 2. Когда тело обладает потенциальной энергией? 3. Когда тело обладает кинетической энергией? 4.Что называется внутренней энергией? 5.Как можно изменить внутреннюю энергию тела? 6.От чего зависит внутренняя энергия тела? 7.Что происходит с газом при нагревании? 8.Что происходит с газом при совершении им работы? 3. Постановка проблемы Учитель: (демонстрация опыта) Мы знаем, что физика наука практическая, прикладная. Все физические явления, законы в конечном итоге находят применение в жизни человека. Жизнь людей невозможна без использования различных видов энергии. Источниками энергии являются различные виды топлива, энергия ветра, энергия солнца, энергия приливов и отливов. Поэтому существуют различные типы машин, которые реализуют в своей работе превращение одного вида энергии в другой. Обратимся к опыту, в конце проведения которого вы мне ответите на вопрос: Какие превращения энергии происходили в ходе представленного процесса? Демонстрация опыта: Нагревание воды в пробирке до кипения с выталкиванием пробки под действием образовавшегося пара. Обсуждение вопросов: Какие превращения энергии происходили в ходе представленного процесса? Как вы думаете, где используется это явление в технике? (Предполагаемый ответ: Совершение паром работы при расширении. Используется в работе тепловых двигателей.) 4.Объявление темы урока, целей урока Слайд 1 Тема нашего урока «Тепловые двигатели. Двигатель внутреннего сгорания» Цели урока: Изучить принцип действия тепловых машин, познакомиться с видами тепловых машин, историей создания и использованием. Подробнее познакомимся с видом теплового двигателя – ДВС. Рассмотрим его устройство, принцип действия, особенности применения и значение в жизни человека. 5.Изучение нового материала а) Тепловые двигатели. Виды тепловых двигателей Учитель: Человек в своём развитии постоянно стремится к механизации труда. Большим толчком в этом стал факт использования внутренней энергии для совершения работы механизмом. Такими механизмами явились тепловые двигатели. Слайд 2:информация по слайду (создатель теплового двигателя) Простейший тепловой двигатель был изобретён в 17 веке английским инженером Джеймсом Уаттом. Учитель: Вернёмся к нашему опыту. Выполнение работы паром здесь разовый случай, как например выстрел из ружья. В машине же должна в работе цикличность, т.е повторяемость. Заменим пробирку металлическим цилиндром, пробку плотно пригнанным поршнем, который может двигаться вдоль цилиндра, и получаем простейший тепловой двигатель. Слайд 3:информация по слайду (определение теплового двигателя) Слайд 4:информация по слайду (виды тепловых двигателей)
ТЕПЛОВЫЕ ДВИГАТЕЛИ
ПАРОВАЯ ДВС ПАРОВАЯ И ГАЗОВАЯ РЕАКТИВНЫЙ МАШИНА ТУРБИНЫ ДВИГАТЕЛЬ
Слайд 5 - 8:информация по слайдам (применение тепловых двигателей) Учитель: Небольшая информация по истории создания паровых машин подготовлена моим помощником на уроке. Внимательно слушайте своего товарища и запишите в свой конспект урока полезную информацию. Выступление 1учащегося: «История создания паровой машины» - Приложение №1 б) Двигатель внутреннего сгорания Учитель: Из всех видов тепловых машин мы подробно рассмотрим ДВС. Выясним, почему они так называются, из чего состоят, изучим принцип их действия. А ещё попытаемся выяснить, что несут человечеству ДВС, добро или зло. -Определение ДВС. История создания Слайд 9: информация по слайду Учитель: ДВС это самый распространенный и широко используемый вид теплового двигателя. Топливо в нем сгорает прямо в цилиндре, внутри самого двигателя. Отсюда и название – двигатель внутреннего сгорания. Изобретателем универсального ДВС является немецкий инженер Даймлер. Топливом для таких двигателей служит – бензин, керосин, нефть, или горючий газ. Слайд 10:инфориация по слайду Учитель: Небольшую историческую справку о создании ДВС представит второй мой помощник. Внимательно слушайте своего товарища и запишите в свой конспект урока полезную информацию. Выступление 2 учащегося: «История создания ДВС» - Приложение №2 -Устройство ДВС Учитель: Рассмотрим устройство двигателя внутреннего сгорания. Самостоятельная работа по учебнику (стр. 53 рис.24) Задание: Внимательно по рисунку изучите устройство ДВС. Элементы устройства запишите в тетрадь слева и справа дома сделаете рисунок. Постарайтесь запомнить элементы двигателя и их функцию. Слайд 11: Назовем элементы двигателя и их функции. Под №6 маховик – укреплён на валу и предназначен для уменьшения неравномерности вращения вала. - Принцип действия ДВС Учитель: Чтобы изучить принцип работы двигателя, мы познакомимся с некоторыми понятиями. Слайд 12: информация по слайду Мертвые точки; ход поршня; рабочий цикл. Слайд 13: информация по слайду (1такт -впуск) Слайд 14: информация по слайду (2такт - сжатие) Слайд 15: информация по слайду (3такт – рабочий ход) Слайд 16: информация по слайду (4такт - выпуск) Слайд 17: схема работы двигателя, карбюратор Учитель: Для работы