资源简介

14.3 热机
第十四章 内能与热机
沪科版2024版物理九年级全册
14.3 热机教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
准确阐述热机的定义，清晰解释热机工作时的能量转化过程，即燃料燃烧将化学能转化为内能，内能再转化为机械能。
详细描述四冲程汽油机和柴油机的构造，包括气缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、火花塞（汽油机）、喷油嘴（柴油机）等主要部件，并能准确说明各部件的功能。
深入理解四冲程汽油机和柴油机的工作原理，能够精确分析每个冲程中活塞的运动方向、气门的开闭状态、曲轴的转动情况以及能量的转化情况，熟练简述一个工作循环所包含的四个冲程及完成循环时活塞、曲轴的运动次数和做功次数。
正确区分汽油机和柴油机在构造、工作过程、点火方式、吸入气体、应用场景等方面的异同点。
了解常见热机（如蒸汽机、汽轮机、喷气发动机等）的工作原理及特点，拓宽对热机种类的认识。
（二）过程与方法目标
通过观察热机模型、演示实验、动画视频等多种直观教学手段，培养学生的观察能力和分析归纳能力，使其能够从复杂的现象中提取关键信息，总结热机工作的规律。
借助小组讨论、对比分析等活动，引导学生运用类比、归纳、推理等科学思维方法，深入理解热机的工作原理和不同热机之间的差异，提升逻辑思维能力。
鼓励学生在学习过程中积极思考、提出问题，并尝试通过查阅资料、小组合作等方式解决问题，培养自主学习能力和合作探究能力。
（三）情感态度与价值观目标
通过介绍热机的发明和发展历程，让学生体会科学技术对人类社会发展的巨大推动作用，激发学生对科学技术的探索热情和创新精神。
引导学生关注热机在生活、生产中的广泛应用，培养学生将物理知识与实际生活相联系的意识，提高学生学习物理的兴趣和积极性。
使学生认识到热机的使用对环境造成的影响，增强学生的环保意识和社会责任感，培养学生在未来积极参与环境保护和可持续发展的意愿。
二、教学重难点
（一）教学重点
四冲程汽油机和柴油机的构造和工作原理，包括各冲程的工作过程、能量转化以及一个工作循环的整体运行机制。
汽油机和柴油机的区别与联系，能够从多个方面进行准确对比分析。
热机工作时的能量转化过程，理解化学能、内能和机械能之间的转化关系。
（二）教学难点
对四冲程汽油机和柴油机工作过程中各冲程细节的理解，如活塞、气门、曲轴等部件的协同运动，以及能量转化的具体发生过程。
从能量转化和转移的角度理解热机效率的概念，分析影响热机效率的因素，并能提出提高热机效率的有效措施。
培养学生运用热机知识解释实际生活中热机相关现象和问题的能力，将抽象的物理知识应用到复杂的实际情境中。
三、教学方法
讲授法、演示法、讨论法、小组合作探究法、多媒体辅助教学法
四、教学过程
（一）导入新课（5 分钟）
播放一段老式蒸汽火车冒着浓烟缓缓行驶的视频，接着展示汽车在公路上疾驰、飞机在天空翱翔、轮船在大海中破浪前行的图片。提问学生：“这些交通工具都需要动力，它们的动力是如何产生的呢？” 引导学生思考这些设备工作时能量的来源和转化方式，引发学生对热机的好奇和探索欲望。
展示一个简单的实验装置：在试管中装入适量的水，用塞子塞紧试管口，将试管固定在铁架台上，用酒精灯对试管底部加热。让学生观察实验现象，提问：“随着加热的进行，试管中的水发生了什么变化？塞子为什么会被冲出去？这个过程中能量是如何转化的？” 引导学生分析得出燃料燃烧将化学能转化为内能，内能传递给水，使水变成水蒸气，水蒸气膨胀对塞子做功，将内能转化为塞子的机械能。从而引出本节课的主题 —— 热机，即利用内能做功的机器。
（二）新课讲授
热机的定义与能量转化（5 分钟）
结合导入实验，明确给出热机的定义：把内能转化为机械能的机器叫做热机。强调热机工作的本质是实现能量的转化，即燃料燃烧将化学能转化为内能，通过热机的工作过程将内能进一步转化为机械能，用于对外做功。
展示蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气发动机等常见热机的图片或模型，简单介绍它们在生活和生产中的应用场景，让学生对热机的种类有初步的认识，感受热机在现代社会中的重要地位。
汽油机的构造与工作原理（15 分钟）
构造讲解：利用汽油机模型，向学生详细介绍汽油机的主要构造。指出气缸是燃料燃烧和气体膨胀做功的场所；活塞在气缸内做往复直线运动；连杆将活塞与曲轴连接起来，把活塞的往复运动转化为曲轴的转动；曲轴是输出动力的部件。进气门和排气门分别控制燃料混合气的进入和废气的排出；火花塞用于在压缩冲程结束时产生电火花，点燃燃料混合气。在介绍过程中，引导学生观察模型，让学生对各部件的位置和形状有直观的认识，并结合教材中的汽油机构造图，加深学生的理解和记忆。
工作原理演示：通过动画演示或多媒体课件，详细展示汽油机的工作过程。将一个工作循环分为四个冲程进行讲解：
