人教版九年级物理上册第十四章-内能的利用-整单元课件

第十四章内能的利用

第1节热机人教版九年级物理上册18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经超过了声速。汽车是如何获得机械能的呢？第一辆汽车最快的汽车1.了解热机的工作原理。了解四冲程汽油机、柴油机的基本工作过程。2.通过分析汽油机和柴油机的构造及工作过程的异同，学习分析和比较等研究方法。该实验中，燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能。蒸汽机原理探究新知知识点1热机点击图片播放探究实验能量之间的转化

人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械——热机。

蒸汽机内燃机汽轮机喷气发动机热机的种类蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！蒸汽轮机蒸汽纺纱机蒸汽火车蒸汽轮船

热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。

内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。一种内燃机的剖面图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。汽油机的构造知识点2汽油机

汽油机由汽缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。汽油机工作时，活塞在汽缸内做往复运动，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。点击播放：了解汽油机的结构和工作过程汽油机的结构与工作过程汽油机在四个冲程中的工作过程进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气混合物进入汽缸。进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。汽油机在四个冲程中的工作过程进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。【想想议议】1.在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？2．哪个冲程使汽车获得动力？

做功冲程使汽车获得动力，其他三个冲程依靠飞轮的惯性。3．哪个冲程排出了汽车的尾气？压缩冲程做功冲程机械能转化为内能内能转化为机械能排气冲程例1

下列表示四冲程汽油机处于压缩冲程的是（

）

ABCDA连接中考喷油嘴知识点3柴油机柴油机的构造

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。点击播放：了解柴油机的结构和工作过程柴油机的结构与工作过程点击播放：了解汽油机、柴油机的结构和工作过程的异同点汽油机与柴油机的结构与工作过程的异同点汽油机和柴油机的优缺点柴油机比较笨重，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。

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，特别是小型汽车上大量使用。

【思考】老式摩托在启动时，需踏动启动杆，这是为什么？现代汽车里的“马达”（起动机）起什么作用？

答：老式摩托在启动时，需踏动启动杆，带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程，然后发动机（汽油机）才能开始正常工作。

同样，小汽车启动时，转动钥匙，电动机开始带动飞轮转动，完成吸气与压缩冲程、排气冲程，从而启动发动机。

内燃机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。例2常规潜艇以四冲程柴油内燃机为动力，工作时包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中机械能转化为内能的是

冲程。连接中考压缩1．汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（）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C基础巩固题C2.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3.科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，第五冲程是________冲程，这一冲程将______能转化成__________能。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是__________冲程。做功内机械排气1.一台单缸四冲程汽油机，如图所示为________冲程，若飞轮转速为3600r/min，该汽油机活塞1s对外做功_______次。做功30能力提升题2.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（）汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴B.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴

油的混合C.吸气冲程是内能转化为机械能D.压缩冲程是内能转化为机械能A热机是利用内能做功的机器内燃机分为汽油机和柴油机两大类汽油机和柴油机的异同四冲程热机吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程一个工作循环，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次作业内容教材作业完成课后“动手动脑学物理”练习自主安排配套练习册练习第2节热机的效率第十四章内能的利用

人教版九年级物理上册柴薪煤炭石油天然气【想想议议】从哪里可以获得内能？

1.认识燃料的热值的定义，会利用热值的公式进行简单的热量计算。2.常识性了解热机的效率及提高热机效率的途径；培养保护环境的意识。【提出问题】不同燃料的放热本领相同吗？怎么比较它们谁的放热本领强呢？知识点1燃料的热值【实验设计】选取相同质量的不同燃料，点燃后，对相同质量的水进行加热，比较两杯水温度的升高多少，来确定燃料的放热本领。实验方法控制变量法和转换法大量的实验事实证明，燃烧相同质量的不同燃料，放出的热量是不同的。

我们用热值这个概念来表示燃料放出热量的本领。热值：某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比。物理意义：热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。定义式：q:燃料的热值Q：燃料完全燃烧放出的热量m:燃料的质量热值单位：焦每千克；符号：J/kg。气体燃料：J/m3。V：气体燃料的体积观察热值表，你有什么收获？（信息、物理含义）煤油4.6×107木炭3.4×107汽油4.6×107无烟煤3.4×107氢气1.4×108石油4.4×107焦炭3.0×107天然气4.4×107柴油4.3×107烟煤2.9×107煤气3.9×107酒精3.0×107干木柴1.2×107气体（J/m3）液体（J/kg）固体（J/kg）常用燃料的热值