автотранспорта используются 4-х, 6-ти, 8-и цилиндровые ДВС. В них работа цилиндров согласуется так, чтобы в каждом из них поочередно проходил рабочий ход и коленчатый вал получал постоянно энергию от одного из поршней. Многоцилиндровые двигатели в лучшей степени обеспечивают равномерность вращения вала и имеют большую мощность. - ДВС - дизель Учитель: Мы рассмотрели работу двигателя, в котором топливо в жидком виде распыляется в цилиндр и воспламеняется от свечи. Такие двигатели называются карбюраторными. Есть еще один вид двигателей внутреннего сгорания это дизеля. Слайд 18: ДВС – дизель. Выступление 3 учащегося: «ДВС - дизель» Приложение №3 Учитель: Что общего у обоих видов двигателей и какая между ними разница? (Ответ: Это тепловые машины, в которых механическая работа выполняется за счёт внутренней энергии топлива. У дизелей нет запальной свечи, в них топливо воспламеняется в воздухе, нагретом до высокой температуры, благодаря быстрому сжатию). 6.Закрепление изученного материала а) разминка (физкультпауза) Учитель: Кто из вас может на себе представить работу ДВС? Повторим все вместе и разомнемся. б) Проверь себя - работа по слайду 19 (назови элементы двигателя) -работа по слайду 20 (дайте название каждого такта) - работа по слайду21 (подберите к кроссворду вопросы) Ролевая игра: Значение ДВС в жизни человека. ДВС нашли и находят всё более широкое применение. Трудно нашу жизнь представить без автотранспорта, авиации, железнодорожного транспорта, механизации производства, сельского хозяйства и т.д. Но применение всего вышеперечисленного загрязняет окружающую среду, уменьшает природные ресурсы. Что же несут человеку ДВС добро или зло? Попробуем разобраться. А помогут нам в этом специалисты – эксперты, принимающие участие в нашем уроке. Выступление экспертов: 1) выступление эксперта – физика; 2) выступление эксперта – эколога; 3) выступление эксперта – врача; 4) выступление эксперта – конструктора. Учитель: Трудно сейчас поставить точку в поставленном нами вопросе. тем не менее всем понятно, что ДВС надо заменить более продуктивным и безопасным видом машин. Над этим работают инженеры – конструкторы всего мира. А наша с вами задача, содействовать сохранению природы доступными способами. Слайд -22 8.Подведение итогов урока. Домашнее задание Фронтальная беседа: 1)Какие основные вопросы мы рассмотрели на уроке? 2)Какое физическое явление лежит в основе работы тепловых двигателей? 3) Назовите виды тепловых машин? 4) Какие бывают двигатели внутреннего сгорания? II.Оценка деятельности учащихся на уроке III. §21§22; вопросы к §22; рис.24; подготовить кроссворд «Тепловые машины»
|
Приложение №1 Сообщение История создания парового двигателя Первая паровая машина была изобретена в первом веке нашей эры греческим инженером Геро Александрийским. Но первая паровая машина, нашедшая практическое применение, была создана в 1698 году английским инженером Томасом Сэвери. Его машина была использована для откачивания воды из угольных шахт, это был так называемый паровой насос. В 1765 году русский инженер Иван Иванович Ползунов разработал специальную паровую машину непрерывного действия, для того, чтобы заменить водяной двигатель и ручной труд на заводе по выплавке металлов в городе Барнауле. Машина была запущена в эксплуатацию в 1766 году и проработала несколько месяцев. Сам Ползунов умер до ее пуска за два месяца. После поломки машину починить не смогли и проект Ползунова не получил продолжение. А в 1769 году английским инженером – механиком Джеймс Уаттом был создан первый универсальный паровой двигатель. Его двигатель был довольно быстродействующим, относительно небольшим. Такая машина нашла широкое применение на паровозах, для печатания газет, ткачества, обеспечивала работу стиральных машин в прачечных, фермеры с помощью паровой тяги пахали землю, уборщики использовали паровые пылесосы, парикмахеры – щетки с паровым приводом для массажа головы. С этого момента началась эпоха широкого применения паровых машин для механизации жизнедеятельности человечества. Приложение №2 Сообщение Двигатель внутреннего сгорания Логическим продолжением развития тепловых двигателей явилось создание двигателей внутреннего сгорания. В 1860 году француз Ленуар построил устройство, в котором горючее сжигалось внутри самого устройства, а не снаружи, как это было у паровой машины. Его изобретение было несовершенным, с малым КПД – около трех процентов. Через 18 лет в 1878 году немецкий изобретатель Отто создал газовый двигатель внутреннего сгорания, который работал по четырехтактной схеме. Его проект получил большое распространение. Первый бензиновый двигатель построил в 1886 году немецкий инженер Даймлер. Горючая смесь из бензина и воздуха образовывалась при помощи карбюратора. Поэтому такие двигатели называют карбюраторными. В России первый бензиновый двигатель был построен в 1884 году моряком русского флота Костовичем для дирижабля.