吸气冲程：活塞由上向下运动，进气门打开，排气门关闭。由于活塞向下运动，气缸内体积增大，压强减小，在外界大气压的作用下，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。在讲解过程中，引导学生观察活塞的运动方向、气门的开闭状态以及气缸内气体的流动情况。
压缩冲程：活塞由下向上运动，进气门和排气门都关闭。活塞对气缸内的混合气体进行压缩，使气体的体积减小，压强增大，温度升高。此过程中，机械能转化为内能，通过动画或示意图，让学生清晰地看到活塞对气体做功，以及气体内能增加的过程。
做功冲程：在压缩冲程结束的瞬间，火花塞产生电火花，点燃燃料混合气。燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，燃气膨胀推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动，对外做功。这一冲程实现了内能向机械能的转化，是汽油机工作过程中的关键冲程，通过动态演示，让学生深刻理解能量转化的过程和活塞、曲轴的运动情况。
排气冲程：活塞由下向上运动，进气门关闭，排气门打开。燃烧后的废气在活塞的推动下被排出气缸，为下一个循环的吸气冲程做好准备。讲解时，引导学生关注活塞的运动方向和废气的排出路径。
总结归纳：一个工作循环包括四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴转动两圈，对外做功一次。强调在整个工作循环中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，依靠飞轮的惯性来完成。同时，让学生再次回顾每个冲程中活塞的运动方向、气门的开闭状态以及能量的转化情况，强化学生对汽油机工作原理的理解。
柴油机的构造与工作原理（15 分钟）
构造对比：展示柴油机模型，与汽油机模型进行对比。指出柴油机与汽油机在构造上的主要区别：柴油机没有火花塞，而是在相应位置安装了喷油嘴；柴油机的气缸顶部没有火花塞，燃烧室的形状也与汽油机有所不同。让学生观察两种模型的差异，加深对柴油机构造的认识。
工作原理讲解：通过动画或视频演示柴油机的工作过程，同样将其分为四个冲程进行分析：
吸气冲程：活塞由上向下运动，进气门打开，排气门关闭。此时，柴油机吸入气缸的只有空气，而没有汽油。引导学生与汽油机的吸气冲程进行对比，理解两者的不同。
压缩冲程：活塞由下向上运动，进气门和排气门都关闭。活塞对气缸内的空气进行压缩，由于柴油机的压缩比通常比汽油机大，空气被压缩的程度更高，温度和压强也升得更高。在讲解过程中，强调压缩冲程对柴油机工作的重要性，为后续喷油燃烧做准备。
做功冲程：在压缩冲程结束时，喷油嘴向气缸内喷射雾状柴油。由于此时气缸内空气的温度已经远远超过柴油的燃点，柴油喷入后立即燃烧，产生高温高压的燃气，燃气膨胀推动活塞由上向下运动，通过连杆带动曲轴转动，对外做功。与汽油机不同，柴油机是通过压燃式点火，而不是火花塞点火。通过动画演示，让学生清晰地看到柴油喷射、燃烧以及燃气推动活塞做功的过程，理解柴油机做功冲程的特点。
排气冲程：与汽油机的排气冲程相同，活塞由下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气被排出气缸。
异同点总结：组织学生进行小组讨论，对比汽油机和柴油机在构造和工作过程上的异同点。每个小组推选一名代表进行发言，教师进行总结和补充，形成如下表格，帮助学生系统地掌握两者的差异：
| 比较项目 | 汽油机 | 柴油机 |
|----|----|----|
| 构造 | 有火花塞 | 有喷油嘴 |
| 吸入气体 | 空气和汽油的混合气 | 空气 |
| 点火方式 | 点燃式（火花塞点火）| 压燃式（压缩空气使柴油自燃）|
| 压缩比 | 较小 | 较大 |
| 效率 | 相对较低 | 相对较高 |
| 应用场景 | 小型汽车、摩托车、飞机等 | 载重汽车、拖拉机、轮船、坦克等 |
热机的效率（10 分钟）
效率概念引入：提问学生：“热机工作时，燃料燃烧释放的能量是否全部都转化为机械能对外做功了呢？” 引导学生思考热机工作过程中的能量损失情况。通过展示内燃机的能流图，向学生解释燃料燃烧放出的能量有一部分被废气带走，一部分由于热机部件散热而损失，还有一部分用于克服机械摩擦做功等，只有一小部分能量用来做有用功。从而引出热机效率的概念：热机用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机效率，用公式表示为\(\eta=\frac{W_{?????¨}}{Q_{???}}\times100\%\)。
常见热机效率介绍：介绍蒸汽机、汽油机、柴油机等常见热机的效率范围，让学生了解不同热机效率的差异。如蒸汽机的效率一般为 6% - 15%，汽油机的效率为 20% - 30%，柴油机的效率为 30% - 45%。引导学生思考为什么热机效率普遍不高，进一步加深对热机能量损失的认识。
