14.2热机 导学案 2026-2027学年上学期人教版九年级物理全一册

14.2 热机导学案学生版 【学习目标】 能说出热机的定义及能量转化形式。 掌握四冲程汽油机的构造和工作过程；理解压缩冲程与做功冲程中的能量转化。 能区分汽油机与柴油机的主要差异。 【学习过程】 热机 1.探究热机的工作原理 【演示实验】在一个试管中装些水，用橡胶塞塞紧然后对试管加热使水沸腾，观察现象。分析实验中的能量是怎样转化的？ 【实验现象】橡胶塞____________，试管口出现____________。 【现象分析】酒精燃烧放出热量，热量通过试管传递给水使其内能____、温度_____，产生大量的水蒸气。水蒸气膨胀对橡胶塞______，将橡胶塞推出试管口，同时，在水蒸气的内能_______，温度______，水蒸气_____成小水滴，因此，试管口观察到大量的“白雾”。 【能量转化】 ①酒精燃烧时，酒精的_______能转化为水的________能； ②水蒸气膨胀对橡胶塞做功，将水蒸气的______能转化为橡胶塞的________能。 热机 （1）定义：通过燃料燃烧，获得内能，并利用内能_______，像这样的机械叫热机。 （2）工作原理：利用内能_________。 （3）能量的转化：燃料的_____能能转化为气体的____能；再将_____能转化为_____能。 （4）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能_________。 即学即练： 1.热机的出现改变了世界，最早的热机是（　　） A．汽油机 B．蒸汽机 C．火箭发动机 D．喷气发动机 2.下列机械的动力装置不是使用热机的是（　　） A．玉兔号月球车 B．山东号航母 C．燃油摩托车 D．长征五号火箭 3.下列常见机器中属于热机的是（     ） A. 喷气式发动机 B. 电动机 C. 洗衣机 D. 抽水机 4.中国现代交通运输发展情况总体呈现出显著的提升和进步。下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是（　　） A．C919客机 B．载重汽车 C．纯电动汽车 D．远洋货轮 二、汽油机 1.构造：如图所示是四冲程汽油机的结构剖面图。 其中：①是_________；②是___________；③是_________；④是______________； ⑤是___________；⑥是____________；⑦是__________。 2.工作原理：汽油在气缸内燃烧时生成_________的燃气，推动活塞___________，活塞带动_______转动。 3.冲程：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______。 4.四冲程汽油机的工作过程 （1）吸气冲程：进气门___、排气门____、活塞由上端向___运动，______和____组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。 （2）压缩冲程：进气门和排气门都_________，活塞向_______运动，燃料混合物被压缩，压强增大、温度升高，把_____能转化为_____能。 （3）做功冲程：压缩冲程末，气缸顶部的火花塞发出电火花，点燃缸内气体使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气推动活塞做功，把_____能转化为_____能。 （4）排气冲程：进气门_______，排气门________，活塞向____运动，把废气排出气缸。 （5）汽油机的一个工作循环有____个冲程，活塞往复______次，只有_____冲程对外做功，内能转化为_______能；其他三个冲程是靠飞轮的_________来完成的 即学即练： 1.如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（     ） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁 2.如图所示是四冲程汽油机的工作示意图，下列描述错误的是（     ） A．甲做功冲程燃气的内能转化为活塞的机械能 B．乙排气冲程活塞向上运动，把废气排出气缸 C．丙吸气冲程活塞向下运动，空气进入气缸 D．