从热量的角度分析，为什么发射火箭上天要用氢做燃料？有关燃料燃烧放热的计算

根据热值表，计算一下10t氢完全燃烧放出多少焦耳的热量？

若用干木柴完全燃烧来获得这些热量，需要多少t干木柴？氢的热值是1.4×108J/kg干木柴的热值1.2×107J/kg放出热量：Q=qm=1.4×108J/kg×

10×103kg

=1.4×1012J需要干木柴：约120t干木柴与10t氢完全燃烧放出的热量相当。

例

关于燃料的热值正确的是（）A．燃料的热值与燃料的燃烧程度有关B．燃料的热值与燃料的种类有关C．燃料的热值与燃料的多少有关D．燃料的热值与上面三个因素都有关B例对于燃料的热值，下列说法中，正确的是(

)

A．燃料的热值跟燃料燃烧时放出的热量成正比

B．燃料没燃烧时就没有热值

C．就某种确定的燃料而言，它的热值是一个确定的值，

跟燃料的质量及燃料燃烧放出的热量无关

D．容易燃烧的燃料热值一定大C例

我国于2017年5月18日在南海海域成功试采“可燃冰”，“可燃冰”作为新型能源，有着巨大的开发使用潜力，在相同条件下，“可燃冰”完全燃烧放出的热量可达到天然气的数十倍。如果“可燃冰”热值是天然气的10倍，设天然气热值为4.2×107J/kg，完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量为__________J2.1×108连接中考解：可燃冰的热值：q可燃冰=10q天然气

=10×4.2×107J/kg

=4.2×108J/kg完全燃烧0.5kg“可燃冰”放出的热量：

Q=q可燃冰m=4.2×108J/kg×0.5kg

=2.1×108J【想想议议】在内燃机中燃料是否能够完全燃烧？燃料燃烧释放的能量都到哪里去了？知识点2热机的效率点击图片播放热机效率

用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。公式蒸汽机的效率只有6%~15%

汽油机的效率为20%~30%柴油机的效率为30%~45%【例题】某汽车的输出功率是60kW，正常行驶的速度为54km/h，汽车内燃机的效率是25%，该汽车要是行驶108km，要消耗多少kg的汽油？（汽油的热值4.6×107J/kg）分析：（1）要计算出消耗的汽油质量，根据Q=mq可知，需要求出消耗的汽油完全燃烧释放的热量。（2）又根据可知，需要求出汽车行驶过程中做的有用功；（3）又根据W=Pt可知，需要求出汽车行驶的时间；（4）汽车行驶的时间t可由速度公式求出。≈37.6kg热机与环境【思考】如何提高热机效率，节约能源，减少污染？1提高燃料利用率，使燃料充分燃烧；2改进热机，减少各种能量损失；3利用废气的能量。例

下列提高热机效率的方法中，不可行的是（）A．减少各种热损失B．加润滑油减少机器各部件之间的摩擦C．充分利用废气的能量，如建热电站D．采取少消耗总能量的办法D

巩固练习热机与社会生活点击图片播放视频1.下列关于热值的说法正确的是（）A．2kg煤的热值大于1kg煤的热值B．燃料热值越大，燃烧放出的热量越多C．燃料燃烧不完全时热值变小D．燃料的热值是燃料本身的特性，与其他因素无关D课堂检测基础巩固题2.古语道：“人要实，火要虚。”此话的意思是说做人要脚踏实地，才能事业有成；可燃物要架空一些，才能燃烧更旺。“火要虚”的目的是（）A．增大可燃物的热值B．降低可燃物的着火点C．能使可燃物完全燃烧D．提高了可燃物的利用率D课堂检测基础巩固题3.

【多选】关于热机效率，下列说法正确的是(

)

A．热机效率越高，即热机做的有用功多

B．热机效率越高，即热机的功率越大

C．要提高热机效率，就要尽量减少各种能量损失，并且要保证良好的润滑

D．提高热机效率，有利于环保减排

CD课堂检测4.有如图所示的两套相同装置，分别在两个燃烧皿中放入质量相同的不同燃料，点燃后加热质量相等的同种液体，通过比较燃料__________（选填“燃烧相同时间”或“全部燃烧”）后温度计示数的变化，来判断两种燃料的热值的大小。燃料燃烧，___________转化为内能，用比热容________的液体可以使实验现象更明显。（实验中液体没有沸腾）全部燃烧化学能小565.某个家庭预计每月使用天然气4m3，这些天然气完全燃烧放出多少热量，相当于多少kg柴薪完全燃烧放出的热量？（q气=4.4×107J/m3，q柴=1.2×107J/kg）解：天然气完全燃烧放出的热量：Q放=q气V=4.4×107J/m3×4m3=1.76×108J；放出这些热量所需柴薪质量：

目前,“节能减排”已引起全球的关注。如何减少能耗,提高汽车发动机的效率,越来越受到人们的重视,大多数家用汽车的发动机均为汽油机,它把汽油燃烧产生的内能部分转化成机械能,再通过传动机构将动力传给车轮使汽车行驶,小明的爸爸新买了一辆小汽车,小明坐着这辆汽车匀速行驶144km,用时2h,消耗汽油9kg,其发动机的功率为23kW。请运用所学的知识解答下列问题。(汽油的热值为4.6×107J/kg)(1)汽车匀速行驶时所受的牵引力是多大?(2)汽车发动机的效率是多少?能力提升题作业内容教材作业完成课后“动手动脑学物理”练习自主安排配套练习册练习

第十四章内能的利用

第3节能量的转化和守恒人教版九年级物理上册

自然界中存在着各种各样的能量，它们之间在一定条件下会发生相互转化，能量的转化遵循怎样的规律呢？1.

知道各种形式的能可以相互转化，能举出日常生活中能量转化的例子。2.理解能量的转化和守恒定律，能用能量守恒观点分析自然现象。拉长的橡皮筋

你能说出下面物体都具有什么形式的能量吗？山巅的危石运动的足球西藏羊八井地热池

食物

太阳光弹性势能重力势能动能内能化学能太阳能常见的能量形式有：机械能、内能、电能、光能、太阳能、生物能、原子能等。水能电能化学能煤炭、液化石油气奔腾的江河电流机械能转化为内能电能转化为机械能钻木取火木柴燃烧风扇通电化学能转化为内能知识点1能量的转化植物吸收太阳光进行光合作用水电站里水轮机带动发电机发电机械能转化为电能电闪雷鸣太阳能转化为化学能电能转化为机械能、光能光能转化为电能电能转化为内能风能转化为电能光伏发电微波炉风力发电电能转化为化学能核能转化为机械能手机充电核电站原子弹爆炸核能转化为电能点击图片播放各种形式的能量是可以相互转化的【填一填】物体高温下发光太阳热水器AgBr见光分解木炭燃烧原电池电解NaCl溶液电动机发电机摩擦生热做功冲程热电站太阳能电池板木炭燃烧吸热化学反应太阳帆例智轨列车融合了有轨电车和公共汽车的优势，零排放、无污染。智轨列车的动力系统在输出动力的过程中（）A．电能转化为机械能B．内能转化为机械能C．机械能转化为电能D．机械能转化为内能连接中考A弹性小球越跳越低停止用力，秋千会越摆越低

在秋千和小球的运动中，看似能量减小了，其实是在运动过程中，有一部分机械能转化成了内能。知识点2能量守恒定律能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

根据能量守恒定律，在分析自然现象时，如果发现某种形式的能量减少，一定能找到另一种形式的能量增加；反之，当某种形式的能量增大时，也一定可以找到另一种形式的能量减少。

能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。

1.电风扇工作时，消耗的电能与电动机获得的机械能相等吗？如不相等，是否意味着能量不守恒？

2.我国有句谚语“要使马儿跑得快，又要马儿不吃草”比喻现实生活中不可能的事，请大家分析此比喻是否有科学道理？

提示不相等。消耗的电能除了转化为机械能外，还转化为内能。【想想议议】

提示没有。违反了能量的转化和守恒定律。点击图片播放不能实现的永动机例

根据能量守恒定律，下列情形可能发生的是（）A．随着科学技术不断发展和提高，永动机是可以制成的B．两个斜面相对连接，小球从左斜面滚下后冲上右斜面C．电水壶里的水沸腾后断电，水的沸腾却一直持续下去D．出枪膛的子弹射穿木板后，以更快的速度继续运动B

连接中考1.

某智能百叶窗的叶片上贴有太阳能板，在光照时发电，给电动机供电以调节百叶