2.1 热机 2025-2026学年教科版物理九年级上学期

2.1 热机 一、预习反馈 1.知道热机的概念； 2.初步了解热机的工作原理。 3.能描述汽油机四冲程的名称、工作特点及能量转化。 二、学习目标 三、新课导入 热机 讨论： 这个过程中有哪些能它们是如何的转化的？ 四、新课学习 在烧瓶内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个小叶轮。 加热烧瓶使水沸腾，细心观察，会发生什么现象? 燃料的化学能 水的内能 塞子的机械能 燃烧 做功 （1）热机原理：能量的转化 化学能 内能 机械能 燃料燃烧的化学能转化内能，传递给水，水沸腾变成水蒸气，水蒸气推动叶轮转动，说明内能转化成了叶轮的机械能。 探究新知一　利用内能来做功 （2）热机概念： 利用内能做功的机械 （3）分类： 喷气发动机 汽轮机 内燃机 蒸汽机 中国北斗火箭发动机 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 探究新知一　利用内能来做功 练一练 1.下面几个例子中，利用内能来做功的是（　　） A．用锤敲石头，石头和锤都要发热 B．火箭在“熊熊烈火”的喷射中冲天而起 C．冬天，人站在阳光下感到暖和 D．给烧杯加热，使杯内水的温度升高 2.如图所示，用酒精灯对试管加热。水被加热一段时间后，木塞受到试管内水蒸气的压力而冲出去。下列说法正确的是（　　） A．用酒精灯加热试管，是通过做功的方式改变水的内能 B．木塞冲出去的过程，相当于四冲程汽油机的压缩冲程 C．木塞冲出去的过程中，木塞的机械能是由水蒸气的内能转化的 D．木塞冲出去后，试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 C B ①蒸汽机的发展历程 蒸汽机是最早的热机，它的发明给人类发展带来了巨大的飞跃。 1769年，瓦特改进、完善了蒸汽机 探究新知一　利用内能来做功 ②蒸汽机的工作原理 下图是蒸汽机的原理图，汽缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制。请思考蒸汽是如何进入汽缸，推动活塞运动，带动轮子转动的。 滑块阀门移到右端时，蒸汽从左面进入汽缸，推动活塞向右运动，汽缸内的废气从排气管排出。 探究新知一　利用内能来做功 探究新知一　利用内能来做功 内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的机械 优点： 体积小 重量轻 启动快 效率高 蒸汽机的锅炉与汽缸分离，是“外燃机” 缺点： 体积庞大 车身笨重 热损失大 效率很低 探究新知二　内燃机 将电子式火花发生器的放电针插进注射七注射孔中，注射器筒内滴入几滴酒精，再堵好活塞，然后按下火花发生器的按钮，观察发生的现象。 酒精燃烧的化学能转化内能，推动活塞将活塞弹出，即内能转化为活塞的机械能。 内能转化为机械能 1.活塞式内燃机（应用最广的内燃机） 探究新知二　内燃机 ①定义：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功的装置。 汽油机 柴油机 内燃机剖面 探究新知三　汽油机的工作过程 1.工作原理 利用汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气（化学能转化为内能），燃气推动活塞做功（内能转化为机械能）。 2.汽油机的构造 由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。 3.汽油机的工作过程 探究新知三　汽油机的工作过程 冲程——活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸一端运动到另一端的过程。 汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。 第一个冲程——吸气冲程 进气门打开，排气门关闭 活塞向下运动 汽油和空气的混合物进入汽缸 探究新知三　汽油机的工作过程 第二个冲程——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 机械能转化为内能 进气门和排气门都关闭 火花塞产生电火花燃料猛烈燃烧，产生高温高压燃气高温高压燃气推动活塞向下运动对外做功 燃气的内能转化为活塞的机械能 第三个冲程——做功冲程 进气门关闭，排气门打开 活塞向上运动 废气排出汽缸 第四个冲程—排气冲程 3.汽油机的工作过程 探究新知三　汽油机的工作过程 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能量来完成。 你能写出对应冲程的名称吗？ 探究新知三　汽油机的工作过程 探究新知三　汽油机的工作过程 练一练 1.关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：燃气推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 C 2.汽油机的一个工作循环有四个冲程，如图是______冲程，在此冲程中的能量转化是__________________. 做功 内能转化为机械能 五、课堂小结 六、达标检测 1. 下面这些机械中属于热机的是 （ ） A. 电动机 B. 滑轮 C. 自行车 D. 蒸汽机 D 2. 热机工作时，能量的转化过程是 （ ） A. 内能→化学能→机械能 B. 化学能→内能→机械能 C. 化学能→机械能→内能 D. 内能→机械能→化学能 B 3.如图所示是四冲程汽油机中一个冲程的剖面图，下列说法不正确的是（ ） A． 该冲程是压缩冲程 B． 该冲程中活塞向上运动 C． 该冲程是内能转化为机械能的过程 D． 该冲程是机械能转化为内能的过程 C 4.汽油机在吸气冲程中 物质被吸入气缸;在压缩冲程中汽缸压强 （增大/减小)，温度 (降低/升高) 空气和汽油 增大 升高 5.关于蒸汽机的工作过程中所涉及的物理知识，下列说法正确的是（ ） A． 蒸汽机用煤或煤油做燃料，燃料燃烧时将内能转化为化学能 B． 蒸汽机汽缸内的蒸汽推动活塞做功时，蒸汽的内能增大 C． 蒸汽机汽缸内的蒸汽推动活塞做功时，其能量的转化过程为内能转化为机械能 D． 蒸汽机属于内燃机 六、达标检测 C 6.如图依次为四冲程内燃机工作示意图，这四个冲程中活塞和曲轴的位置，进气门、排气门的开闭情况有错误的是 （ ） B 作业布置 巩固作业：A层同学完成本课时练习册内容p 页基础题， B层同学完成能力提升 预习作业：第2章第2节 热机效率 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf60.16.100 Lavf57.62.100 $$