14.2 热机 课件-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

第二节 热机 第十四章 内能的利用 目 录 课程导入与核心素养 01 课堂讲解 02 课堂练习 03 课后小结 04 课程导入与核心素养 PART.01 课程导入 18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有几千米每小时，而目前名为“寻血猎犬”的汽车速度已经超过了声速。汽车是如何获得机械能的呢？ 核心素养 知道热机的工作原理，了解内能可以转化为机械能；认识汽油机的四个冲程，掌握各冲程的工作特点。 【物理观念】 【科学思维】 【科学探究】 【科学态度与责任】 区分汽油机四个冲程的结构与运动状态，分析冲程中能量的转化形式，建立热机工作的物理模型。 通过观察汽油机模型演示，对比四个冲程的进气、排气、活塞运动特点，归纳热机的工作规律。 了解热机在交通、工业中的应用，认识热机对社会发展的作用，初步树立节能与环保意识。 教学重难点 1. 热机的能量转化原理； 2. 汽油机四个冲程的工作过程和特点。 教学重点 教学难点 1. 区分四个冲程，判断活塞运动、气门开闭状态； 2. 准确识别压缩冲程和做功冲程的能量转化。 课堂讲解 PART.02 课堂讲解 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。 观察现象，讨论这个过程中不同形式的能量之间转化情况 水蒸气推动橡胶塞做了功 燃烧 燃料的 水的 做功 塞子的 能量转化过程 橡胶塞冲出去，试管口出现"白雾" 化学能 内能 机械能 是什么把橡胶塞推出去了？ 蒸汽机的工作原理 实验现象 蒸汽机的发展过程 知识点一：热机 （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 蒸汽机 汽轮机 喷气发动机 火箭发动机 （3）种类： 1.热机： 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机 （1）定义： （2）分类： 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。 一种内燃机的剖面图 2.内燃机： 知识点二：汽油机 进气门 排气门 火花塞 汽缸 活塞 曲轴 连杆 汽油机的剖面图 1.构造 2．工作原理 　　活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 　　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。活塞移动带动曲轴转动。 多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 吸气冲程 进气门_____ 打开， 排气门______ 关闭， 活塞向____运动， 下 ___________________进入汽缸。 汽油和空气的混合物 压缩冲程 进气门_____ 关闭， 排气门______ 关闭， 活塞向____运动， 上 燃料混合物被压缩。 能量转化： 活塞的______ 机械能 转化为 混合物的_____ 内能。 即机械能转化为内能。 做功冲程 进气门_____ 火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体；高温高压的气体推动活塞向___运动，从而带动曲轴转动，对外做功; 打开， 排气门______ 关闭， 下 排气冲程 进气门_____ 关闭， 排气门______ 打开， 活塞向____运动，把废气排出汽缸。 上 3．工作过程 　　点火方式：点燃式。 吸气 压缩 做功 排气 知识点三：柴油机 柴油机的构造和汽油机相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 进气门 排气门 喷油嘴 汽 缸 活 塞 曲 轴 连 杆 1.结构 2.工作过程 柴油机也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证工作的。 工作过程 异同点 汽油机 柴油机 吸气冲程 不同点 吸入空气和汽油的混合物 只吸入空气 相同点 进气门打开，排气门关闭 压缩冲程 不同点 燃料、空气混合物被压缩，燃气体积小，压强大，温度高 空气被压缩的更厉害，体积更小，压强更大，温度更高 相同点 机械能转化为内能，两个气门都关闭 做功冲程 不同点 火花塞产生电火花，使燃料燃烧（点燃式） 喷油嘴喷出雾状柴油，遇到高温空气直接燃烧（压燃式） 相同点 内能转化为机械能，两个气门都关闭 排气冲程 相同点 进气门关闭，排气门打开排出废气 3.汽油机与柴油机的比较 汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分。汽车由发动机、底盘、车身和电气设备四大部分组成。发动机把燃料燃烧产生的内能变为机械能，再通过底盘上的传动机构，将动力传给车轮，使汽车行驶。汽车电器设备的作用主要是产生电火花以点燃汽缸中的可燃气体、启动发动机时用电机带动飞轮旋转、提供照明等。 现代汽车多数采用四缸或六缸等多缸发动机（图为四缸发动机），每个汽缸都进行这种四冲程循环。由于各个汽缸交替做功，所以发动机转动比较平稳。 随着电子技术的发展，许多汽车已经采用了电子燃油喷射系统。微电脑可以根据内燃机的工作状态和空气的温度等多种因素精确控制喷油的数量和时机，提高燃烧效率。采用电子燃油喷射系统的发动机与过去的发动机相比，可以减少有害气体的排放，降低燃料的消耗，同时提高发动机的功率。 电子技术在汽车上的应用，使汽车有了更广阔的发展空间。未来的汽车将更加节能、安全，对环境的影响会更小。 课堂练习 PART.03 课堂练习 1．光发动机可用于卫星的能源补充，原理如图所示，密闭气室中 在光照下分解，使气室气压增大，推动活塞右移过程相当于汽油机的(      ) A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 解析：当活塞右移时，活塞对外做功，将内能转化为机械能，则该过程相当于汽油机四个冲程中的做功冲程。故C符合题意，ABD不符合题意。故选C。 C 2．如图是汽油机工作的四个冲程，其中表示机械能转化为内能的冲程是(      ) A. B. C. D. 解析：机械能转化为内能的是压缩冲程，进气和排气阀门关闭，活塞向上运动，对照四个选项A符合。 A 3．2022年11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F运载火箭成功点火升空，如图所示，火箭点火升空时，发动机将燃料的内能转化为________能，此过程中能量转化与四冲程汽油机的__________冲程相同。 机械 做功 解析：燃料燃烧产生的高温高压气体对火箭做功，将内能转化为机械能。做功冲程中，燃料燃烧产生的高温高压气体推动活塞向上运动，内能转化为机械能，因此与四冲程汽油机的做功冲程能量转化相同。 课后小结 PART.04 课后小结 1.热机 蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机…… 2.汽油机 内能转化为机械能 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 3.柴油机 与汽油机的区别：结构、吸气、压缩、点火 工作过程与能量转化 排气冲程 —— 机械能 → 内能 —— 内能 → 机械能 感谢聆听 Lavf60.16.100 sdk_3110(19BC91) Lavf60.16.100 $