九年級物理全冊141熱機學案新人教版

第1節(jié)熱機導學案

學習目標

1.了解熱機的定義，了解內燃機是熱機的一利】，知道熱機的種類。

2.知道汽油機的工作原理及過程c知道熱機中能量的轉化。

3.學會分析汽油機和柴油機的構造及工作過程的異同。

自主探究

1.各種利用做功的機械叫做熱機，燃料直接在內燃燒產生動力的熱機叫內燃機。

2.活塞在汽缸內運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程叫做一個沖程。

3.多數內燃機的一個工作循環(huán)分為四個沖程：沖程、沖程、沖程、沖程。

4.在四沖程內燃機中，吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠S輪的來完成的，而沖程是內燃機中唯

一對外做功的沖程，將內能轉化為。另外壓縮沖程將機械能轉化為。

合作探究

一、熱機

活動體驗：在試管內裝少許水，用一層紅色塑料薄紙裹著的棉花塞塞在試管中上部，利用點燃的酒精

燈對封閉試管中的水加熱?段時間，當水沸騰時，水蒸氣會慢慢推動塞子向試管口運動。

提出問題：塞子被頂向試管口，推動塞子的能量來自哪里？

答案點撥：酒精燃燒的化學能一水和水蒸氣的內能一塞子的機械能。

思芍討論：生活中有哪些內能轉化為機械能的實例呢？答案點拔：用水壺燒水，水沸騰后壺蓋會被頂起來;

裝有半瓶水的熱水瓶，瓶塞有時會“跳”出來等。

自主學習：閱讀課本P1“熱機”的內容，學習有關的知識。

1.熱機的種類很多，有蒸汽機、、噴氣發(fā)動機等。

2.內燃機分為和兩大類，它們分別用和作為燃料。

二、汽汕機

活動體驗：轉動汽油機的手柄，觀察活塞在汽缸內的運動情況。

吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程

活塞在汽缸內往復運動時，從汽缸?端運動到另一端的過程，叫做?個沖程。仔細觀察汽油機四個沖程的

工作過程，并完成卜表。

次序1234

沖程名稱吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程

n由女

工作

示意圖置

氣門

開閉

活塞運

動方向

火花塞

\

\

相同原理十

的實驗

1—/---------------J

能的轉化

提出問題:

(1)在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量轉化？

(2)哪個沖程使機械獲得動力？其他幾個沖程中活塞的運動是靠什么來完成的？

(3)哪個沖程排出了廢氣？

答案點撥：

(1)壓縮沖程是把機械能轉化為內能；做功沖程是把內能轉化為機械能。

(2)做功沖程使機械獲得動力，其他沖程靠飛輪的慣性完成。

(3)排氣沖程排出廢氣。

三、柴油機

活動體驗：把汽油機模型和柒油機模型的構造進行比照，會發(fā)現汽油機汽缸頂部有火花塞，而柴油機

汽缸頂部有噴油嘴。動手操作柴油機模型，完成以下問題。

(1)你能描述柴油機的工作過程嗎？

(2)請分析柴油機和汽油機的區(qū)別，完成下表。

比擬柴油機汽油機

—.汽rg.花甯

進氣門指氣門

通.n一個士f一氣缸

活塞

連杼—M

構造

燃料柴油汽油

吸氣沖程只吸入空氣吸入汽油和空氣的混合物

一個工壓縮沖程壓縮程度較大壓縮程度較小

機械能一內能機械能f內能

作循環(huán)做功沖程壓燃式（柴油遇到高溫高壓的熱空氣而燃燒）點燃式（火花塞點火）（內能

一機械能）

排氣沖程排出廢氣排出廢氣

主要特點笨重、效率高輕巧、但效率低

效率30%-45%20%-30%

適用范圍載重汽車、火車等小汽車等

答案點撥：

（1）柴油機的工作過程也分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程。在吸氣沖程吸進汽缸里的只有空

