2.1热 机(课件)2025-2026学年教科版九年级物理上册

第1节 热 机 第2章 改变世界的热机 逐点 导讲练 课堂小结 作业提升 学习目标 课时讲解 1 课时流程 2 利用内能做功 内燃机 汽油机的工作过程 知识点 利用内能做功 知1－讲 感悟新知 1 1. 热机 通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。 2. 观察——热机的原理 如图1 所示，在锥形瓶内装些水，用带小 孔的胶塞塞住瓶口，在小孔上方放一个用 纸做成的小叶轮。加热锥形瓶使水沸腾， 观察发生的现象。 知1－讲 感悟新知 (1)现象一：小叶轮转动。原因： 锥形瓶内的水沸腾，水蒸气向外膨胀，推动小叶轮转动。 (2)现象二：锥形瓶口出现“白雾”。原因：水蒸气膨胀对外做功，内能减少，温度降低，其中的水蒸气液化形成“白雾”。 总结：本实验虽然简单，但展示了热机的基本原理。 知1－讲 感悟新知 3. 热机中的能量转化： 4. 热机的类型及常见热机 知1－讲 感悟新知 实验详解 1.实验中的能量转化过程： (1)燃料燃烧：化学能转化为内能； (2)叶轮转动：内能转化为叶轮的机械能。 2.实验中的能量转移和转化过程：燃料→锥形瓶→锥形瓶内的水和水蒸气→叶轮。 3.物态变化：汽化和液化。 知1－讲 感悟新知 知识链接 内能的两种应用： ◆利用内能加热：其实质是能量的转移过程。 ◆利用内能做功：其实质是能量的转化过程。 感悟新知 知1－练 [中考·聊城] 如图2 所示，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是( ) A. 试管口出现的“白雾”是气体 B. 水蒸气对外做功，内能增加 C. 水蒸气的温度升高 D. 这个实验基本展示了热机的工作原理 例 1 8 感悟新知 知1－练 答案：D 解析：水蒸气推动橡胶塞做功，将内能转化为机械能 (热机的工作原理)，水蒸气内能减少，温度降低，液化形成小水珠，即“白雾”。 9 感悟新知 知1－练 拓展延伸 蒸汽机的工作过程:燃料燃烧，在蒸汽锅炉中水沸腾形成蒸汽，通过管道被送入汽缸，受滑块阀门控制交替进入汽缸的左侧和右侧，推动活塞运动。 10 知识点 内燃机 知2－讲 感悟新知 2 1. 活塞式内燃机 燃料在汽缸内燃烧，产生的高温高压的燃气直接推动活塞做功，因此叫作活塞式内燃机。 知2－讲 感悟新知 2. 活塞式内燃机的工作原理 汽油、柴油等燃料与空气混合，如果遇到火花或遇到高温达到着火点，就会发生燃烧。在活塞式内燃机里，这样的燃烧是在汽缸内进行的。汽缸内的每次燃烧，都会生成高温高压的燃气，推动活塞做功，而活塞通过连杆、曲轴与飞轮相连，从而使活塞的移动带动飞轮转动。 知2－讲 感悟新知 3. 活塞式内燃机的种类 常见的活塞式内燃机有汽油机和柴油机两种，以汽油为燃料的是汽油机，以柴油为燃料的是柴油机。 4. 汽油机的构造 进气门、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等(如图3 所示)。 知2－讲 感悟新知 知识拓展 内燃机的类型很多，按照以下的基本特征可将内燃机分为各种类型： (1)按照结构特点可分为：筒形活塞式内燃机、十字头活塞式内燃机。 (2)按照汽缸数可分为：单缸机、多缸机。 (3)按照所使用的燃料可分为：汽油机、柴油机和煤气机等。 (4)按照点火方式可分为：点燃式内燃机、压燃式内燃机。 (5)按照用途可分为：固定式内燃机、移动式内燃机。 感悟新知 知2－练 内燃机的特点：燃料在______内燃烧，生成________的燃气，燃气推动活塞______ ，将______能转化为______能。 例2 解析：内燃机属于热机的一种，内燃机的特点是燃料在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，燃气推动活塞做功，将内能转化为机械能。 汽缸 高温高压 做功 内 机械 知识点 汽油机的工作过程 知3－讲 感悟新知 3 1. 汽油机的工作过程 (工作示意图见图4) 多数汽油机是由吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程不断循 环来保证连 续工作的。 知3－讲 感悟新知 冲程名称 进气门 排气门 活塞的运动 能的转化 吸气冲程 开 闭 向下 压缩冲程 闭 闭 向上 机械能转化为内能 做功冲程 闭 闭 向下 化学能转化为内能，内能转化为机械能 排气冲程 闭 开 向上 知3－讲 感悟新知 知识链接 冲程：活塞在往复运动中从汽缸一端运动到另一端叫作一个冲程。 知3－讲 感悟新知 2. 要点提示 (1)四冲程汽油机的一个工作循环中，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，把内能转化成机械能，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮转动的动能来完成。 知3－讲 感悟新知 (2)识别汽油机工作所处的冲程，主要是区分吸气冲程与排气冲程，压缩冲程与做功冲程。区分时通常采用对比法。如图4 所示。 知3－讲 感悟新知 方法详解 对比法识别冲程： ◆区分吸气冲程与排气冲程，可以不看活塞的运动情况，只需看打开了哪个气门。 ◆识别做功冲程与压缩冲程，在确定两个气门都关闭的前提下，只需看活塞的运动方向。活塞向上运动为压缩冲程，活塞向下运动为做功冲程。 ◆做功冲程的最明显标志是火花塞点火。 感悟新知 知3－练 如图5 是四冲程汽油机其中一个冲程的工作示意图，它表示的是( ) A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 例 3 22 感悟新知 知3－练 解析：根据气门开、闭情况和活塞运动方向进行判断。图中进气门、排气门都关闭，活塞向下运动，火花塞产生电火花，是做功冲程。 答案：C 23 感悟新知 知3－练 方法技巧 冲程类型的判断方法： 一看气门，二看活塞。 门开活塞下，是吸气； 门关活塞上，是压缩； 门关活塞下，是做功； 门开活塞上，是排气。 24 热 机 工作过程 种类 热机 工作原理 汽油机 蒸汽机 结构 工作过程 $$