资源简介

(共40张PPT)
第1节
热机
人教版·
物理·
九年级（上）
第十四章
内能的利用
1.了解热机的工作原理。了解四冲程汽油机、柴油机的基本工作过程。
2.通过分析汽油机和柴油机的构造及工作过程的异同，学习分析和比较等研究方法。
学习目标
18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经超过了声速。汽车是如何获得机械能的呢？
第一辆汽车
最快的汽车
导入新知
该实验中，燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能。
蒸汽机原理
探究新知
新知一
热机
点击图片播放
探究实验
能量之间的转化
合作探究
人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械——热机。
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气发动机
热机的种类
蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！
蒸汽轮机
蒸汽纺纱机
蒸汽火车
蒸汽轮船
热蒸汽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。
内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。
一种内燃机的剖面图
内燃机分为汽油机和柴油机两大类。
使用汽油作为燃料的叫汽油机。
使用柴油作为燃料的叫柴油机。
汽油机的构造
新知二
汽油机
汽油机由汽缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。
汽油机工作时，活塞在汽缸内做往复运动，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。
汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
点击播放：了解汽油机的结构和工作过程
汽油机的结构与工作过程
汽油机在四个冲程中的工作过程
进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气混合物进入汽缸。
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。
汽油机在四个冲程中的工作过程
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
【想想议议】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？
做功冲程使汽车获得动力，其他三个冲程依靠飞轮的惯性。
3．哪个冲程排出了汽车的尾气？
压缩冲程
做功冲程
机械能转化为内能
内能转化为机械能
排气冲程
例1
下列表示四冲程汽油机处于压缩冲程的是（　
）
A
B
C
D
A
巩固新知
喷油嘴
新知三
柴油机
柴油机的构造
合作探究
柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。
吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。
点击播放：了解柴油机的结构和工作过程
柴油机的结构与工作过程
点击播放：了解汽油机、柴油机的结构和工作过程的异同点
汽油机与柴油机的结构与工作过程的异同点
汽油机和柴油机的优缺点
柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。
汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用。
【思考】老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？现代汽车里的“马达”（起动机）起什么作用？
答：老式摩托在启动时，需踏动启动杆，带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程，然后发动机（汽油机）才能开始正常工作。
同样，小汽车启动时，转动钥匙，电动机开始带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程，从而启动发动机。
内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。
例2
常规潜艇以四冲程柴油内燃机为动力，工作时包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中机械能转化为内能的是
冲程。
压缩
巩固新知
1．热机是将燃料燃烧的____能转化为____能再转化为____能的机器。热机的种类很多，例如_______、________、________和______________等。
2．内燃机：燃料直接在发动机的_________燃烧产生动力热机，常见的内燃机有___________、_________。
化学
内
机械
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气发动机
汽缸内
汽油机
柴油机
课堂练习
3．汽油机构造有进气门、排气门、________、活塞、汽缸、连杆和曲轴；汽油机有四个冲程；吸气冲程、____冲程__
__冲程和排气冲程；压缩冲程是把____能转化为____能，做功冲程是把____能转化为____能。在一个工作循环中，活塞往复运动____次，飞轮带动曲轴转动____周，做功____次。
火花塞
压缩
做功
机械
内
内
机械
两
两
一
4．柴油机构造和汽油机相似，工作过程相同，所不同的是柴油机汽缸顶部有________，汽油机汽缸顶部有火花塞，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式。汽油机吸入汽缸的物质是____________，柴油机吸入汽缸的物质是____。
喷油嘴
汽油和空气
空气
热机是利用内能做功的机器
内燃机分为汽油机和柴油机两大类
汽油机和柴油机的异同
四冲程热机
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
一个工作循环，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次
归纳新知
1．(湘潭中考)下列所示的工具工作过程中使用热机的是(
)
A．自行车　
　B．柴油车　　　　C．脚踏船　　　　
D．皮筏艇
B
课后练习
2．热机工作时能量的转化过程是(
)
A．内能→化学能→机械能
B．化学能→内能→机械能
C．化学能→机械能→内能
D．内能→机械能→化学能
B
3．(滨州中考)如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是(
)
A.压缩冲程，将化学能转化成内能
B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能
D．做功冲程，将机械能转化成内能
C
4．关于汽油机和柴油机，下列说法正确的是(
)
A．汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞
B．柴油机吸入的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气
C．汽油机在做功冲程中，进气门关闭，排气门打开
D．汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能
D
5．(教材P17图)如图所示，在试管内装一些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间后观察现象，下列说法正确的是(
)
A．活塞冲出管口时，试管口出现的白气是水蒸气
B．该实验中能量转化情况与汽油机的压缩冲程相同
C．活塞冲出后，试管内水蒸气内能降低　　
D．酒精燃烧时将内能转化为化学能
C
6．(成都期中)如图所示依次为四冲程内燃机工作示意图，这四个冲程中活塞和曲轴的位置，进气门和排气门的开闭情况有错误的是(
)
　A　　
　　B　　　　　C　　　　　D
A．吸气
B．压缩
C．做功
D．排气
B
7．(易错题)如图所示为四冲程汽油机某个冲程示意图，
关于这个冲程的说法错误的是(
)
A．图中A位置的物质温度越来越高
B．该冲程将机械能转化为内能
C．B位置的装置为喷油嘴
D．该冲程是靠飞轮的惯性完成的
C
8．柴油机上安装了一个笨重的飞轮是为了(
)
A．提高热机效率
B．节省燃料
C．可以做更多的功
D．利用飞轮惯性完成吸气、压缩和排气三个辅助冲程
D
9．一台四冲程内燃机的飞轮转速为1
800
r/min，则下列说法正确的是(
)
A．1
min飞轮转3
600圈，完成1
800个冲程
B．1
min完成900个冲程，做功450次
C．1
s飞轮转30圈，完成60个冲程
D．1
s完成30个冲程，做功15次
C
10．世界上很多发明都是受到生活现象的启发而蒙生的创意，比如：
蒸汽机和汽油机，它们工作时，能的转化过程是___________________。
如图甲、乙所示中____是汽油机的工作原理图。
内能转化为机械能
乙
11．(镇江中考改)如图所示为________(填“汽油机”或“柴油机”)某冲程示意图，此时它正处于____冲程，此冲程将____能转化为____能，接下来它将处于____冲程。若该内燃机飞轮转速为2
000
r/min，每次做功冲程对外做功为3
000
J，则该内燃机的功率为____kW。
汽油机
压缩
机械
内
做功
50
12.(核心素养题)如图所示为四缸发动机的工作原理图。内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气冲程。
排量
2.0
L
输出功率
120
kW
转速
6
000
r/min
(1)发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将____能转化为____能。
(2)有一台四缸发动机，其主要技术指标如表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长)。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。
①该发动机在1
s内做功__________J，单缸排量V＝____L。
②在每个做功冲程里，发动机做功W＝____J。　
(3)在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W＝pV，式中p表示燃气对活塞的压强，则p＝__________Pa。(1
L＝10－3
m3)
内
机械
1.2×105
0.5
600
1.2×106
再
见

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