氣，在壓縮沖程中，活塞把空氣的體積壓縮得非常小，使得空氣的溫度很高。

壓縮沖程結束時，汽缸內空氣的溫度已經超過了柴油的燃點，此時從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空

氣便立刻燃燒起來。在做功沖程中，燃燒放出的熱使得氣體的E強和溫度急劇升高，從而推動活塞對■外做

功,在排氣沖程中，曲軸推動活塞向上運動，把產生的廢氣排出汽缸。

自主學習：閱讀課本P19-P20。“柴油機”的內容，學習有關的知識。

1.由于柴油機對空氣的壓縮程度比汽油機，因此在做功沖程中氣體的壓強汽油機中氣體的壓

強，因而可以輸出的功率。

2.由于柴油機工作的過程中壓強，要求各有關零件具有較高的結構強度，因此柴油機比擬。

課堂檢測

一、單項選擇題

1.四沖程內燃機工作時，機械能轉化成內能的沖程是（）

A.吸氣沖程B.壓縮沖程C.做功沖程1）.排氣沖程

2.關于熱機，以下說法正確的選項是0

A.吸氣沖程中，汽油機和柴油機吸入的都是空氣

B.做功沖程是把機械能轉化為內能

C.柴汕機有噴汕嘴而沒有火花塞

D.做功沖程是依靠匕輪的慣性完成的

3.如下圖是內燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是0

A.壓縮沖程,將化學能轉化成內能

B.壓縮沖程,將機械能轉化成內能

C.做功沖程,將內能轉化成機械能

D.做功沖程,將機械能轉化成內能

4.如圖是單缸四沖程內燃機的匹個沖程的示意圖，以下四組關于這種內燃機一個工作循環(huán)的四個沖程的

順序排列正確的選項是0

A.丙、丁、乙、甲B.乙、丁、甲、為

C.乙、甲、丁、丙D.甲、乙、丙、丁

5.如下圖的實驗或機器均改變了物體的內能，其中與另外三個改變內能方法不同的是（）

A.觀察水的沸騰B.空氣推動塞子時，內能減少

空氣被壓縮時內能增大D.內燃機壓縮沖程

二、填空題

6.某汽油機工作過程有吸氣、玨縮、做功和排氣四個沖程。如圖為沖程工作示意圖，在這個過程中

能轉化為機械能。假設該汽油機的飛輪轉速是4800r/min,那么汽油機每秒鐘做功次。

7.如下圖，在空氣壓縮引火儀的玻璃筒底部放一小團枯燥的棉花，快速壓下活塞，可觀察到棉花著火燃

燒，此過程中活塞對筒內氣體做功，氣體的內能_（選填“增加〃或“減少〃），這與四沖程汽油機

的沖程的能量轉化相同。

8.內燃機一個工作循環(huán)有吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，實現將內能轉化為機械能的是—沖程，

選擇水作為發(fā)動機的冷卻液，是利用水的較大的特點.

參考答案

1.B

【解析】在四沖程內燃機的四個沖程中，壓縮沖程中活塞壓縮氣體對其做功，將機械能轉化為內能.應選

B.

2.C

【解析】A.吸氣沖程中，汽油機吸入的是空氣，而柴油機吸入的是柴油和空氣的混合物，故A錯誤；

B.做功沖程是把內能轉化為機械能，故B錯誤；

C.柴油機頂部有噴油嘴而沒有火花塞，故C正確；

I）.做功沖程以外的三個沖程是依靠飛輪的慣性完成的，故I）錯誤。

選C。

3.C

【解析】圖中的氣門關閉，活塞下行，并且電火花打火，這是做功沖程的特點；在做功沖程中，能量轉化

關系是氣體的內能轉化為機械能由此可知ABD錯誤，C正確;

4.C

【解析】甲圖中兩氣門都關閉，活塞向上運動，是壓縮沖程；乙圖中進氣門開啟，氣體流入汽缸，是吸氣

沖程；丙圖中排氣門開啟，氣體流出汽缸，是排氣沖程；丁圖中兩氣門都關閉，活塞