提高热机效率的途径：组织学生进行小组讨论，结合热机能量损失的原因，探讨提高热机效率的方法。各小组讨论后发表意见，教师进行总结归纳，得出提高热机效率的主要途径：一是让燃料尽可能充分燃烧，如改进燃烧设备，调节油、气比例等；二是尽量减少各种热量损失，如采用良好的隔热材料，减少热机部件的散热；三是减小热机各部件之间的摩擦，如使用优质的润滑油，优化机械结构等；四是充分利用废气的能量，如采用热回收装置，将废气中的余热加以利用。通过讨论，培养学生分析问题和解决问题的能力，同时让学生认识到提高能源利用效率的重要性。
热机与环境保护（5 分钟）
污染问题展示：通过图片、视频等资料，展示热机使用过程中对环境造成的污染问题，如汽车尾气排放导致的空气污染，形成雾霾天气，危害人体健康；热机产生的噪声污染影响人们的生活和工作等。让学生直观地感受热机对环境的负面影响，增强学生的环保意识。
解决措施讨论：组织学生讨论如何减少热机对环境的污染。引导学生从改进热机技术、开发清洁能源、加强环境监管等方面提出建议。例如，采用尾气净化装置减少汽车尾气中的有害物质排放；研发新型高效、低污染的热机；推广使用太阳能、风能、电能等清洁能源替代传统化石能源；制定严格的环保法规，限制热机的污染物排放标准等。通过讨论，培养学生的社会责任感和创新思维，鼓励学生关注环境问题，积极为保护环境贡献自己的力量。
（三）课堂小结（5 分钟）
引导学生回顾本节课所学内容，包括热机的定义、能量转化过程，汽油机和柴油机的构造、工作原理及异同点，热机效率的概念、常见热机效率范围以及提高热机效率的途径，热机对环境的影响及解决措施等。请学生代表进行总结发言，其他学生进行补充和完善。
强调热机在现代社会中的重要地位，同时指出热机的发展既推动了人类社会的进步，也带来了一些环境问题。鼓励学生在今后的学习和生活中，关注热机技术的发展，积极探索如何更好地利用热机，减少其对环境的负面影响，实现能源的可持续利用和社会的可持续发展。
（四）课堂练习（5 分钟）
展示一些与热机相关的练习题，涵盖选择题、填空题、简答题和计算题等多种题型，如：
选择题：下列关于热机的说法中，正确的是（ ）
A. 热机是把机械能转化为内能的机器
B. 汽油机的吸气冲程吸入的是空气
C. 柴油机的效率比汽油机高，是因为柴油机的热值比汽油大
D. 热机的效率越高，在做同样多的有用功时，消耗的燃料越少
填空题：汽油机的一个工作循环包括______个冲程，其中对外做功的是______冲程，将机械能转化为内能的是______冲程。
简答题：请简要说明汽油机和柴油机在工作过程中的主要区别。
计算题：一台汽油机的效率为 30%，如果它在一段时间内消耗了 10kg 的汽油，汽油的热值为\(4.6\times10^{7}J/kg\)，求这台汽油机对外做了多少有用功？
让学生在课堂上独立完成练习题，教师巡视指导，及时发现学生在解题过程中存在的问题。练习结束后，选取部分学生的答案进行展示和点评，针对学生的错误进行详细讲解，帮助学生巩固所学知识，提高解题能力。
（五）布置作业（课后完成）
书面作业：完成教材课后与热机相关的习题，要求学生认真书写解题过程，注意答题规范，进一步巩固课堂所学的热机知识和计算技能。
实践作业：分组进行小调查，了解本地常见热机（如汽车、摩托车、拖拉机、发电机等）的使用情况，包括热机的类型、数量、工作时间、燃料消耗以及对环境的影响等，撰写一份简单的调查报告。通过实践作业，培养学生的社会实践能力和团队合作精神，让学生更加深入地了解热机在实际生活中的应用。
拓展作业：查阅资料，了解一种新型热机（如斯特林发动机、磁流体发动机等）的工作原理、特点及应用前景，撰写一篇 500 字左右的科普短文，下节课进行分享交流。拓展作业旨在拓宽学生的知识面，激发学生对热机领域的探索兴趣，培养学生自主学习和信息收集整理的能力。
五、教学资源
多媒体课件，包含热机的图片、动画、视频，热机工作原理的演示动画，内燃机的能流图，热机对环境影响的资料等，用于辅助教学，增强教学的直观性和趣味性。
热机模型，包括汽油机模型、柴油机模型，以及实验装置，如试管、塞子、铁架台、酒精灯、水等，用于课堂演示和学生观察，帮助学生理解热机的构造和工作原理。
相关科普文章、书籍、网站资源，供学生课后拓展学习，加深对热机知识的理解和认识。
六、教学反思
在教学过程中，要密切关注学生对热机复杂工作过程的理解程度，尤其是各冲程中部件的运动和能量转化细节。对于学生较难理解的部分，应及时通过反复演示、举例说明等方式进行突破。在组织学生讨论热机效率和环境保护等问题时，要鼓励学生积极发言，充分表达自己的观点，培养学生的思维能力和语言表达能力。通过学生的课堂表现、练习完成情况以及作业反馈，及时了解学生对知识的掌握程度，针对学生的薄弱环节，调整教学策略，加强辅导和练习，确保学生能够熟练掌握热机的相关知识，提高学生运用物理知识解决实际问题的能力，提升教学效果。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
物理观念
1.知道热机是把内能转化为机械能的装置；
