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第十四章 内能的利用
第2节 热机
【学习目标】
1.知道热机的概念，知道内燃机是热机的一种；了解四冲程内燃机的工作原理。
2.通过实物模型结合课堂活动，学习理解四冲程内燃机的基本结构和原理。
3.了解柴油机的构造和工作过程，了解柴油机与汽油机工作过程的异同点。
【学习重点】热机的概念及工作原理、汽油机的四个冲程及其能量转化。
【学习难点】汽油机的四个冲程及其能量转化。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1．热机是将________能转化为________能的机械。常见的热机有________机、________ 机、________ 机 、________机等。
2．内燃机的工作原理：燃料（汽油或柴油）在汽缸里面燃烧时生成 ________ 的燃气，用来推动活塞________，把________能转化为________能。
3.汽油机的构造：由进气门、________、火花塞、汽缸、________、连杆、曲轴等组成的。
4. 活塞在汽缸内________时，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个________。
5.汽油机的一个工作循环是由________、________、________、________四个冲程组成的，在一个工作循环中，活塞往复运动________次，曲轴转动________周，对外做功________次。
6.柴油机和汽油机构造的不同点：①汽油机汽缸顶部有________；柴油机没有，只有________. ②汽油机吸气冲程吸入________的混合物；柴油机吸气冲程只吸入________.③汽油机的点火方式为“________式”；柴油机的点火方式为“________式”。
【探究新知】
探究点一热机
1.[演示实验]加热试管内的水，观察实验现象，并交流讨论原因。
回答下面问题：
实验中的能量转化过程为：
①酒精燃烧放出热量，酒精的________能转化为水的________能；
②吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞________，气体的________能转化为瓶塞的________能。
2.[自主学习]阅读课本25～26页，什么是内燃机？内燃机分为哪几类？
（1）热机：各种利用________的机械叫做热机。
（2）工作原理：热机利用________，将________能转化为________能。
（3）种类：______ __等。
（4）常见热机——内燃机
①内燃机：燃料直接在发动机________内燃烧产生动力的热机。
②分类：________和________。
探究点二 汽油机
（一）汽油机的构造
1.汽油机的构造：汽缸、进气门、________、________、连杆、曲轴、________等；
2.活塞从汽缸_____ ___叫作一个冲程。
（二）汽油机的工作过程
1.[合作学习]阅读教材，利用汽油机模型进行操作，小组间讨论交流以下问题：
①在四个冲程中，哪些冲程发生了能量转化，如何转化？
______ __。
②哪个冲程使汽车获得动力？ 哪些冲程是依靠惯性工作的？
_______ _。
③哪个冲程排出了汽车的尾气？
____ ____。
④一个工作循环有 ________ 个冲程，曲轴（或飞轮）转 ________ 圈，活塞往复 ________ 次，做 ________ 次功。
[点拨]一个工作循环，“四冲二转一做功”（顺口溜）
2.完成下列表格填写
冲程名称 进气门开闭情况 排气门开闭情况 活塞运动 方向 能量的转化
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
探究点三 柴油机
观察柴油机和汽油机的结构图，自学课本27～28页的内容，小组之间交流、讨论分析出汽油机与柴油机有哪些不同点？完成以下表格的填写。
汽油机 柴油机
构造区别
不 同 点 吸气 冲程
压缩 冲程
点火 方式
效率
应用
相 同 点
【当堂练习】
1.在冬天，人们常常搓手取暖，这个过程中的能量转化与四冲程内燃机的哪个冲程相同（ ）
A.吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程
2.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（　　）
A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴
B．汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物
C．做功冲程是内能转化为机械能
D．压缩冲程是机械能转化为内能
3.热机是利用_______能做功的机械。热机的种类有蒸汽机、________、汽轮机、____________等。
4.如图1所示，工作中的四冲程汽油机正处于________冲程，该冲程将________能转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功_______次。
5.如图所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：
（1）这种内燃机是______机；
（2）它表示的是______冲程；
（3）在这个冲程中______能转化为______能；
（4）完成这一冲程，曲轴和飞轮转______转。
6.如图甲是某汽油机的吸气冲程时的气门开闭情况和活塞的运动方向，仿照甲图在乙图中画出压缩冲程时的气门开闭和活塞和连杆的大致位置。
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些不足，有什么体会。
。
参考答案
第2节 热机
【自主预习】
1．内 机械 蒸汽 内燃 汽轮 喷气式发动
2．高温、高压 做功 内 机械
3.排气门 活塞
4. 运动 冲程
5.吸气 压缩 做功 排气 两 两 一
6.火花塞 喷油嘴 空气和汽油 空气 点燃 压燃
【探究新知】
探究点一热机
1.① 化学 内 ②做功 内 机械
2.（1）内能做功 （2）内能做功 内 机械（3）蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机（4）①气缸 ②汽油机 柴油机
探究点二 汽油机
（一）1.排气门 活塞 火花塞 2.一端运动到另一端
（二）1.①压缩冲程，将机械能转化为内能；做功冲程，将内能转化为机械能
②做功冲程获得动力，吸气、压缩、排气冲程是依靠惯性工作的
③排气冲程 ④4 2 2 1
2.表格
冲程名称 进气门开闭情况 排气门开闭情况 活塞运动 方向 能量的转化
吸气冲程 开 关 下
压缩冲程 关 关 上 机械能→内能
做功冲程 关 关 下 内能→机械能
排气冲程 关 开 上
探究点三 柴油机
如表格所示
汽油机 柴油机
构造区别 顶部有火花塞 顶部有喷油嘴
不 同 点 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 压缩程度较大
点火 方式 点燃式 压燃式
效率 低 高
应用 轿车、飞机、小型农业机械等 载重汽车、拖拉机、坦克等
相 同 点 ①是将内能转化为机械能的内燃机 ②都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，活塞往复两次，曲轴和飞轮转两周，对外做功一次
【当堂练习】
1.B 2.B 3.内 内燃机 喷气发动机 4.做功 内 10
5.（1）柴油机 （2）压缩 （3）机械 内能 （4）半
6.如图所示

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