丁压缩冲程活塞向上运动，燃料混合物被压缩，机械能转化为燃料混合物的内能 3.如图所示是汽油机的四个冲程，其中属于使汽车获得动力的冲程是（　　） A. B. C. D.  4.如图所示，试管内的水沸腾后，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，这个过程中能量转化的情况与汽油机 冲程能量转化的情况相同；课前准备时，给酒精灯添加酒精，闻到了酒精味，这是 现象。 5.如图所示，是汽油机的_____ 冲程示意图，若该单缸四冲程汽油机飞轮转速是3000r/min，则此汽油机1秒对外做功_______ 次。 6.图甲是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒燃烧起来，这是通过 的方式，使筒内空气的内能增加，温度升高。这一过程与图乙所示的内燃机工作冲程的能量转化方式 （选填“相同”或“不同”），如果这台内燃机工作时飞轮转速为 ，则它每秒钟可以完成 个工作循环。 柴油机 构造：跟汽油机相似，但气缸顶部没有_____，而有一个________。 工作过程： （1）吸气冲程：吸进汽缸的只是_________。 （2）压缩冲程：活塞把空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高；压缩冲程末由喷油嘴向汽缸内喷射的雾状柴油遇到____________的空气自动燃烧。 （3）燃烧放出的热使得气体的温度急剧_____、压强急剧____，从而推动活塞对外________。做功时，气缸内气体压强________汽油机，因而可以输出更_________的功率。 即学即练： 1.小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图，关于其四冲程柴油机的描述正确的是（　　） A. 吸气冲程中吸入汽缸的只有空气 B. 压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C. 做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D. 排气冲程中，废气带走的能量最少 2.单缸四冲程汽油机和柴油机工作时，下列说法中正确的是（       ） A. 汽油机上面是喷油嘴，柴油机是火花塞 B. 汽油机吸气冲程中吸入汽缸的物质是汽油 C. 一般汽油机的效率较高，功率较大 D. 柴油机做功冲程中点火方式是压燃式 3.一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3600r/min，则柴油机每秒钟完成　　　　　个工作循环，曲轴和飞轮运转　　　　周，完成　　　　　个冲程。 四、汽油机和柴油机的用途 1.汽油机：轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具。 2.柴油机：笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械。 【百炼成钢】 1.下列设备不属于热机的是（　　） A．自行车 B．汽油机 C．蒸汽机 D．柴油机 2.晓凤同学提出问题：收割机用四冲程柴油机提供动力，其中压缩冲程过程中，柴油机汽缸内气体（　　） A. 质量变大 B. 内能减小 C. 体积变大 D. 温度升高 3.关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程说法正确的是（   ） A．在压缩冲程中，内能转化为机械能 B．吸气冲程时，汽油机吸入的是空气 C．只有做功冲程是燃气对外做功 D．汽油机和柴油机的点火方式相同 4.如图a为内燃机四冲程工作示意图，图b为迅速压下活塞，厚玻璃筒内硝化棉会燃烧起来，下列说法正确的（     ） A．一个工作循环的正确顺序是：乙甲丁丙 B．图甲冲程是将所有的内能转化为机械能的过程 C．从能量转化角度讲，图b工作时与图甲的原理相似 D．图丁冲程是机械能转化为内能的过程 5.关于汽油机和柴油机的工作过程，下列说法错误的是（　　） A. 吸气冲程：汽油机吸进汽缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进汽缸的是空气 B. 