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九全物理同步课件
情境式教学课件
（人教版九年级
全
2025年秋九全物理教学（自学）课件嵌视频（新教材）
第十四章 内能的利用
14.4 大单元整合复习
能量守恒定律
内能的
利用
热机的效率
能量的转化与守恒
热机
能量的转化和转移
原理
四冲程汽油机的工作过程
物理意义
特点
定义
热量计算
热值
热效率的计算
知识结构
跨学科实践：
制作简易热机模型
1.能量的转化：在一定条件下，各种形式的能是可以相互________的。例如：摩擦生热，机械能转化为内能；水电站里水轮机带动发电机发电，机械能转化为电能等。
2.能量守恒定律：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式________为其他形式，或者从一个物体________到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量______________。
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转化
转化
转移
保持不变
重点回顾
能量的转化与守恒
例 关于能量转化，下列说法错误的是(　　)
A.电风扇工作时主要将电能转化为机械能
B.能量无论是转移还是转化，能量的总量会逐渐减少
C.发电机工作时主要将机械能转化为电能
D.自行车运动员蹬车时，人体内的部分化学能转化为机械能
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B
能量的总量保持不变
典例精析
1.热机：是利用内能________的机械。内燃机是最常见的一种热机，内燃机分为___________和___________两大类。
2.原理：
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做功
汽油机
柴油机
化学能
内能
机械能
燃烧
做功
重点回顾
热机
3.四冲程汽油机工作过程：
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冲程名称 _______冲程 _______冲程 _______冲程 _______冲程
工作示意图
进气门 打开 关闭 关闭 关闭
排气门 关闭 关闭 关闭 打开
活塞运动 由上到下 由下到上 由上到下 由下到上
能量转化 机械能转化为_______能 内能转化为________能
吸气
压缩
做功
排气
内
机械
重点回顾
热机
4.四冲程内燃机特点：
(1)每个工作循环曲轴转两圈，完成一次做功冲程。
(2)依靠曲轴的惯性完成吸气、压缩、排气冲程。
(3)汽油机与柴油机的比较：
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项目 汽油机 柴油机
结构图
结构 气缸顶部有火花塞、无喷油嘴 气缸顶部有喷油嘴、无火花塞
重点回顾
热机
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项目 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
一个工作循环 吸气冲程 吸入汽油和空气的混合物 只吸入空气
压缩冲程 压缩程度较小(机械能转化为内能) 压缩程度较大(机械能转化为内能)
做功冲程 压缩末，火花塞点火，燃料燃烧，产生高温高压燃气对外做功 压缩末，喷油嘴喷出雾状柴油，柴油自燃产生高温高压燃气对外做功
排气冲程 排出废气 排出废气
效率 不高；20%～40% 稍高；30%～45%
适用范围 小汽车、飞机等 载重汽车、轮船、坦克等
重点回顾
热机
例1 如图是汽油机工作时的四个冲程，其中属于做功冲程的是(　　)
C
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A
B
C
D
进气门开启，气体流入气缸，是吸气冲程
两气门都关闭，火花塞点火，活塞下行，气缸容积变大，是做功冲程
两气门都关闭，活塞上行，气缸容积变小，是压缩冲程
排气门开启，气体流出气缸，是排气冲程
典例精析
例2 一台单缸四冲程柴油机曲轴的转速是1 800 r/min，则柴油机每秒(　　)
A．完成30个冲程，做功30次
B．完成60个冲程，做功60次
C．完成60个冲程，做功15次
D．完成120个冲程，做功30次
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柴油机曲轴每转2圈完成4个冲程，做1次功。
C
典例精析
1. 热值：
(1)定义：把某种燃料________燃烧放出的________与其________之比，叫作这种燃料的热值，用符号________表示。
(2)特性：热值的大小取决于燃料的种类。
(3)单位(符号)：________(固体、液体)，________(气体)。
(4)公式：燃料完全燃烧放热Q放＝________(固体、液体)或Q放＝________(气体)。
(5)意义：热值在数值上等于____________某种燃料完全燃烧放出的
热量。
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质量
完全
热量
J/kg
q
J/m3
重点回顾
热机的效率
1kg
qm
qV
燃料
完全燃烧放出的热量
2.热机的效率：
(1)定义：热机工作时，用来做____________的这部分能量与_______
_________________________之比。
(2) 公式：η＝。
