14.1 热机 -2022-2023学年人教版物理九年级

第十四章 课题1《热机》教案 1.知识与技能 （1）知道热机中能量的转化 　　（2）知道四冲程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 2.过程与方法 通过分析汽油机和柴油机的构造个工作过程的异同，学习分析和比较的研究方法。 3.情感态度和价值观 了解这些内燃机在生产和生活中的应用，感受到技术进步在工业文明发展中的重要作用。 1.内燃机的构造和工作原理；汽油机和柴油机的区别和联系。 2.汽油机的工作原理。 铁架台、试管、胶塞、酒精灯、水、汽油机和柴油机模型、多媒体课件 一、导入新课 复习分子动理论有关知识、改变物体内能的两种方式，引出实验。 如图在试管中装些水，用橡胶塞塞住试管口，加热使水沸腾，观察现象（多媒体播放视频）。 问题：实验过程中能量是怎样转化的？ 教师引导学生分析并总结得出：把内能转化为机械能的机器叫热机，热机种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等，今天我们主要来研究内燃机。 二、新课学习 1． 热机：利用内能做功的机械叫热机。 热机种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭等，今天我们主要来研究内燃机。 内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。常见的内燃机分为汽油机和柴油机。 汽油机：以汽油为燃料的内燃机； 柴油机：以柴油为燃料的内燃机。 2． 汽油机 （1）单缸四冲程汽油机构造（出示模型及多媒体动画）。 介绍各部分名称及各部分的功能：进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。 冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程 （2）工作原理 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞由上向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，燃料混合物被压缩，内能增大，温度升高。在此过程中机械能转化为内能。 做功冲程：进气门和排气门都关闭，在压缩冲程末，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。在此过程中内能转化为机械能。 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。 总结：单缸四冲程汽油机一个工作循环完成四个冲程，活塞往复两次，飞轮、曲轴转动两周，对外做功一次。 练习巩固： 1.讨论课本想想议议，并回答问题。 （1）在压缩冲程中，机械能转化为内能；做功冲程中，内能转化为机械能。 （2）做功冲程使汽车获得了动力。 （3）在排气冲程中汽车排出了废气。 2.如图所示，工作中的四冲程汽油机正处于 做功 冲程，该冲程将 内 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10 次、飞轮转过 20 圈。 讨论：汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？学生回答。 教师总结：通过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，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。 3．柴油机 （1）柴油机构造（出示模型及多媒体动画）。 介绍各部分名称及各部分的功能：进气门，排气门，喷油嘴，气缸，活塞，连杆，曲轴。 柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在吸气冲程中吸入的只是空气。压缩比比汽油机更大，温度更高，压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状柴油遇到热空气燃烧，高温高压燃气推动活塞对外做功。属于压燃式内燃机。 4. 内燃机的启动 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。 5. 内燃机的应用： 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。 6.汽油机与柴油机的异同点 相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 不同点： 构造方面：柴油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴； 工作过程上：汽油机吸入的是汽油和空气的混合物，柴油机吸入的只是空气； 压缩情况不同：柴油机压缩冲程末，压缩比更大，所以压强更大，温度更高，超过了柴油的燃点； 点火方式不同：汽油机靠火花塞点火。柴油机属于压燃式； 三、课堂练习 1.内燃机的工作过程是由吸气、压缩 、 做功 、排气四个冲程组成的。 2.在内燃机工作的四个冲程中内能转化为机械能的过程存在于（B　　） A．吸气冲程 B．做功冲程 C．压缩冲程 D．排气冲程 3.如图是内燃机工作时某冲程的示意图（两气门关闭），该冲程是（C　　） A．