2.了解内燃机的构造和工作原理；
3.了解汽油机和柴油机的主要区别。
科学思维
1.根据四冲程汽油机的工作循环过程，分析能量的转化过程以及转速与做功次数的关系；
2.能根据汽油机和柴油机的工作特点，认识它们在工农业生产中的应用。
科学探究
1.通过观察汽油机模型或活动挂图，认识汽油机四个冲程工作原理；
2.能根据柴油机和汽油机的结构和工作过程的不同，学习分析比较的研究方法。
科学态度与责任
1.了解热机在生产和生活中的应用，感受科技进步在工业文明中的重要作用；
2.通过对内燃机的工作过程中尾气排放的认识，树立节能减排、防止大气污染的责任意识。
难点
重点
说一说：从火柴头燃烧到软木塞被推出试管口过程中能量是怎样转化的？
思考：火柴头燃烧，能量是怎样转化的？软木塞被冲出，说明软木塞获得了什么能？软木塞的能量是从哪里来的？
思考：
改变物体内能的途径有哪些?
内能可以怎么利用?
思考：这些机械是怎么工作的？
探究新知
热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。
燃料的
化学能
燃烧
内能
做功
机械能
热机的种类较多。燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫内燃机。
常见的内燃机有两种，以汽油为燃料的汽油机和以柴油为燃料的柴油机。
汽油机
柴油机
汽油机
1.构造
2.工作原理
　　活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
　　汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。
3.工作过程
吸气
压缩
做功
排气
点火方式：点燃式
吸气冲程
汽油和空气
吸入汽油和空气的混合物
进气门开 排气门关
活塞向下运动
压缩冲程
进气门关 排气门关
活塞向上运动
燃料混合物被压缩，气体体积减小、压强增大、温度升高、内能增加。
机械能转化为内能
做功冲程
进气门关 排气门关
压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体。
活塞向下运动
并通过连杆带动
曲轴对外做功
内能转化为机械能
排气冲程
燃烧后的废气
进气门关 排气门开
活塞向上运动
归纳小结：
吸气
压缩
做功
排气
一个循环
4个冲程
活塞往复2次
飞轮和曲轴转动2周
对外做功1次
燃料燃烧1次
　 只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
柴油机
1.构造
如图所示，柴油机的构造与汽油机相似，主要区别是柴油机汽缸的顶部有一个喷油壶，而没有火花塞。
2.工作过程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
吸气冲程
进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进气缸。
空气
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。
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。
内能转化为机械能。
排气冲程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
燃烧后的废气
归纳小结：
一个工作循环：
活塞：往复两次。
曲轴：转动两周。
完成：四个冲程。
对外做功：一次。
辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。
柴油机和汽油机的区别与联系
相同点：
都是燃料在汽缸内燃烧，都是将内能转化为机械能的装置，都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次，启动时，都是靠外力先使飞轮和曲轴转动起来。
不同点：
内燃机
项目
汽油机
柴油机
燃料
汽油
柴油
构造
工作循环
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
主要特点
主要用途
汽缸顶部是火花塞
汽缸顶部是喷油嘴
吸入汽油和空气的混合物
吸入纯净的空气
压缩程度较小
压缩程度较大
点燃式
压燃式
轻巧、效率较低
笨重、效率较高
小汽车和小型农业机
械、低速飞机等
载重汽车、
拖拉机、火车、轮船等
合作探究
把内能转化为机械能的发动机是热机。
人们如何利用内能？
热机是什么样的装置？
热机的一种——内燃机（燃料在气缸内燃烧）
任务一：知道内能的利用
汽油机——用汽油作为燃料的内燃机
汽油机的结构：气缸、火花塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、活塞、连杆和曲轴。
任务二：了解内燃机的工作过程
名称
两阀开闭
情况
活塞运动
方向
能量转化
情况
吸气冲程



