14.1 热机 -2023-2024学年初中物理人教版九年级上学期

14.1 热机 第十四章 第1节 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 世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球，但它只是一个玩具。 瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。 其实，瓦特观察水壶中的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。 导入新课 热蒸汽为人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。那动力是怎么来的呢？ 蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！ 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。 它们的动力又是从怎么的呢？ 导入新课 1.探究能量之间的转化 演示：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。 一、热机 讲授新知 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。 以上其实就是蒸汽机的工作原理。 1.探究能量之间的转化 一、热机 讲授新知 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。热机就是把内能转化为机械能的机器，热机种类很多，比如汽轮机、内燃机、喷气发动机等。 2.热机 一、热机 讲授新知 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。 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。 一、热机 讲授新知 汽油机由汽缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。 1.汽油机的构造 二、汽油机 讲授新知 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。 2.汽油机的工作原理 多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作。 二、汽油机 讲授新知 （1）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。 3. 四冲程汽油机工作过程 二、汽油机 讲授新知 （2）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。 二、汽油机 讲授新知 3. 四冲程汽油机工作过程 （3）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。 二、汽油机 讲授新知 3. 四冲程汽油机工作过程 （4）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。 二、汽油机 讲授新知 3. 四冲程汽油机工作过程 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。 1.柴油机的构造 三、柴油机 讲授新知 柴油机工作时也是四个冲程：吸气、压缩、做功、排气 2.柴油机的工作原理 三、柴油机 讲授新知 3.柴油机的工作过程 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。 三、柴油机 讲授新知 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。 三、柴油机 讲授新知 3.柴油机的工作过程 19 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。 柴油机与汽油机的对比 讲授新知 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。 柴油机与汽油机的应用范围 讲授新知 由于柴油机工作的过程中压强较大，要求各有关零件具有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重，主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上，有的地方还用它带动发电机发电。 柴油机与汽油机的应用范围 讲授新知 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 C 学以致用 2.（多选）根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ） A.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴 B.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合 C