第十四章 第1节 热机（作业课件）-【原创新课堂】2023-2024学年九年级物理上册（人教版 广东专用）

第1节　热机 物理 九年级全册 人教版 原创新课堂 机械能 内能 机械能 汽油 柴油 吸气 压缩 做功 排气 2 2 1 火花塞 喷油嘴 汽油和空气的混合物 空气 点燃式 压燃式 C、F、G C B D D 柴油机 压缩 着火 内能 C 压缩 3000 B B D D 内能转化为机械能 做功 压缩 5 20 A 1.2×105 600 0.5 pS Sl pSl 1.2×106 1．热机：把内能转化为__________的机器叫热机，其工作原理是将化学能转化为________，再转化为__________。 2．热机的种类：最常见的是内燃机。根据使用的燃料的不同，内燃机可以分为________机和________机等。 3．汽油机和柴油机的一个工作过程：包括________冲程、________冲程、________冲程、________冲程。在一个工作循环中，活塞往复运动______次，飞轮转动______周，对外做功______次。 4．汽油机与柴油机的比较：汽油机汽缸顶部是__________，柴油机的汽缸顶部是__________；汽油机吸气冲程吸入的是_____________________，柴油机吸气冲程吸入的是________；汽油机的点火方式是__________，柴油机的点火方式是__________。 eq \o(\s\up7(),\s\do5(　知识点一)) 　热机及工作原理 【例1】下列各种工具的工作过程中没有使用热机的是______________。 A.汽轮机 B.喷气式飞机 C.电动自行车 D.载重汽车 E.摩托车 F.“复兴号”动车组列车(或电力机车) G.太阳能汽车 【变式训练1】下列关于热机的说法不正确的是( ) A.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化为机械能 B.为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容较大的特性 C.热机就是内燃机 D.内燃机属于热机 【方法点拨】热机都是利用燃料燃烧释放的内能做功，将内能转化成机械能的装置。 eq \o(\s\up7(),\s\do5(　知识点二)) 　汽油机 【例2】下列有关汽油机的说法正确的是( ) A.压缩冲程时活塞向下运动 B.做功冲程时把内能转化为机械能 C.做功冲程靠飞轮的惯性完成 D.内燃机一个工作循环活塞往复运动一次，对外做功一次 【变式训练2】如图为汽油机工作循环中的某个冲程，关于此冲程的说法正确的是( ) A.进气门打开，排气门关闭 B.喷油嘴喷出雾状汽油 C.靠飞轮的惯性完成 D.内能转化为机械能 【方法点拨】(1)识别内燃机冲程的方法：一是看进气门和排气门的开闭情况；二是看活塞的运动方向。(2)四冲程内燃机一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴(或飞轮)转两圈，对外做功一次。(3)内燃机的四个冲程中，只有做功冲程不是靠飞轮的惯性来完成的。 eq \o(\s\up7(),\s\do5(　知识点三)) 　柴油机 　【例3】关于四冲程汽油机和柴油机，下列说法正确的是( ) A.在吸气冲程中，吸入汽缸的都是空气 B.在压缩冲程末，汽油机汽缸内气体温度比柴油机高 C.在做功冲程初，都是火花塞点火 D.在排气冲程中，都依靠飞轮的惯性完成 【变式训练3】如图所示是__________(选填“汽油机”或“柴油机”)的构造示意图，此时为________冲程。柴油机在此冲程结束时，汽缸内空气温度超过了柴油的________点，此时喷油嘴喷出的雾状柴油便立刻燃烧起来，然后通过做功冲程把高温高压气体的________转化为机械能。 【方法点拨】汽油机和柴油机的主要区别是吸气冲程吸入的物质不同、压缩冲程压缩的程度不同、做功冲程点火的方式不同。 eq \o(\s\up7(),\s\do5(　易错点)) 　四冲程内燃机的做功次数与飞轮转速之间的关系 【例4】某四冲程内燃机的飞轮转速为3600 r/min，则在每秒内( ) A.曲轴转120转 B.对外做功60次 C.完成120个冲程 D.完成60个工作循环 【变式训练4】如图所示是某单缸四冲程汽油机的__________冲程；若该汽油机每秒钟对外做功25次，那么该汽油机飞轮的转速为__________revs/min。 【易错警示】四冲程内燃机一个工作循环包括四个冲程，飞轮(或曲轴)转两周，对外做功一次。 夯实基础 1．下列关于内燃机的说法正确的是( ) A.内燃机是利用电能做功的机械 B．内燃机在做功冲程中把内能转化为机械能 C.内燃机在压缩冲程中把内能转化为机械能 D．内燃机只有汽油机和柴油机 2．四冲程柴油机在工作过程中，将机械能转化为内能的冲程是( ) A.吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 3．单缸四冲程内燃机工作时，依靠飞轮的惯性来完成的冲程有( ) A.吸气、做功和排气冲程 B．吸气、压缩和做功冲程 C.压缩、做功和排气冲程 D．吸气、压缩和排气冲程 4．(2022·越秀区模拟)如图所示，在塑料瓶内装入少量的液态乙醚，待乙醚充满整个塑料瓶后，启动电子打火器，活塞瞬间飞出，下列说法正确的是( ) A.活塞飞出是机械能转化为内能 B.此过程相当于热机的压缩冲程 C.乙醚气体分子离开塑料瓶后，其分子间距变小 D.启动电子打火器后，塑料瓶内气体温度升高，气体分子平均动能增大 (2022·曲江区期中)如图为“走马灯”，点燃底部蜡烛，热空气上升驱动扇叶转动，观众惊奇地看到纸片小人的影子动了起来。热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式为______________________，这与四冲程汽油机的________冲程相同。 6．某四冲程汽油机飞轮的转速是600 r/min，则在每秒内，汽油机对外做功______次，完成________个冲程。其中，机械能转化为内能的是________冲程。 能力提升 7．当手扶拖拉机的柴油机出现故障而转速急剧增加时(飞车)，正常操作已经不能使它停转，下列的应急措施中，可行的是( ) A.用棉布捂住进气孔 B．立即找一个隔热的东西，捂住排气口 C.脚踏刹车板，同时手拉制动器 D．立即关闭油门 8．如图1所示为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各汽缸的做功过程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。 (1)该四缸发动机的主要技术指标如图2所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长)，转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。 ①该发动机在1 s内做功______________J，单缸排量V＝________L； ②在每个做功冲程里，发动机做功W＝________J。 (2)如图3所示为发动机在做功冲程中的活塞运动示意图。下面给出了公式W＝pV的证明，请将推导过程补充完整(要求各表达式均用S、l或p表示)：设活塞的面积为S，冲程长为l，燃气对活塞的平均压强为p，则燃气对活塞的平均压力F＝________，燃气对活塞所做的功W＝________，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V＝________，故W＝pV。 (3)在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为W＝pV，式中p表示燃气对活塞的平均压强，则p＝__________________Pa。(1 L＝10－3 m3) $$