滬科版物理九年級(jí)全一冊(cè)第十三章第三節(jié) 內(nèi)燃機(jī)(3)教案

內(nèi)燃機(jī)教學(xué)案學(xué)習(xí)目標(biāo)1．了解汽油機(jī)的基本構(gòu)造和工作原理。2．了解柴油機(jī)與汽油機(jī)在構(gòu)造和工作過(guò)程中的異同點(diǎn)。3．了解四沖程內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程中的能量轉(zhuǎn)化。重點(diǎn)、難點(diǎn)內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和工作原理；汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別和聯(lián)系．教學(xué)過(guò)程一、新課引入：什么是熱機(jī)1．回答下列能量轉(zhuǎn)化：給自行車(chē)打氣時(shí)，打氣筒的筒壁會(huì)發(fā)熱：水蒸氣頂起壺蓋后，水蒸氣自身會(huì)液化：2.觀看實(shí)驗(yàn)：用酒精燈給試管中的水加熱，由于燃料在試管外燃燒，熱量損失較大，內(nèi)能的利用率較低。能不能把燃料移到內(nèi)部去燃燒，來(lái)獲得更大的動(dòng)力？3．熱機(jī)和內(nèi)燃機(jī)①、熱機(jī)：燃料燃燒時(shí)釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的裝置②、內(nèi)燃機(jī)：直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。二、新課知識(shí)：內(nèi)燃機(jī)：燃料在氣缸內(nèi)燃燒的熱機(jī)。最常見(jiàn)的內(nèi)燃機(jī)，以汽油或柴油為燃料，叫做汽油機(jī)和柴油機(jī)工作循環(huán)：內(nèi)燃機(jī)的工作過(guò)程以一個(gè)循環(huán)為一個(gè)單位，一個(gè)循環(huán)又分為四個(gè)沖程。四個(gè)沖程：內(nèi)燃機(jī)的每一個(gè)工作循環(huán)分為四個(gè)階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。（一）、汽油機(jī)：用汽油作燃料的內(nèi)燃機(jī)1、構(gòu)造：進(jìn)氣門(mén)，排氣門(mén)，火花塞，氣缸，活塞，連桿，曲軸。（名詞解釋?zhuān)_程：活塞從氣缸一端運(yùn)動(dòng)到另一端叫做一個(gè)沖程2、工作原理汽油在氣缸內(nèi)燃燒，汽油的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。①吸氣沖程：（第一個(gè)沖程）開(kāi)始工作前，活塞位于氣缸上端，進(jìn)、排氣門(mén)均關(guān)閉。工作時(shí)，活塞由上向下運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)，排氣門(mén)仍關(guān)閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓強(qiáng)減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入氣缸。這個(gè)沖程是靠外力做功完成②壓縮沖程：（第二個(gè)沖程）活塞運(yùn)動(dòng)到最下端，就開(kāi)始轉(zhuǎn)為向上運(yùn)動(dòng)。這時(shí)進(jìn)氣門(mén)、排氣門(mén)都關(guān)閉，混合氣體被強(qiáng)行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強(qiáng)增大。這個(gè)沖程也是靠外力做功完成的，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③做功沖程：（第三個(gè)沖程）壓縮結(jié)束時(shí)雖然溫度較高，但未能達(dá)到燃料的燃點(diǎn)。在壓縮沖程結(jié)束的瞬間，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓燃?xì)馔苿?dòng)活塞由上向下運(yùn)動(dòng)，通過(guò)連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。