各种传动机构和工作机械的使用方便了我们的生活。热机的使用使人类突破了体力和畜力的局限,在更广阔的领域发展生产力。生活和生产中的各种结构都与人们对力的认识密切相关。在本模块中,学生将学习力、机械、热、热机等内容。学习要特别注意与日常生活所见的力学结构、机械、热机的联系,还要注意人类对于热现象的不断深入的认识。
本模块划分为以下两个二级主题:
·力与机械
·热与热机
(一)力与机械
1.会区分平动和转动。会描述转动。观察常见的传动装置,了解其作用。
对于平动和转动,学生会区分即可,不要求说出定义。《标准》中例2和例3的意思是可以在这里学习功的原理。
例:分析自行车上各种传动装置的作用。
例:观察塔式起重机,区分其运动部分是否平动或转动,分析其外显的传动装置,了解其作用。
2.通过实验,认识共点力平衡的条件。举例说明共点力平衡的条件在生活和生产中的应用。
例:从二力平衡的条件出发,猜测三个共点力的平衡条件。用三个弹簧测力计连在一点,验证猜测。
可以利用三个共点力平衡的条件,计算简单情况下悬物绳索受到的张力。
3.通过实例,了解弹性和范性在技术中的应用。
对于弹性和范性做定性的了解,可以学习缓冲、防震、塑形等应用。
4.通过实验,认识刚体的平衡条件,能用刚体的平衡条件分析物体的平衡。
可以通过力矩盘或其他实验认识刚体的平衡条件。利用刚体的平衡条件分析物体的平衡时,不要进行含有很多三角函数的计算。
5.通过实例,认识常见的承重结构及其特点。知道影响稳度的因素。
对于承重结构各部分的受力情况,只做定性分析,不做定量计算。
例:研究斜拉桥的结构,分析各部分受力的情况。
例:利用稳度的知识制作小玩具。(www.xing528.com)
6.认识机械的使用对于人类社会发展的重要意义。初步了解现代机械的发展概况。
例:到图书馆查阅图书,了解古代、近代和现代机械的发展及同时期的人口、产值、人员活动范围等资料,从中找出规律性的东西。
这个二级主题侧重于学习与工作机械有关的内容,下一个二级主题侧重于学习与动力机械有关的内容。
(二)热与热机
1.了解内燃机、气轮机、喷气发动机的工作原理。了解内燃机主要技术参数的意义。
重点是内燃机的工作原理。除了学习四冲程的汽油机和柴油机外,也可以大致了解摩托车上应用很广的二冲程汽油机,还可以大致了解目前越来越多的计算机控制燃油喷射内燃机的工作模式。
内燃机的主要技术参数包括最大功率、最大扭矩及相应的转速,气缸容积,污染物排放量等。
2.知道热机的效率及主要影响因素。通过实例,分析能量在热机工作时的流向。知道提高热机效率的方法和途径。
定性学习影响热机效率的因素和提高效率的方法和途径,不必学习卡诺循环。可以粗略比较各种热机的效率。
可以简单了解目前为提高内燃机效率常常采用的新技术。
3.知道电冰箱和空调机的组成和主要结构,了解其制冷原理。
知道电冰箱和空调机主要是由哪几个部分组成的,了解其物理原理。还可以了解电冰箱和空调机的主要技术参数。关于《标准》中例2,要注意冷暖空调制热时不是使电热丝发热,而是制冷的逆过程,即通过压缩机的工作,使室外降温、室内升温。
4.知道热机对环境的影响。了解减小热机对环境影响的方法。
热机对环境的影响主要指温室气体(二氧化碳)、一氧化碳、氮氧化物等有害气体和未完全燃烧产生的微粒等物质的排放,也包括大量使用热机对地球资源的过度消耗。
不完全燃烧是产生有害物质的重要原因,采用计算机控制的燃油喷射系统可以有效地降低有害物质的排放。学习这部分内容时可以查找资料了解近年来我国对于汽车(以及锅炉)排放要求的变化及其与大气质量改善的关系。
5.通过热机的发展体会科学技术对于经济、社会进步的意义。关注新型热机的发展趋势。
这个二级主题的重点是学习热机,即内能与机械能的转化。上一个二级主题则不涉及动力的来源。由于摆脱了人力、畜力的局限,人类社会发生了产业革命。但是,过多使用热机也带来了环境与资源的问题。学习这部分内容时要强调科学技术与社会的联系。
目前还没有革命性的新型热机出现,关于这条标准的后一个要求,可以多谈内燃机、气轮机、喷气发动机上的新技术。
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