压缩冲程



做功冲程



排气冲程


自主阅读教材，并试着回答问题：
①在压缩冲程中混合气体内能增大的原因是什么？
②在做功冲程中能量是如何转化的？
任务二：了解内燃机的工作过程
填写汽油机工作过程中的各部件的动作
总结
汽油机的一个工作循环包括吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程。在压缩冲程中，活塞对混合气体做功，混合气体内能增大，机械能转化为内能；在做功冲程中，高温高压的燃气对活塞做功，推动活塞向下运动，将内能转化为机械能。
汽油机的四个冲程中只有做功冲程不是依靠惯性完成的。
任务二：了解内燃机的工作过程
易错提醒
随讲随练
如图所示，为内燃机工作时的某冲程示意图，该冲程是（ ）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
任务二：了解内燃机的工作过程
B
柴油机——用柴油作为燃料的内燃机
柴油机的构造：
气缸、活塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、曲轴、连杆和喷油嘴。
任务二：了解内燃机的工作过程
种类
汽油机
柴油机


不同点


构造


燃料


吸入气体


点火方式


柴油机与汽油机在工作过程上有什么区别？完成下表：
任务二：了解内燃机的工作过程
汽油
柴油
火花塞
喷油嘴
吸入的是汽油和空气的混合气体
吸入的是空气
点燃式
压燃式
交流
一个工作循环需要有几个冲程？飞轮有什么作用？活塞往复运动几次？曲轴转动几周？对外做功几次？
一个工作循环有四个冲程，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，其他三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。
内燃机一个工作循环，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
任务二：了解内燃机的工作过程
想一想
汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面；
柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。
①根据汽油机和柴油机特点列举应用
②并阅读教材试着分析利用热机带来的环境问题
任务二：了解内燃机的工作过程
热机
内燃机
汽油机
柴油机
结构
工作原理、过程
1.内燃机可以分为_______和_________两类；其工作原理是燃料在
_____燃烧，生产高温高压的燃气，推动_____做功。
2.四冲程汽油机的一个工作循环要经历_______、______、______
和_____四个冲程，在构造上，汽油机气缸顶部有______，柴油
机气缸顶部是______。
汽油机
柴油机
气缸
活塞
吸气
压缩
做功
排气
火花塞
喷油嘴
3.四冲程内燃机的一个工作循环中，活塞往复运动___次，对外做功___次，_____冲程将内能转化为机械能，某单缸四冲程汽油机的转速为1200r/min，该汽油机每秒完成____个工作循环，做功____次。
两
一
做功
10
10
4.下图为单缸四冲程汽油机的工作示意图，在一个工作循环中，
工作过程依次是 。
乙、丁、甲、丙
5.汽车发动机的四个冲程中，使汽车获得动力的冲程是（ ）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
C
知识点1 热机
1. ［2024·新疆］下列运载工具中，不需要利用热机的是
( )
C
A. 喷气式飞机 B. 柴油拖拉机
C. 纯电动汽车 D. 长征系列火箭
【点拨】热机是利用燃料燃烧释放的热量转化成机械能的装
置，喷气式飞机、柴油拖拉机、火箭均需要用到燃料，故都
需要用热机；纯电动汽车利用的是电动机，将电能转化为机
械能，不属于热机。故选C。
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知识点2 汽油机
