第十四章 内能的利用 第1节 热机- 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

第1节 热机 第十四章 内能的利用 导入新课 让我们思考下，以上的机械动力是从哪里来呢？ 导入新课 再让我们来想一下，汽车、火车、飞机、轮船，这是我们现今应用最广泛地交通工具，那么，它们的机械能从哪来呢？ 1.通过学习，知道热机的概念；初步了解热机的工作原理。 2.通过学习，了解汽油机、柴油机的构造和工作过程。 3.学会对比分析记忆的学习方法。 学习目标 讲授新知 一、热机 我们通过实验来探究下能量之间的转化，如图所示，在试管中装些水，用橡胶塞塞住管口，加热使水沸腾，观察现象。 讲授新知 1.探究能量之间的转化 发现木塞会被弹出，试管口处有“白雾”出现。 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。 讲授新知 1.探究能量之间的转化 以上实验其实就是蒸汽机的工作原理。 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，这就是热机。 讲授新知 2.热机 所以说热机就是把内能转化为机械能的机器。比如蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机等。 热机给我们现代人的生活带来了极大的便利。 讲授新知 2.热机 蒸汽机带来一场革命！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。 讲授新知 2.热机 有燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫作内燃机。 讲授新知 3.内燃机 而内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。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。 11 讲授新知 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。 讲授新知 1.汽油机的构造 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。 讲授新知 2.汽油机的工作原理 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。 吸气冲程：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。 讲授新知 2.汽油机的工作原理 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。 做功冲程：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。 讲授新知 2.汽油机的工作原理 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。 压缩冲程时，机械能转化为内能；做功冲程时，内能转化为机械能。 讲授新知 2.汽油机的工作原理 汽油机工作的四个冲程中，只有做功冲程燃气对外做功，其他三个冲程都是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成，必须靠外力来启动。 排气冲程排出汽车的尾气。 汽油机一个工作循环包括4个冲程，活塞往复2次，曲轴转动2圈，与曲轴相连的飞轮也转2圈，做功1次，有2次能量转化。 讲授新知 三、柴油机 柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 讲授新知 1.柴油机的构造 柴油机工作时也是四个冲程。 讲授新知 2.柴油机的工作原理 讲授新知 2.柴油机的工作原理 吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，空气进入汽缸。 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，压强增大，温度升高。 讲授新知 2.柴油机的工作原理 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，对外做功。 排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。 讲授新知 3.柴油机与汽油机的对比 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。 柴油机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。 讲授新知 3.柴油机与汽油机的对比 汽油机与柴油机的异同总结如下。 讲授新知 3.柴油机与汽油机的对比 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。 讲授新知 3.柴油机与汽油机的对比 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。 知识总结 学以致用 1.单缸四冲程内燃机完成40个冲程,关于做功和飞轮转动的情况,下列说法正确的是( ) A.做功10次,飞轮转40周 B.做功40次,飞轮转20周 C.做功10次,飞轮转20周 D.做功20次,飞轮转10周 答案：C。 学以致用 2.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ） A.汽油机汽缸顶