(3)提高热机效率的主要途径：
①使燃料燃烧充分；②尽量减少各种热量损失；
③注意保养，保证良好的润滑，减小摩擦；
④采用先进技术和设备。
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有用功
重点回顾
热机的效率
例1 使质量为50 kg的水，从20℃升高到50℃吸收的热量是__________J，这些热量如果完全由煤气燃烧来提供，至少需要________kg的煤气。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)，煤气的热值为4.2×107 J/kg]
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6.3×106
0.15
水吸收的热量Q吸=cm（t-t0）= 4.2×103 J/(kg·℃)×50kg×
（50℃-20℃）=6.3×106J，
需要煤气的质量m=
水吸收的热量等于煤气燃烧放出的热量
典例精析
例2 泸州沱江六桥全程长4 km，桥面设计为双向8车道，中间预留了轻轨线路，于2018年1月通车。一辆小轿车做匀速直线运动通过泸州沱江六桥，速度为50 km/h，受到的阻力恒为660 N，通过全程所需的时间为_______min，牵引力所做的功为______________J；若通过全程消耗了0.2 kg的汽油，汽油机的效率为___________。(已知q汽油＝4.4×107 J/kg)
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4.8
2.64×106
30%
求时间，已知路程和速度，根据公式t=来计算
求做功，已知路程和力，根据公式W=Fs来计算
牵引力等于阻力
根据公式Q=qm，求出汽油完全燃烧放出的热量，再根据η＝，求汽油机的效率
典例精析
实验探究：内能做功
实验过程：在试管内装些水，用橡胶塞塞住试管口，
用酒精灯加热至沸腾。
实验现象：橡胶塞被冲出去，试管口出现“白雾”。
实验分析：酒精燃烧是化学能转化为________能；酒
精燃烧将水加热至沸腾，是通过_________的方式使水的内能增加；塞子受到水蒸气的压力冲出去，水蒸气的________能转化为塞子的________能；水蒸气内能减少，温度降低，________形成小水滴。
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内
热传递
内
机械
液化
实验突破
1.如图所示是四冲程汽油机的一个冲程，该冲程是将________能转化为________能。
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机械
内
课堂练习
2．若某汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功________次，曲轴转过________圈。
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20
10
课堂练习
3．在下列各种现象中，能量只发生转移而不发生转化的过程是(　　)
A.冬天用手摸户外的铁棒时感觉很冷
B.植物吸收太阳光进行光合作用
C.烧水时，壶盖被顶起
D.日光灯发光
A　
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课堂练习
4.若“可燃冰”热值是天然气的10倍，天然气热值为4.2×107 J/kg，完全燃烧0.5 kg“可燃冰”放出的热量为__________J；若在不考虑热量损失的情况下，这些热量能使800 kg、45℃的水刚好达到沸点，则此时水的沸点是________℃，水面上方的气压________（选填“大于”“小于”或“等于”）一个标准大气压。[水的比热容为4.2×
103 J/(kg·℃)]
2.1×108　
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107.5　
大于　
课堂练习
5.一辆小轿车质量为1.8 t，车轮与地面总接触面积为1 000 cm2，小轿车发动机的效率是20%，它在平直公路上匀速行驶时的牵引力为644 N(空气阻力不计，汽油热值q＝4.6×107 J/kg，g取10 N/kg)。求：
(1)该小轿车静止时对水平地面的压强。
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解：m＝1.8 t＝1.8×103 kg，小轿车的重力G＝mg＝1.8×103 kg×
10 N/kg＝1.8×104 N，对地面的压力F1＝G＝1.8×104 N，对地面的压强p＝＝＝1.8×105 Pa。
课堂练习
5.一辆小轿车质量为1.8 t，车轮与地面总接触面积为1 000 cm2，小轿车发动机的效率是20%，它在平直公路上匀速行驶时的牵引力为644 N(空气阻力不计，汽油热值q＝4.6×107 J/kg，g取10 N/kg)。求：
(2)该小轿车在平直公路上匀速行驶100 km消耗汽油的质量。
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小轿车匀速行驶100km牵引力做功W有＝F2s＝644N×100×103 m＝6.44×107 J，小轿车发动机做的总功W总＝＝＝3.22×108 J，
消耗汽油放出的热量Q放＝W总＝3.22×108 J，
消耗汽油的质量m油＝＝＝7kg。
课堂练习
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