2. 学校科技节活动中，小明
用饮料瓶自制了火箭模型，如图所示，他在瓶
子的内侧壁安装了一个遥控电火花发生器
（按下按钮会产生电火花）。演示时从瓶口喷
内能
机械能
做功
入雾状酒精并盖上锥形纸筒，按动电火花发生器的按钮，雾
状酒精燃烧，纸筒立即飞出，此过程中燃气的______转化为纸
筒的________，纸筒飞出的过程相当于汽油机的______冲程。
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3.如图所示，图A、B、C、D是
四冲程汽油机的工作示意图，机
械能转化为内能的冲程是图___
（填字母）。图D是______冲程。
汽油机一个冲程内正确的工作顺
序为______。图E、F 是演示实验
的示意图，与图D原理相同的是
图___（填字母）所示的演示实验。
?
C
做功
BCDA
?
F
?
判断内燃机工作冲程的
方法：内燃机的四个冲程是吸气
冲程、压缩冲程、做功冲程、排
气冲程，判断冲程名称可用口诀：
“先看气阀开关情，再看活塞上下
行；开下吸气开上排，关上压缩
关下功”进行分析。
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知识点3 柴油机
4. 四冲程汽油机和柴油机的结构和工作过程都有很多相同点，
也有一定区别。下列关于汽油机和柴油机的说法正确的是
( )
C
A. 汽油机相对于柴油机更笨重
B. 柴油机和汽油机的气缸顶部都有一个火花塞
C. 柴油机和汽油机的做功冲程都是将燃料燃烧时产生的内能
转化为机械能
D. 压缩冲程中汽油机比柴油机对空气的压缩程度更高
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5. 如图所示是某种内燃机某
一冲程的示意图，据图回答问题：
（1）这种内燃机是________
（填“汽油机”或“柴油机”）。
柴油机
（2）它在吸气冲程吸入的物质是
______（填“空气”“燃料”或“空气和
燃料的混合物”）。
空气
【点拨】由题知，内燃机的气缸顶端有喷油嘴，所以该内燃
机是柴油机；在柴油机的吸气冲程中吸入的是空气。
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6. 喜欢思考的小明用塑料矿泉水瓶子
进行了如下游戏探究：瓶中留有少量水，
盖上瓶盖（如图甲），扭转瓶子
B
A. 吸气冲程和压缩冲程 B. 压缩冲程和做功冲程
C. 做功冲程和排气冲程 D. 压缩冲程和排气冲程
（如图乙），轻轻扭动瓶盖，瓶盖被瓶内的气体冲出，同时
瓶内出现白雾（如图丙）。图乙和图丙所示的过程，分别与
四冲程内燃机连续的两个冲程相似，这两个冲程是( )
【点拨】扭转瓶子（如图乙），对气体
做功，机械能转化为内能，相当于压缩
冲程;如图丙，膨胀的气体对外做功，
内能转化为机械能，相当于内燃机的做功冲程，故B符合题
意，ACD 不符合题意。
?
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7. ［2025·武汉阶段练习］图甲为注射器，在室温恒为T1 的
环境中，老师快速向下推动活塞压缩针筒内的气体后松手，
活塞即刻被向上弹起，此过程中针筒内均处于密封，针筒内
物质均处于气态，针筒内气体温度随时间变化图像如图乙，
（由于气体分子间距比较大，此实验过程不考虑分子势能的
变化），则下列说法正确的个数是 ( )
?
①活塞下压时，是通过做功改变针筒内气体的内能
②t1?t2 过程的能量转化与图丙相同
③密封气体在t2时刻的内能小于t3 时刻的内能
④活塞静止后，密封气体的温度最终保持在T2
⑤图丙存在内能转化成机械能的过程
⑥若某四冲程内燃机飞轮转动速度为3?600?r/min ，则每秒完
成涉及内能和机械能相互转化的冲程有30次
?
A. 2个 B. 3个 C. 4个 D. 5个
√
课堂小结
概念
能量转化情况
内燃机
汽油机
柴油机
构造
一个工作循环
能量转化
热机
谢谢观看！

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