這時(shí)是汽油機(jī)本身在做功，實(shí)現(xiàn)了內(nèi)能向機(jī)械能的轉(zhuǎn)化。④排氣沖程（最后一個(gè)沖程）做功沖程結(jié)束，活塞繼續(xù)由下向上運(yùn)動(dòng)，進(jìn)氣門(mén)關(guān)閉，排氣門(mén)打開(kāi)，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。提示：此后，活塞又由上向下運(yùn)動(dòng)，從此進(jìn)入下一輪循環(huán)。歸納：3、能的轉(zhuǎn)化考慮：汽車(chē)在開(kāi)動(dòng)前，是如何使內(nèi)燃機(jī)起動(dòng)的？常識(shí)：方法一，用手“搖車(chē)”；方法二，接通電源，開(kāi)動(dòng)“馬達(dá)”。解釋?zhuān)骸榜R達(dá)”也好，“搖車(chē)”也好，都是為了給內(nèi)燃機(jī)輸入能量，通過(guò)外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)，由曲軸通過(guò)連桿帶動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，消耗機(jī)械能來(lái)幫助內(nèi)燃機(jī)完成吸氣、壓縮兩個(gè)沖程內(nèi)燃機(jī)。一旦開(kāi)始做功，內(nèi)能就會(huì)轉(zhuǎn)化成曲軸的機(jī)械能。這時(shí)曲軸獲得的機(jī)械能一部分通過(guò)做功，一部分通過(guò)飛輪（與曲軸相連的質(zhì)量較大的輪子）保存起來(lái)。然后依靠飛輪的慣性再反過(guò)來(lái)向外輸出帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，靠消耗飛輪的機(jī)械能完成排氣以及下一循環(huán)的吸氣、壓縮。這樣內(nèi)燃機(jī)就可連續(xù)工作下去了。結(jié)論：做功沖程燃?xì)鈱?duì)活塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。其余三個(gè)沖程靠消耗飛輪的機(jī)械能來(lái)完成4、總結(jié)內(nèi)燃機(jī)在一個(gè)工作循環(huán)中，有兩個(gè)沖程有能量轉(zhuǎn)化，壓縮沖程和做功沖程，但只有做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其它三個(gè)沖程都是靠飛輪的慣性來(lái)工作的。在汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)兩次，曲軸（或飛輪）轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，對(duì)外做功一次。（二）、柴油機(jī)：用柴油作燃料的內(nèi)燃機(jī)柴油機(jī)與汽油機(jī)的相同點(diǎn)：都是內(nèi)燃機(jī)；一個(gè)工作循環(huán)都要經(jīng)歷四個(gè)沖程柴油機(jī)與汽油機(jī)的不同點(diǎn)：1、構(gòu)造方面：柴油機(jī)沒(méi)有火花塞，而在相應(yīng)位置上安裝的是噴油嘴。2、工作過(guò)程：①吸入的氣體不同汽油機(jī)吸入的是空氣和汽油的混合氣體？柴油機(jī)吸入的只是空氣。②壓縮情況不同柴油機(jī)壓縮沖程末，氣體體積要小得多。所以壓強(qiáng)更大，溫度更高，這個(gè)溫度早已超過(guò)了柴油的燃點(diǎn)。③點(diǎn)火方式不同汽油機(jī)靠火花塞點(diǎn)火,這種點(diǎn)火方式稱(chēng)為點(diǎn)燃式。。柴油機(jī)由于壓縮氣體溫度已超過(guò)柴油燃點(diǎn)，從噴油嘴噴入霧狀柴油便可立即燃燒，這種方式稱(chēng)為壓燃式。④用途方面：柴油機(jī)比汽油機(jī)便宜，但汽油機(jī)一般比柴油機(jī)輕巧，所以汽油機(jī)通常用在飛機(jī)、小汽車(chē)、摩托車(chē)及一些小型農(nóng)用機(jī)械上。而柴油機(jī)一般用在艦船、載重汽車(chē)、拖拉機(jī)、坦克以及發(fā)電機(jī)等大型設(shè)備上。隨堂練習(xí)一、填空題1．內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)，燃料在氣缸內(nèi)燃燒，生成燃?xì)?