(教参)第13章 第3节 内燃机-【提分教练】2022-2023学年九年级物理全一册同步(沪科版)

第三节　内燃机 素养 目标 1. 知道内燃机的工作原理是内能转化为机械能。(物理观念) 2. 通过模型法、对比法学习汽油机和柴油机的结构。(科学思维) 3. 通过观察模型和多媒体动态演示了解内燃机的工作过程。(科学探究) 4. 知道内燃机工作时有废气污染，树立环保意识。(科学态度与责任) 一、热机 1. 热机：把 内能 转化为 机械能 的装置。 2. 内燃机 (1)定义：燃料直接在发动机 气缸 内燃烧产生动力的热机。 (2)分类：根据燃料的种类内燃机可以分为 汽油机 和 柴油机 。 二、汽油机工作过程 3. 冲程：汽油机工作时， 活塞 在气缸内做 一次 单向运动叫做一个冲程。 4. 工作过程 冲程名称 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气阀 打开 关闭 　关闭　 　关闭　 排气阀 关闭 　关闭　 　关闭　 　打开　 活塞运动方向 向下 　向上　 　向下　 　向上　 能的转化 无 　机械能　转化为　内能　 　内能　转化为　机械能　 无 5. 工作规律：在一个工作循环中，有 4 个冲程，活塞往复运动 2 次，曲轴转动 2 周，活塞对外做功 1 次。 【填一填】 1. 汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，大多数汽车里的发动机是以汽油为燃料的内燃机。内燃机属于热机，在工作过程中把 内 能转化为 机械 能。 【判一判】 2. 内燃机的四个冲程只有做功冲程有能量转化。 (　×　) 3. 汽油机和柴油机的点火方式一样。 (　×　) 4. 汽油机和柴油机吸入气缸的物质是一样的。 (　×　) 5. 汽油机和柴油机的飞轮没有什么作用。 (　×　) 6. 柴油机常用在家用小汽车中，汽油机常用在重型机械中。 (　×　) 　　汽油机 如图所示为汽油机工作时的四个冲程，请仔细观察并回答下列问题。 请指出汽油机四个冲程中的进气阀和排气阀的开启或关闭状态。 答案：(1)吸气冲程：进气阀开启，排气阀关闭。 (2)压缩冲程：进气阀关闭，排气阀关闭。 (3)做功冲程：进气阀关闭，排气阀关闭。 (4)排气冲程：进气阀关闭，排气阀开启。 吸气冲程中吸入气缸的是什么？为什么会进入气缸？ 答案：吸气冲程中吸入气缸的是空气和汽油的混合气体。当活塞向下运动时，气缸内气体的体积变大，压强变小，大气压将混合燃料压进气缸。 压缩冲程中混合气体的温度如何变化？为什么会变化？ 答案：压缩冲程中混合气体的温度升高。因为压缩冲程中活塞在飞轮带动下，从气缸下部向上运动，缸内混合气体被压缩，机械能转化为内能，因此，混合气体的内能增加、温度升高，压强变大。 汽油机是利用什么方式点燃的？ 答案：汽油机是在压缩冲程结束后做功冲程开始时，气缸顶部的火花塞发出电火花，缸内气体爆发性燃烧，进行点燃式点火。 做功冲程中高温气体怎样对活塞做功？ 答案：做功冲程中气缸内的混合气体爆发性燃烧，产生高温、高压气体，推动活塞向下运动。高温气体的内能转化为活塞的机械能。 下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况。关于对图中①②③④的补充正确的是(　C　) A. ①做功冲程②内能转化为机械能③压缩冲程④机械能转化为内能 B. ①压缩冲程②内能转化为机械能③做功冲程④机械能转化为内能 C. ①压缩冲程②机械能转化为内能③做功冲程④内能转化为机械能 D. ①做功冲程②机械能转化为内能③压缩冲程④内能转化为机械能 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 工作过程 进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物从进气门吸入气缸 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高 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。高温高压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 飞轮由于惯性继续转动使活塞上升，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，将燃烧后的废气排出气缸 能量的转化 无 机械能→内能 内能→机械能 无 曲轴的运动 半周 半周 半周 半周 说明 ①四个冲程中发生能量转化的有两个冲程：压缩冲程和做功冲程，但内能转化为机械能提供动力的冲程只有做功冲程，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成的。在开始运转时，要靠外力先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，汽油机才能自己工作 ②在汽油机的一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴和飞轮转2圈，做功1次。 解析：汽油机的四个冲程依次是吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程，所以①是压缩冲程，把机械能转化为内能，也就是压缩活塞对气体做功使其内能增加，温度升高，③是做功冲程，把内能转化为机械能。 1. 如图所示，工作中的四冲程汽油机正处