14.2 热机 课件-2026-2027学年人教版九年级物理全一册

第十四章 内能的利用 14.2 热机 人教版 汽车、飞机、火箭是如何获得机械能的？ 古代马车 现代汽车 火箭 飞机 新课导入 演示实验 一、热机 如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。讨论这个过程中不同形式能量之间转化的情况。 衔接：首先我们来一起看一个实验。（介绍实验） 询问学生观察到的现象。 燃料的化学能 内能 机械能 燃烧 做功 一、热机 这个过程中能量是如何转化和转移的？ ——内能可以做功 衔接：有谁能分析一下这个过程中的能量是如何转化和转移的？ 酒精灯加热释放热量（化学能-内能），通过热传递将一部分内能转移给水（内能-内能），水内能增加，温度上升，产生越来越多的水蒸气，水蒸气的内能也越来越大，最后推动瓶塞（内能-机械能） 还记得白雾的形成是什么原因吗？水蒸气内能减小，温度降低，水蒸气液化成小水珠。 看！好用了！ 一、热机 ——内能可以做功 衔接：既然水蒸气能顶飞塞子，那么我们能不能发明一种机器去做功，来帮我们干活呢？当然能了，这就是蒸汽机。 这是蒸汽机工作时的原理图。很多人认为蒸汽机是瓦特发明的，其实并不是，瓦特改良蒸汽机，使蒸汽机变得更好用了。 一、热机 1、热机：利用内能做功的机械 （将内能转化为机械能） 2、种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机 蒸汽机 内燃机 衔接：人们发现内能可以做功，制造处理各种利用内能做功的机器，我们把这类机器就叫做热机，蒸汽机就是热机的一种。热机的发明与广泛使用，使人们迈入了工业化社会。 一、热机 内燃机 汽轮机 喷气式发动机 一、热机 内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机 ①汽油作为燃料的叫汽油机 ②柴油作为燃料的叫 柴油机 1、如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧将内能转化为化学能 B．水的内能增加的方式是热传递 C．蒸汽被喷出后内能保持不变 D．蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 B 当堂小练 2、目前我国已将发动机研发列为国家重大科技专项。我国下列“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机（利用内能做功的机械）的是（　　） A．052D型导弹驱逐舰燃气轮机 B．中国高铁交流异步牵引电动机 C．长征五号火箭液氢液氧发动机 D．歼20战机涡扇15煤油发动机 B 当堂小练 曲轴 连杆 活塞 气缸 火花塞 排气门 进气门 二、汽油机 四冲程汽油机的结构 ①工作原理：汽油在气缸内燃烧时产生高温高压的气体，推动活塞做功 ②冲程：活塞从气缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。 四冲程汽油机的工作过程 二、汽油机 吸气 压缩 做功 排气 二、汽油机 汽油机的四个冲程 点火方式：点燃式 进气门 ； 排气门 。 吸入: 。 活塞运动方向： 。 汽油和空气的混合物 打开 关闭 向下 吸气冲程 二、汽油机 14 活塞运动方向： 。 被压缩，气体内能 ，温度 进气门 ； 排气门 。 关闭 关闭 向上 能量转化： 能转化为 能 机械 内 二、汽油机 压缩冲程 燃料混合物 增加 升高 15 进气门 ； 排气门 。 关闭 关闭 能量转化： 能转化为 能 内 机械 火花塞产生 ，使燃料 ，产生高温高压的气体。 高温高压的气体推动活塞向 运动，带动曲轴转动，对外做功。 电火花 燃烧 下 二、汽油机 做功冲程 16 进气门 ； 排气门 。 关闭 关闭 活塞运动方向： 。 向上 把 排出气缸。 二、汽油机 排气冲程 废气 做功冲程 吸气冲程 排气冲程 压缩冲程 二、汽油机 二、汽油机 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 内燃机是如何启动的？哪个冲程获得动力？ 做功冲程获得动力； 吸气、压缩、排气冲程依靠飞轮惯性完成。 二、汽油机 汽油机一个工作循环情况总结 一个工作循环 有 冲程 活塞往复 飞轮转动 对外做功 4 个 2 次 2 周 1次 4 2 2 1 2、一台单缸四冲程汽油机，当飞轮转速是2400 r/min时，它每秒钟对外做功 次；有 个冲程 30 80 1、一台单缸四冲程汽油机，当飞轮的转速为30 r/s时，它每秒钟对外做功 次 15 一个工作循环：2圈1次，四冲程 当堂小练 3、如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（ ） A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁 B．