Приложение №3 Сообщение Двигатель внутреннего сгорания – дизель
При сильном и быстром сжатии газ нагревается. Это явление было использовано в конструировании безкарбюраторных двигателей внутреннего сгорания. У этих двигателей горючая смесь воспламеняется благодаря сжатию, следовательно, у них отсутствует запальная свеча. ДВС с воспламенением от сжатия сконструировал в 1897 году немецкий инженер Рудольф Дизель. Поэтому такие двигатели называют дизелями. Дизель состоит из цилиндра, поршня, двух клапанов, форсунки, шатуна и кривошипа. Форсунка служит для впрыскивания жидкого топлива в цилиндр, а через клапан всасывается воздух из атмосферы. В качестве топлива для дизелей используется солярка, которая является более дешевым топливом. Такие двигатели, в отличие от карбюраторных, являются более мощными, экономичными и поэтому устанавливаются на тяжелой технике. Но у дизеля есть существенные недостатки: его выхлопные газы содержат больше сажи, они более ядовиты, более токсичны.
Приложение №4 Эксперт – физик Двигатели внутреннего сгорания играют очень важную положительную роль в жизни и развитии человечества. Они широко используются на автомобильном транспорте: их устанавливают на автомашинах, мотоциклах, мопедах, грузовиках. Кроме того, ДВС используются на железнодорожном транспорте, в легкой авиации, в бензопилах, газонокосилках, на различном сельскохозяйственном оборудовании, тракторах, комбайнах. ДВС хороши своей сравнительно высокой мощностью при сравнительно небольших размерах. Таким образом, двигатели внутреннего сгорания, несомненно, несут добро.
Эксперт – эколог Двигатели внутреннего сгорания несут зло человечеству, так как они загрязняют окружающую среду. Основные загрязнители – это машины, особенно грузовики. С выхлопными газами в атмосферу поступают углекислый газ, угарный газ, оксиды азота, оксиды серной кислоты, гексен, кадмий, свинец и другие вредные вещества. Некоторые из них вызывают парниковый эффект на земле, выражающийся в повышении температуры у поверхности земли. Если это явление не контролировать, то может произойти таяние ледников и повышение уровня Мирового океана, а как следствие затопление части земной поверхности. Кроме того, при сжигании топлива в ДВС расходуется необходимый для жизни атмосферный кислород. Так один легковой автомобиль ежегодно поглощает из атмосферы более 4 тонн кислорода, а выбрасывает с выхлопом около 800 кг СО, 4 кг оксидов азота, 200 кг различных углеводородов. Автомобилей с каждым днем становится все больше, атмосфера наша не увеличивается. Значит, ее надо сохранить и защитить от загрязнения для наших потомков. Таким образом, от эксплуатации ДВС надо отказаться.
Эксперт – врач Я как эксперт – врач тоже буду говорить об отрицательной роли двигателей внутреннего сгорания. Приведу несколько аргументов. Угарный газ, выбрасываемый в атмосферу, токсичен. Он образует с гемоглобином крови прочное соединение – карбоксигемоглобин, которое препятствует поступлению достаточного количества кислорода в мозг. Следствие этого – увеличение психических заболеваний. Выбрасываемые выхлопными газами оксиды серы и азота в соединении с водой образуют кислоты. У человека они вызывают поражение кожи, рахит, отек легких. Аналогичное влияние и на животных. Кадмий, содержащийся в выхлопе, отрицательно воздействует на косную и половую систему, надпочечники, зубы. Свинец, добавляемый в бензин, вызывает нарушение кровеносной системы, импотенцию. Вред от использования ДВС очень велик. Так не лучше ли от них отказаться?
Эксперт – конструктор Основная проблема загрязнения от двигателей внутреннего сгорания лежит в использовании автотранспорта. Его выбросы составляют более 50% от общего загрязнения атмосферы. Но ведь нельзя так сразу отказаться от автомобилей. Это парализует жизнь человечества. Поэтому надо искать пути решения проблемы. Я могу предложить следующее: 1) Сократить количество вредных веществ, выбрасываемых автомобилем, за счет его правильной эксплуатации; 2) Использовать те транспортные средства, которые меньше потребляют горючего, а следовательно выбрасывают меньше выхлопов; 3) Осуществлять строгий контроль за автотранспортом, запретить эксплуатацию старых автомобилей; 4) Отказаться от добавления к бензину свинца; 5) С целью уменьшения количества личного автотранспорта, основательно улучшить работу общественного. Сделать так, чтобы на нем человеку было ездить и комфортнее и выгоднее; 6) Пропагандировать движение на велосипеде; 7) Активнее внедрять в жизнь человека трамваи, троллейбусы, электрички; 8) Совершить переход от ДВС к электродвигателям. В заключении скажу, что на данном этапе человечеству не обойтись без двигателей внутреннего сгорания, но использовать их надо с умом, заботой о себе и ближних.
|
|
|