压缩冲程：柴油机汽缸内的气体温度和压强比汽油机中的低 C. 做功冲程：柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油自燃，汽油机是火花塞产生电火花点燃 D. 排气冲程：汽油机和柴油机的进气门关闭，排气门打开，排出废气 6.如图是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为 冲程，它是 （“汽油”或“柴油”）机。若飞轮的转速为2400r/min，在1s内，该内燃机完成 个工作循环。 $14.2 热机导学案教师版 【学习目标】 能说出热机的定义及能量转化形式。 掌握四冲程汽油机的构造和工作过程；理解压缩冲程与做功冲程中的能量转化。 能区分汽油机与柴油机的主要差异。 【学习过程】 热机 1.探究热机的工作原理 【演示实验】在一个试管中装些水，用橡胶塞塞紧然后对试管加热使水沸腾，观察现象。分析实验中的能量是怎样转化的？ 【实验现象】橡胶塞被冲出，试管口出现“白雾”。 【现象分析】酒精燃烧放出热量，热量通过试管传递给水使其内能增加、温度升高，产生大量的水蒸气。水蒸气膨胀对橡胶塞做功，将橡胶塞推出试管口，同时，在水蒸气的内能减少，温度降低，水蒸气液化成小水滴，因此，试管口观察到大量的“白雾”。 【能量转化】 ①酒精燃烧时，酒精的化学能转化为水的内能； ②水蒸气膨胀对橡胶塞做功，将水蒸气的内能转化为橡胶塞的机械能。 热机 （1）定义：通过燃料燃烧，获得内能，并利用内能做功，像这样的机械叫热机。 （2）工作原理：利用内能做功。 （3）能量的转化：燃料的化学能能转化为气体的内能；再将内能转化为机械能。 （4）热机的种类：分为蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机。它们构造不同，但它们有一个共同特点，那就是利用内能做功。 即学即练： 1.热机的出现改变了世界，最早的热机是（　B　） A．汽油机 B．蒸汽机 C．火箭发动机 D．喷气发动机 2.下列机械的动力装置不是使用热机的是（A　　） A．玉兔号月球车 B．山东号航母 C．燃油摩托车 D．长征五号火箭 3.下列常见机器中属于热机的是（  A   ） A. 喷气式发动机 B. 电动机 C. 洗衣机 D. 抽水机 4.中国现代交通运输发展情况总体呈现出显著的提升和进步。下列交通或运输工具中，动力设备不是热机的是（　C　） A．C919客机 B．载重汽车 C．纯电动汽车 D．远洋货轮 二、汽油机 1.构造：如图所示是四冲程汽油机的结构剖面图。 其中：①是_气缸____；②是__火花塞___；③是___进气门___；④是__排气门___； ⑤是__活塞___；⑥是__连杆__；⑦是___曲轴___。 2.工作原理：汽油在气缸内燃烧时生成__高温高压__的燃气，推动活塞__做功__，活塞带动___曲轴____转动。 3.冲程：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____。 4.四冲程汽油机的工作过程 （1）吸气冲程：进气门_打开__、排气门__关闭__、活塞由上端向_下__运动，_汽油_____和__空气___组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。 （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，压强增大、温度升高，把__机械___能转化为___内__能。 （3）做功冲程：压缩冲程末，气缸顶部的火花塞发出电火花，点燃缸内气体使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气推动活塞做功，把___内__能转化为__机械___能。 （4）排气冲程：进气门__关闭_，排气门___打开_，活塞向_上__运动，把废气排出气缸。 （5）汽油机的一个工作循环有__四__个冲程，活塞往复___两___次，只有__做功___冲程对外做功，内能转化为___机械____能；其他三个冲程是靠飞轮的惯性来完成的 即学即练： 1.如图表示四冲程内燃机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为（  C   ） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁 2.