乙图冲程能获得动力 C．丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程 D．丙图冲程存在机械能转化为内能的过程 CD 当堂小练 4、如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图______是将机械能转化为内能的冲程，图______为不是靠飞轮惯性完成的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，这台汽油机每分钟完成________个冲程，对外做了______次功。 乙 丙 3600 900 当堂小练 吸气 压缩 做功 排气 点火方式：压燃式 三、柴油机 我们再来看一下另外一类内燃机，也就是柴油机。拖拉机前面的这个机器就是一种柴油机。 柴油的燃点比汽油低，这就导致了柴油机的结构和汽油机略有不同。(介绍构造) 吸气冲程 三、柴油机 进气门 ； 排气门 。 吸入: 。 活塞运动方向： 。 打开 空气 关闭 向下 活塞运动方向： 。 被压缩，气体内能 ，温度 进气门 ； 排气门 。 关闭 关闭 向上 能量转化： 能转化为 能 机械 内 三、柴油机 压缩冲程 空气 增加 升高 26 三、柴油机 进气门 ； 排气门 。 关闭 关闭 能量转化： 能转化为 能 内 机械 喷油嘴喷出 ，雾状柴油遇到热空气猛烈燃烧，高温高压的气体推动活塞向 运动，带动曲轴转动，对外做功。 雾状柴油 下 做功冲程 进气门 ； 排气门 。 关闭 关闭 活塞运动方向： 。 向上 把 排出气缸。 三、柴油机 排气冲程 废气 种类 汽油机 柴油机 相同点 不 同 点 构 造 燃 料 吸入气体 点火方式 都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程 火花塞 喷油嘴 汽油 柴油 汽油和空气 空气 点燃式 压燃式 三、汽油机、柴油机的异同 汽油机的特点：小巧、轻便，但功率低 三、汽油机、柴油机的异同 汽油机 柴油机 你知道吗？我比你更牛！ 衔接：汽油机和柴油机的使用范围也不同，因为汽油机小巧、轻便，所以一般用在中小型机械上。（加速快但是动力小） 柴油机的特点：笨重、压缩程度高、功率大 三、汽油机、柴油机的异同 柴油机笨重、功率大，所以一般用在大中型机械上。（加速慢但是动力大） 我国的99式坦克介绍，激发学生的爱国热情。随着近年来的柴油机的技术发展，其体积、噪声和污染等缺点得到了改善。 1.以下四种交通工具,不用热机作为动力机械的是(　　)。 A.飞机　　　　　　 B.轮船 C.电动车 D.货车 C 当堂小练 A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丁、乙、丙 D．甲、丙、乙、丁 2．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 甲 丁 乙 丙 C 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程 3.科幻电影《流浪地球》讲述了多年以后太阳急速衰老膨胀，无法再给地球提供能量，人类为了拯救地球而点燃木星周围的可燃气体，逃离太阳系的故事。其中“点燃木星”将地球推开相当于内燃机的( ) 当堂小练 4.如图所示,用酒精灯对试管加热,等水沸腾后,可以看到水蒸气把软木塞顶出。下列说法正确的是(　　)。 A.用酒精灯加热试管,水内能的增加 是通过做功的方式实现的 B.水蒸气把软木塞顶出的过程,实现了 内能向机械能的转化 C.水蒸气把软木塞顶出的过程,相当于 汽油机的排气冲程 D.试管口出现的白雾是水汽化后形成的水蒸气 B　 当堂小练 5.如图所示为四冲程汽油机的工作示意图，一个工作循环的正确顺序： ⁠，图 冲程能获得动力，图丁冲程将 能转化为 能，若这台汽油机飞轮的转速为2 400 r/min，则在1 s内，柴油机完成  ⁠个冲程，对外做功 次． 乙丁甲丙　 甲　 机械　 内　 80　 20　 当堂小练 6．汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ ） A．柴油机吸入汽缸的是柴油和空气的混合物，汽油机吸入的是空气 B．在压缩冲程中它们的压缩程度是一样的 C．柴油机里推动活塞做功的燃气的压强比汽油机里的高 D．在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高 C 当堂小练 Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $