九年级物理14章 热机 教案、练习及答案

1、 中国教育培训领军品牌 学员编号： 年 级： 初 二 课时数： 学员姓名： 辅导科目： 物 理 学科教师：授课时间 教学目标1. 知道什么是热机、冲程、汽油机和柴油机。2热机中工作循环中的能量转化、四冲程内燃机的构造和工作原理。3. 了解汽油机和柴油机的工作过程和在实际中的应用。重点难点 四冲程内燃机的构造和工作原理目录 Contents上节课回顾:作业检查+知识点复习课堂流程一、导入二、知识梳理+经典例题三、随堂检测四、归纳总结五、课后作业上节课回顾：一、作业检查情况 完成 未完成 2、 知识点回顾课堂导入 火，能驱散寒冷和黑暗，带来温暖和光明，钻木取火，人类第一次学会使用自然的力量；而古老

2、的热机蒸汽机的发明则给人类带来了巨大的动力 现代的热机广泛使用在汽车、火车、轮船、飞机、火箭上，热机到底是怎样将内能转化成我们需要的能量的呢?通过这一章的学习，你就会清楚了内能的利用第14章知识讲解 14.1 热机第一次工业革命！蒸汽机带来一场革命！瓦特对蒸汽机作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。蒸汽机的遗憾体积太庞大内燃机电气时代第二次工业革命内燃机的分类：内燃机分为汽油机和柴油机两大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、热机1热机-利用内能做功的机械(1)看到了什么现象？ 塞子被冲出，并且瓶口有 生成(2)整个

3、过程中，能量是怎样转化的：燃料燃烧将_能转化为_能；传给水和水蒸气，水蒸气将塞子推出，将它的_能转化为塞子的_。教师点评:这个实验虽然简单,但基本展示了蒸汽机的工作原理.实际上就是一个原始的热机模型.2热机的种类利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 二、汽油机1构造 汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。2工作过程进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动， 汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。 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。 在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使

4、燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。【想想议议】1 在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？乙 压缩冲程：活塞压缩气体做功，气体温度升高，内能增加，机械能转化为内能。丙 做功冲程：高温高压气体对活塞做功，气体温度降低，内能减少，内能转化为机械能。2、 哪个冲程使汽车获得了动力？ 做功冲程3、哪个冲程排出了汽车的尾气？ 排气冲程4 老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？5 现代汽车里的“马达”起什么作用？【归纳小结】1、在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机械能来

5、完成.2、汽油机工作特点：一次循环，四个冲程，飞轮两周,曲轴两圈，活塞往复两次，一次做功。【例1】某汽油机飞轮转速为3000r/min，那么，每秒钟内完成 个冲程，活塞往复 次，燃气推动活塞做功的次数为 次。 答案：100 50 253、 汽油机和柴油机的优缺点喷油嘴 柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是

6、小型汽车上大量使用，至今不衰。 柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。 柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。4、 汽油机和柴油机比较（一）相同点1.基本构造和主要部件的作用相似。2.每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。3.四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。4.一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。（二）不同点1.构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。2.燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油

7、。3.吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。4.点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。拓展：（1）实际上，柴油机产生的动力更强大，原因是在做功冲程，柴油机对空气的压缩比汽油机更高，因此柴油机工作过程中压强更大，其各部件的结构强度更强。这导致柴油机比较笨重。因此，柴油机主要应用到载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上。（2）柴油机存在的主要问题：噪声大、体积大、污染严重。这是柴油机的技术更新方向！（3）汽油机的效率较低：2030%； 柴油机效率稍高：3045%。【例2】内燃机压缩冲程中机械能转化为内能；在做功冲程中内能转化为机械能。【例3】依靠飞轮惯性完成的冲程是

8、（ B C D ）【例4】如图所示是内燃机的四个冲程，其中属于压缩冲程的是(A)【例5】汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（ C ） A压强增大，温度降低 B压强减小，温度升高 C压强增大，温度升高 D压强减小，温度降低【例6】汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ C ）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 1单缸四冲程内燃机的四个冲程的示意图如图所示，下列关于这种内燃机一个工作循环的四个冲程的顺序排列正确的是（B ） A丙、丁、

9、乙、甲 B. 丁、甲、丙、乙C. 乙、甲、丁、丙 D. 甲、乙、丙、丁2下列流程如图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及到的主要能量转化情况关于对图中的补充正确的是（D） A做功冲程，内能转化为机械能，压缩冲程，机械能转化为内能B压缩冲程，内能转化为机械能，做功冲程，机械能转化为内能C做功冲程，机械能转化为内能，压缩冲程，内能转化为机械能D压缩冲程，机械能转化为内能，做功冲程，内能转化为机械能3汽油机和柴油机相比较，下列叙述中正确的是（ C ）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

10、D在压缩冲程末，汽油机汽缸内的温度比柴油机的高4下列机器中不属于热机的是( A )A发电机B蒸汽机C火箭D内燃机5热机工作时能量的转化过程是( B )A内能化学能机械能 B化学能内能机械能C化学能机械能内能 D内能机械能化学能6单缸四冲程内燃机，做功冲程将内_能转化为机械能，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。7关于汽油机和柴油机，下列说法正确的是( D )A汽油机汽缸顶部有喷油嘴，柴油机汽缸顶部有火花塞B柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入汽缸，汽油机吸入汽缸的是空气C汽油机在做功冲程中，进气门关门排气门打开D汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能8摩托车上的热机工作时

11、提供动力的冲程是( C )A吸气冲程B压缩冲程C做功冲程 D排气冲程9关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是( D )A将废气排出缸外B完成对外做功C吸进汽油和空气的混合物D压缩燃料和空气的混合物10如图所示，水沸腾后会将软木塞冲开，其能量转化情况和四冲程内燃机的哪一个工作冲程相似( C )A吸气冲程 B压缩冲程C做功冲程 D排气冲程11如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图。汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。在活塞向下运动的过程中，汽缸内气体的( A )A内能减少 B温度升高C密度增大 D分子热运动加快12.如图甲为四缸发动机工作原理：内燃机通过连杆把四个汽缸的活塞连在一根曲轴上，并使各

12、汽缸的做功冲程错开，在飞轮转动的每半周里，都有一个汽缸在做功，其他三个汽缸分别在做吸气、压缩和排气工作。(1)发动机在做功冲程里，高温、高压的燃气推动活塞向下运动，对外做功，同时将_能转化为_能。(2)有一台四缸发动机，其主要技术指标如下表所示。其中排量等于四个汽缸工作容积的总和，汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积，又称单缸排量，它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离(即冲程长)。转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数。该发动机在1 s内做功_1.2105_J，单缸排量V_0.5_L。在每个做功冲程里，发动机做功W_600_J。(3)在做功冲程里，燃气对活塞所做的功可表示为WpV，式中

13、p表示燃气对活塞的压强，则p_1.2106_Pa。(1 L103 m3)(4)图乙为发动机在做功冲程中的示意图。下面给出了公式WpV的证明，请将推导过程补充完整(要求各表达式均用S、L或p表示)：设活塞的面积为S，冲程长为L，燃气对活塞的压强为p，则燃气对活塞的压力F_pS_，燃气对活塞所做的功W_pSL_，又根据数学知识可知发动机的单缸排量V_SL_，故WpV。 归纳总结1热机是将燃料燃烧的_能转化为_能，通过做功把_能转化为_能的机器。热机的种类很多，例如_、_、_和_等，常见的内燃机有_和_。2汽油机是燃烧_的内燃机，它包括_冲程、_冲程、_冲程、_冲程，在它的一个工作循环中，活塞往复运

14、动_次，飞轮带动曲轴转动_周，做功_次。3柴油机与汽油机一样，也有四个冲程，所不同的是柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机是火花塞，柴油机是压燃式，汽油机是点燃式。汽油机吸入汽缸的物质是_，柴油机吸入汽缸的物质是_。 家庭作业1. 如图所示，是四冲程汽油机工作的部分冲程示意图，其中 图是做功冲程， 图是依靠飞轮的惯性来完成的冲程。 2. 汽车是我们生活中常用的交通工具，汽油机是汽车的动力设备。单缸汽油机工作的四个冲程中，将内能转化为机械能的是_冲程；主要利用惯性来工作的冲程有_。3. 如图所示的四种交通工具，不用热机作为动力机械的是（ ）B轮船A自行车C卡车D飞机4如图所示，在大口厚玻璃瓶内装入少

15、量的水，并滴入几滴酒精。塞紧塞子后，用气筒往瓶内打气。当塞子跳出时，看到瓶口有白雾出现。下列关于该实验的分析错误的是（ ）A往瓶内打气时，外界对瓶内气体做功B往瓶内打气时，瓶内气体内能变小C瓶塞跳出时，瓶内气体温度降低D瓶塞跳出时，瓶内气体对外做功5如图所示实验或事例，属于内能转化为机械能的是（ ）B搓手取暖A由滑梯上滑下，臀部会有灼热感C钻木取火D水蒸气将软木塞冲出6目前我国研发出一款新型空气动力汽车，它利用压缩空气膨胀推动活塞做功提供动力，这种车在开动时将空气的能转化为能，这种车与汽油机相比优点是(说出一点)。7.如图所示，在试管中装一些水，用软木塞塞紧，对试管加热使水沸腾，会看到蒸汽把软木塞“砰”的一声顶开。“蒸汽顶开软木塞”是一个能量转化的过程，请对此能量转化过程作出描述：_。8点火爆炸实验中，电子式火花发生器点燃盒中酒精蒸气，产生的燃气将塑料盒盖喷出很远此过程的能量转化方式类似于汽油机的（ ）A吸气冲程 B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程9四冲程汽油机在工作过程中，将内能转化为机械能的冲程是（ ）A 吸气冲程B压缩冲程 C做功冲程 D排气冲程10摩托车上的热机工作时提供动力的冲程是（ ）A吸气冲程