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(共36张PPT)
物理 人教版
九年级全一册
第十四章　内能的利用
第一节　 热机
新课导入
图中什么设备为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来？
学习目标
1．知道四冲程内燃机的工作原理。
2．知道内燃机工作过程中能量的转化关系。
3．能说出柴油机与汽油机的异同。
学习目标
教学重点：
汽油机的工作原理及能的转化过程。
教学难点：
内燃机的工作原理。
知识全解
知识点1　热机
热机——利用内能做功的机械
思考：这个实验中能量转化的情况。
燃料燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸气；水蒸气把塞子冲出去，内能转化为塞子的动能。
知识全解
知识点1　热机
热机的种类：
蒸汽机车
内燃机车
喷气发动机
火电站的汽轮机
火箭发动机
知识全解
知识点1　热机
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫做内燃机。内燃机是现代社会中最常见的一种热机。
内燃机分为汽油机和柴油机两大类。它们分别用汽油和柴油作为燃料。
知识全解
知识点2　汽油机
汽油机的构造：
知识全解
知识点2　汽油机
一个冲程：活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程。
四个冲程：
一个工作循环：把这四个冲程称为发动机的一个工作循环。
知识全解
知识点2　汽油机
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸。
吸气冲程
知识全解
知识点2　汽油机
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，温度升高。
机械能转化为内能
压缩冲程
知识全解
知识点2　汽油机
做功冲程：在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功。
燃料的化学能转化为内能，内能转化为机械能，使汽油机获得动力。
做功冲程
知识全解
知识点2　汽油机
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
排气冲程
知识全解
知识点2　汽油机
回忆并思考：
1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？
2．哪个冲程使汽车获得动力？
3．哪个冲程排出了汽车的尾气？
知识全解
知识点3　柴油机
柴油机：
喷油嘴
知识全解
知识点3　柴油机
柴油机工作原理：
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
知识全解
知识点3　柴油机
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进汽缸。
空气
吸气冲程
知识全解
知识点3　柴油机
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。
机械能转化为内能
压缩冲程
知识全解
知识点3　柴油机
做功冲程：在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。
燃料的化学能转化为内能，内能转化机械能，使柴油机获得动力。
做功冲程
知识全解
知识点3　柴油机
排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
排气冲程
燃烧后的废气
知识全解
知识点3　柴油机
柴油机和汽油机的相同点：
1.基本构造和主要部件的作用相似。
2.每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
3.四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
4.一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
知识全解
知识点3　柴油机
柴油机和汽油机的区别：
1.“长征五号”系列运载火箭，为“天问一号”、“嫦娥五号”等多项重要航天器发射任务立下了汗马功劳。下面关于“长征五号”涉及的物理知识，说法正确的是（　　）
A．应选择比热容大的燃料
B．火箭发射产生的白雾是扩散现象
C．火箭升空时，燃气的内能转化为火箭的机械能
D．火箭穿过大气层时是通过热传递的方式改变了防护罩的内能
当堂练习
C
当堂练习
解析　
A．燃料的热值是燃料本身的特性，只与燃料的种类有关，热值大的燃料，在相同条件下，完全燃烧放出的热量更多，所以火箭应选择热值大的燃料，故A错误；
B．火箭发射产生的白雾是水蒸气遇冷液化成的小水珠，故B错误；
C．火箭升空时，燃料燃烧获取的内能转化为火箭的机械能，故C正确；
D．火箭穿过大气层时与空气摩擦，通过做功的方式改变了防护罩的内能，故D错误。
故选C。
当堂练习
2.搭载神舟十三号载人飞船的长征二号F遥十三运载火箭，顺利将航天员送入太空，如图所示，火箭工作时将______能转化为机械能；火箭______热机（选填“属于”或“不属于”）。
内
属于
当堂练习
解析　
火箭工作时，燃料燃烧释放的内能转化为机械能。
火箭喷气式发动机靠燃烧燃料获得内能，将燃料燃烧的内能转化为火箭运动的机械能，属于热机。
当堂练习
3.图是四冲程汽油机一个工作循环中的两个冲程，下列判断正确的是（　）
A．甲图为吸气冲程，缸内气体的内能转化为活塞的机械能
B．乙图为压缩冲程，活塞的机械能转化为缸内气体的内能
C．甲图为做功冲程，活塞的机械能转化为缸内气体的内能
D．乙图为排气冲程，缸内气体的内能转化为活塞的机械能
B
甲 乙
当堂练习
解析　
AC．甲图两气门关闭，活塞向下运动，为做功冲程，缸内气体的内能转化为活塞的机械能，故A、C错误；
BD．乙图两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，活塞的机械能转化为缸内气体的内能，故B正确，D错误。
故选B。
当堂练习
4.小汽车已成为大多数家庭出行代步的工具，其发动机大多数为汽油机，下列有关汽油机的说法正确的是（　　）
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气
B．汽油机的效率一般比柴油机的效率高
C．汽油机的点火方式是压燃式
D．汽油机的压缩冲程是把机械能转化为内能
D
当堂练习
解析　
A．汽油机的吸气冲程吸入的是空气和汽油的混合物，故A错误；
B．柴油机是压燃式，一般是柴油机的效率高，故B错误；
C．汽油机的点火方式是用火花塞点火，故C错误；
D．汽油机的压缩冲程中，活塞向上运动，压缩空气和汽油的混合物，混合物内能增大，温度升高，是把机械能转化为内能，故D正确。
故选D。
当堂练习
5.上世纪人类制成了世界上第一盏用海浪发电的航标灯。它的气室示意图如图所示，其工作原理是利用海浪上下起伏的力量将空气吸入气室，压缩后再推入工作室，然后推动涡轮机带动发电机发电。那么（　　）
A．当海水下降时，阀门K1开启，阀门K2关闭
B．当海水上升时，阀门K1关闭，阀门K2开启
C．当海水下降时，类似于汽油机的做功冲程
D．当海水上升时，类似于汽油机的压缩冲程
D
当堂练习
解析　
AC．由图示知，海水下降时，活塞向下运动，气室容积增大，阀门上面的大气压强大于气室内的大气压强，于是阀门K1关闭，K2开启，空气进入气室，这个过程相当于汽油机的吸气冲程，故A、C不符合题意；
BD．海水上升时，活塞向上运动，气室内的空气被压缩，内能增大，是活塞的动能转化为空气的内能，这相当于汽油机的压缩冲程，这个过程中阀门下面的压强增大，大于阀门上面的大气压，于是阀门K1开启，K2关闭，故B不符合题意，D符合题意。
故选D。
本课小结
热机
热机：
利用内能做功的机器；内燃机是最常见的一种热机。
内燃机分为汽油机和柴油机。
汽油机：
柴油机：
汽油机单缸四冲程：吸气、压缩、做功、排气。
能量转化：压缩冲程—机械能转化为内能；
做功冲程—内能转化为机械能。
柴油机与汽油机的相同点
柴油机与汽油机的区别：燃料、构造、冲程、特点、用途
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