，燃?xì)馔苿?dòng)活塞，能轉(zhuǎn)化為能.所以說(shuō)，內(nèi)燃機(jī)就是利用內(nèi)能來(lái)的機(jī)器。2．改變物體的內(nèi)能的方式有兩種。飲料洲進(jìn)冰箱后溫度降低，是用的方式減少飲料的內(nèi)能；在汽油機(jī)的壓縮沖程中，是通過(guò)的方式增加燃料混合物的內(nèi)能3．內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)周而復(fù)始的四個(gè)沖程為，，，.4.內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程中能轉(zhuǎn)化為能；在做功沖程中能轉(zhuǎn)化為能.5．四沖程汽油機(jī)的氣門(mén)打開(kāi)一個(gè)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，是沖程；火花塞在沖程末點(diǎn)火。6．汽油機(jī)和柴油機(jī)構(gòu)造上相比，汽油機(jī)頂部有一個(gè)，柴油頂部有一個(gè).7．在壓縮沖程末，柴油機(jī)噴油嘴噴入氣缸的是，汽油機(jī)在吸氣沖程進(jìn)入氣缸的是8．如圖所示，在試管中裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰后，水蒸氣把橡皮塞沖出的過(guò)程中是________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_________能，圖中情景可用來(lái)演示四沖程汽油機(jī)工作過(guò)程中的_________沖程．二、選擇題1．內(nèi)燃機(jī)工作的某個(gè)沖程，進(jìn)氣門(mén)和排氣門(mén)都關(guān)閉，活塞向下運(yùn)動(dòng)，由此可知該沖程為（）A．吸氣沖程B．壓縮沖程C.做功沖程D．排氣沖程2．一般柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)效率高，原因是（）A.柴油的燃燒值大B．柴油機(jī)內(nèi)壓縮空氣的壓強(qiáng)大，溫度高C．柴油機(jī)和汽油機(jī)吸入的氣體不同D．柴油機(jī)和汽油機(jī)的點(diǎn)火方式不同3．柴油機(jī)上裝有又重又大的飛輪，其作用是（）A．增加柴油機(jī)的輸出功率B．增加柴油機(jī)的穩(wěn)定性C．改變柴油機(jī)的轉(zhuǎn)速D．增加柴油機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的慣性4．單缸四沖程汽油機(jī)工作時(shí)，有些沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來(lái)完成，只有一個(gè)沖程是不用靠飛輪的慣性來(lái)完成，這個(gè)沖程是（）A、吸氣沖程B、壓縮沖程C、做功沖程D、排氣沖程5．四沖程柴油機(jī)工作時(shí)，依靠飛輪慣性使活塞向上運(yùn)動(dòng)完成的沖程是（）A．吸氣和排氣沖程B．壓縮和做功沖程C．壓縮和排氣沖程D．做功和排氣沖程6．內(nèi)燃機(jī)在做功沖程中，高溫氣體迅速膨脹而做功，此時(shí)氣體的溫度和內(nèi)能變化的情況是（）A.溫度降低，內(nèi)能減小B.溫度不變，內(nèi)能不變C.溫度升高，內(nèi)能增大D.溫度降低，內(nèi)能增大7．從本質(zhì)上看，內(nèi)燃機(jī)工作的能量來(lái)源于（）A機(jī)械能B．內(nèi)能C．化學(xué)能D．化學(xué)能和內(nèi)能的總和8．現(xiàn)代火電站和熱電站，帶動(dòng)發(fā)電機(jī)發(fā)電的機(jī)械是（）A．電動(dòng)機(jī)B．熱機(jī)C．人工機(jī)械D．水力機(jī)械9．右圖為某種四沖程內(nèi)燃機(jī)工作過(guò)程的一個(gè)沖程，下列說(shuō)法正確的是（）A、這是一臺(tái)柴油機(jī)B、該沖程是內(nèi)燃機(jī)的吸氣沖程C、該沖程正把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D、該沖程正把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能10.四沖程汽油機(jī)的的轉(zhuǎn)速是120