2.2 内燃机---2023-2024学年教科版物理九年级上学期

第2节 内燃机 教科版·九年级物理上册 情境导入 点击播放视频 　　赛车场上，一辆辆赛车发出阵阵轰鸣，闪电般地飞驰，你知道它们的动力来自哪里吗？它们工作过程中能量是如何转化的吗？ 探索新知 ◆什么是内燃机 观察： 如图所示，在透明塑料盒上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔中，打开盒盖，在盒中滴入几滴酒精，再将盒盖盖好，然后按下火花发生器的按钮，观察发生的现象。 实验现象：盒内酒精剧烈燃烧，盒盖被酒精燃烧产生的燃气推出。 酒精燃烧后产生高温高压的燃气对盒盖做功吗？ 分析论证：燃气的内能减少，转化为盒盖的机械能。 通过做功，可以将内能转化为机械能。 定义：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功的热机叫做活塞式内燃机。 种类：常见的活塞式内燃机有两种，以汽油为燃料的汽油机和以柴油为燃料的柴油机。 活塞式内燃机 汽油机 柴油机 ◆汽油机的工作工程 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 点击播放视频 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。 在实际应用中，为了增大功率和减小震动，常把四个或更多的汽缸组合在一起，它们的做功冲程是轮流进行的。如图所示的内燃机是一部汽车配备的四缸发动机，这可是汽车里构造最为精密、复杂的部件。 ◆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 点击播放视频 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 ◆飞向太空 火箭的工作原理： 火箭发动机工作时，燃料和氧化剂在燃烧室中燃烧，产生高温高压燃气，燃气通过喷管向后高速喷出，对火箭产生强大的反冲推力，从而将火箭发射出去。 点击播放视频 中国古代的火箭 人类飞行史上的先驱者——万户 我国制造的“长征”系列运载火箭 课堂小结 1.内燃机：燃料在气缸内燃烧生成高温高压的的燃气,使燃气推动活塞而做功的机器。 2.常见的内燃机：汽油机和柴油机。 3.汽油机工作原理：在汽缸内燃烧汽油，汽油的化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 4.汽油机工作过程 吸气冲程：吸入空气和汽油的混合物 进气门开 压缩冲程：机械能转化为内能 做功冲程：内能转化为机械能 排气冲程：排出废气 排气门开 5.火箭的工作原理 自我评价 1.内燃机是燃料直接在发动机________燃烧产生动力的热机。最常见的内燃机