14.2 热机 2025-2026学年物理人教版（2024）九年级全一册

人教版（2024）九年级全一册物理上册 第十四章 内能的利用 14.2 热机 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，但它只不过是一个玩具而已。 　　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。 瓦特 视频：蒸汽机的运行原理 观察与思考 汽油机的构造及原理 导入新课 我们出行时使用的交通工具：汽车、火车、轮船、飞机……为什么能在交通运输方面大展神威呢？ 学有鸿鹄志 展翅任翱翔 5 火箭 火箭是利用反冲力推进的飞行装置。用以发射人造卫星、人造行星、宇宙飞船等，也可装上弹头制成导弹。在一般用语中，火箭也作为火箭发动机的简称。 热机 想想议议 1. 在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？ 在压缩冲程中，是机械能转化为内能，做功冲程中，是内能转化为机械能。 在汽油机的一个工作循环中，在做功冲程中，是燃料燃烧产生的内能转化为机械能，使汽车获得动力。 3. 哪个冲程排出了气缸的废气？ 2. 哪个冲程使汽车获得动力？ 在排气冲程中，进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，将废气排出汽缸。 探究新知 1. ［2024临沂］2024年4月20日，我国研制的全球首款本体 热效率达 的柴油机正式亮相世界内燃机大会，刷新了柴油机热 效率的世界纪录。下图所示内燃机的四个冲程，气缸内气体的内能最小 的是( ) D A. B. C. D. 8 汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 该工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动2周，对外做功1次。 只有做功冲程燃气推动活塞做功，其他三个冲程靠飞轮转动的动能来完成。 【归纳总结】 探究新知 合作探究 探究点1 热机 演示：观察现象，讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。 点击图片 播放视频 橡胶塞冲出去，试管口出现“白雾” 燃料的化学能 燃烧 水的内能 做功 塞子的机械能 实验现象： 能量转化： 内燃机 ①内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。 ②种类： 柴油机 汽油机 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 1．构造 由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。 一、汽油机 工作过程 点燃式汽油机 吸入气体: 。 吸气冲程: 汽油和空气的燃料混合物 阀门：进气阀 ； 排气阀 。 打开 关闭 观察思考 机械 内 做功冲程 能量转化： 能 能 观察思考 点燃式 进气门 ，排气门 ，火花塞产生 ，使汽缸内气体猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向 运动，从而带动曲轴转动，对外 。 关闭 关闭 电火花 下 做功 如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把胶塞冲开。 压缩冲程 阀门：进气阀 ； 排气阀 。 关闭 关闭 能量转化： 能 能 机械 内 活塞向 运动，对燃料混合物做功，燃料 增大，温度 。 观察思考 内能 升高 上 交流讨论： 这个实验虽然简单，却展示了蒸汽机的工作原理，同学们交流讨论此实验中能量的转化过程，以此来分析出蒸汽机的工作过程。 2.［2024 常州］在汽油机的工作循环中，将内能转化为机械能，对外 提供动力的冲程是( ) C A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 20 通过压缩空气直接点燃柴油，生成高温高压的燃气，推动活塞做功。 1.工作原理 2.柴油机的构造 与汽油机大致相同，不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 柴油机 排气门 喷油嘴 进气门 活塞 连杆 汽缸 曲轴 探究新知 （1）定义： 利用内能做功的机械。 （2）工作时的能量转化 燃料的化学能 燃烧 内能 做功 机械能 （3）种类： 蒸汽机 汽轮机 喷气发动机 火箭发动机 知识点： 探究点2 汽油机 四冲程汽油机的剖面图 1. 构造 进气门 气缸 火花塞 排气门 活塞 连杆 曲轴 2. 工作原理 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。 3.柴油机的工作过程 柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 吸气冲程 吸进气缸的 只有空气 压缩冲程 活塞把空气的体积压缩得很小，空气温度升高，在压缩冲程结束时，温度超过柴油燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来。 压缩冲程 燃烧放出的热使得气体的温度急剧升高 、压强急剧增大 ，从而推动活塞对外做功。 柴油机的工作过程 探究新知 归纳总结： (1)汽油机的构造：气缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴、火花塞等。 (2)活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。 知识点3 柴油机 8.学习了汽油机和柴油机后，小华同学通过比较，分析出汽油机和柴油 机在构造和工作过程中的部分异同点，其中错误的是( ) A A.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是柴油和空气的混合物 B.在构造上，汽油机采用的是火花塞，柴油机采用的是喷油嘴 C.汽油机的点火方式是点燃式，柴油机的点火方式是压燃式 D.汽油机和柴油机都是将内能转化为机械能的机械 26 若让一台正在正常开动的柴油机停止转动，一般应对它进行的操作是（　　） A.断开它的电路，停止给它供电 B.关停它的油路，停止给它供油 C.以上两种方法都可以 D.以上两种方法都不行 解：在压缩冲程末尾，喷油嘴会喷出雾状柴油，柴油燃烧，然后内能转化为机械能，对外做功，要想让一台正在正常开动的柴油机停止转动，需要停止供油即可，断开它的电路，停止给它供电，柴油机也可以工作，不能停止转动，故ACD错误，B正确。 故选：B。 柴油机 B 探究新知 项目 汽油机 柴油机 燃料 构造 吸气冲程 点火方式 效 率 主要应用 汽油 汽缸顶部有火花塞 吸入汽油和空气的混合物 点燃式点火 26%-40% 小汽车、低速飞机等 柴油 汽缸顶部有喷油嘴 只吸入空气 压燃式点火 34%-45% 载重汽车、火车等 汽油机和柴油机的区别 探究新知 课堂小结 热机 原理 内燃机 内能转化为机械能 工作循环 汽油机 柴油机 火花塞 点燃式 吸入空气和汽油混合物 喷油嘴 压燃式 只吸入空气 四个冲程 吸气、压缩、做功、排气 1.［2024湖南湘西期末］请参照图甲中的吸气冲程示意图，在图乙中画出 压缩冲程示意图，要求画出活塞、连杆、曲轴的位置及阀门的开闭情况。 [答案] 30 2.若让一台正在正常工作的柴油机停止转动，应对它进行的操作是 ( ) B A.断开它的电路，停止给它供电 B.关停它的油路，停止给它供油 C.以上两种方法都可以 D.以上两种方法都不行 31 3.［2024南京秦淮区期中］如图所示为一台单缸汽油机工作时四个冲 程的示意图： （1）一个工作循环的四个冲程按顺序依次是：B、__________ （对图号重新排序）。 A、D、C 32 该汽油机主要技术指标如下表所示，则它工作时每 分钟做功_______次，做功的功率为_____ 。 排量 做功冲程推动活塞一次做功 转速 3 000 120 33 Lavf59.6.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf57.62.100 EVCapture4.0.2软件录制 Lavf56.38.102 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制，www.ieway.cn Lavf57.62.100 $$