如图所示是四冲程汽油机的工作示意图，下列描述错误的是（ C    ） A．甲做功冲程燃气的内能转化为活塞的机械能 B．乙排气冲程活塞向上运动，把废气排出气缸 C．丙吸气冲程活塞向下运动，空气进入气缸 D．丁压缩冲程活塞向上运动，燃料混合物被压缩，机械能转化为燃料混合物的内能 3.如图所示是汽油机的四个冲程，其中属于使汽车获得动力的冲程是（　B　） A. B. C. D.  4.如图所示，试管内的水沸腾后，塞子受到水蒸气的压力而冲出去，这个过程中能量转化的情况与汽油机 做功 冲程能量转化的情况相同；课前准备时，给酒精灯添加酒精，闻到了酒精味，这是 扩散 现象。 5.如图所示，是汽油机的__排气___ 冲程示意图，若该单缸四冲程汽油机飞轮转速是3000r/min，则此汽油机1秒对外做功___25_____ 次。 6.图甲是我国古代发明的取火器的模型图，把木制推杆迅速推入牛角套筒时，杆前端的艾绒燃烧起来，这是通过 做功 的方式，使筒内空气的内能增加，温度升高。这一过程与图乙所示的内燃机工作冲程的能量转化方式 不同 （选填“相同”或“不同”），如果这台内燃机工作时飞轮转速为 ，则它每秒钟可以完成 10 个工作循环。 柴油机 构造：跟汽油机相似，但气缸顶部没有__火花塞___，而有一个____喷油嘴____。 工作过程： （1）吸气冲程：吸进汽缸的只是空气。 （2）压缩冲程：活塞把空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高；压缩冲程末由喷油嘴向汽缸内喷射的雾状柴油遇到高温高压的空气自动燃烧。 （3）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。做功时，气缸内气体压强____大于____汽油机，因而可以输出更___大______的功率。 即学即练： 1.小红到乡村参加劳动实践，发现农用拖拉机使用的是柴油机，其结构原理如图，关于其四冲程柴油机的描述正确的是（　A　） A. 吸气冲程中吸入汽缸的只有空气 B. 压缩冲程中机械能转化为柴油和空气混合物的内能 C. 做功冲程是依靠飞轮的惯性完成的 D. 排气冲程中，废气带走的能量最少 2.单缸四冲程汽油机和柴油机工作时，下列说法中正确的是（   D    ） A. 汽油机上面是喷油嘴，柴油机是火花塞 B. 汽油机吸气冲程中吸入汽缸的物质是汽油 C. 一般汽油机的效率较高，功率较大 D. 柴油机做功冲程中点火方式是压燃式 3.一台单缸四冲程柴油机飞轮的转速是3600r/min，则柴油机每秒钟完成　　30　　　个工作循环，曲轴和飞轮运转　　60　　周，完成　　120　　　个冲程。 四、汽油机和柴油机的用途 1.汽油机：轻便，多用于汽车、飞机、小型农机具。 2.柴油机：笨重，多用于拖拉机、载重汽车、轮船等重型机械。 【百炼成钢】 1.下列设备不属于热机的是（　A　） A．自行车 B．汽油机 C．蒸汽机 D．柴油机 2.晓凤同学提出问题：收割机用四冲程柴油机提供动力，其中压缩冲程过程中，柴油机汽缸内气体（　D　） A. 质量变大 B. 内能减小 C. 体积变大 D. 温度升高 3.关于四冲程汽油机和柴油机的工作过程说法正确的是（  C ） A．在压缩冲程中，内能转化为机械能 B．吸气冲程时，汽油机吸入的是空气 C．只有做功冲程是燃气对外做功 D．汽油机和柴油机的点火方式相同 4.如图a为内燃机四冲程工作示意图，图b为迅速压下活塞，厚玻璃筒内硝化棉会燃烧起来，下列说法正确的（ D    ） A．一个工作循环的正确顺序是：乙甲丁丙 B．图甲冲程是将所有的内能转化为机械能的过程 C．从能量转化角度讲，图b工作时与图甲的原理相似 D．图丁冲程是机械能转化为内能的过程 5.关于汽油机和柴油机的工作过程，下列说法错误的是（　B　） A. 吸气冲程：汽油机吸进汽缸的是汽油和空气的混合物，柴油机吸进汽缸的是空气 B. 压缩冲程：柴油机汽缸内的气体温度和压强比汽油机中的低 C. 做功冲程：柴油机是喷油嘴喷出雾状柴油自燃，汽油机是火花塞产生电火花点燃 D. 排气冲程：汽油机和柴油机的进气门关闭，排气门打开，排出废气 6.如图是内燃机工作时某冲程示意图，该冲程为 压缩 冲程，它是 柴油 （“汽油”或“柴油”）机。若飞轮的转速为2400r/min，在1s内，该内燃机完成 20 个工作循环。 $