人教版物理九年级14.1《热机》教学设计

人教版物理九年级全册

14.1《热机》教学设计

课题名14.1热机

1.知道热机的概念；初步了解热机的工作原理。

教学目标2.了解汽油机的构造和工作过程。

3.了解柴油机的构造和工作过程。

1.热机的工作原理。

教学重点

2.四冲程汽油机的工作过程。

教学难点热机工作过程中，能量的转化。

教师准备：试管、酒精杯、铁架台、试管塞等

教学准备

学生准备：课本

新课导入

同学们知道跑车为什么能大展神威吗？

教学过程新知相授

一、热机

我们在一个试管中装一些水，用软木塞塞住。对试管加热使水沸

腾，会看到什么现象？你想到了什么？

教师组织实验。（注意安全）

我们可以看到现象：塞子被试管内的热气推出，试管口有“白雾”

生成。

这是为什么呢？

酒精燃烧时化学能转化为内能，传递给水，使水的内能增大，温

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度升高，产生大量水蒸气，水蒸气把塞子冲出去，水蒸气的内能转化

为塞子的机械能。

我们今天所说的热机就是利用内能做功的机器。（重点）

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。热机的发明和使用，对人类社会的发展起到了重要作用。

接下来大家完成【例1】、【例2】：

【例1】关于图示的实验，下列说法错误的是（）

A.试管口出现的白雾是水蒸气液化的结果

B.该实验基本能反映热机的工作原理

C.木塞冲出的过程是将机械能转化为内能

D.该实验可以说明做功能改变物体的内能

【答案】C

［例2］下列有关热机的说法不正确的是（）

A.热机工作的过程是将燃料燃烧获得的内能转化为机械能

B.为了防止热机过热，通常用水来降温，是利用水的比热容大的特

生

C.热机排出的尾气没有带走热机的内能

D.热机的大量使用会造成环境污染

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【答案】c

通关秘籍：热机是利用内能转化为机械能的机器。一般是通过燃料燃

烧释放的内能转化为机器运动的机械能，如火箭发动机是利用燃料燃

烧释放的内能转化为火箭上升的机械能。

二、汽油机

大家看看PPT上的图片，这个就是热机中的典型代表之-----汽油

机，他由气缸、火花塞、进气门、出气门、活塞、曲轴、连杆组成。

它的工作原理是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。汽油机工作时，活塞在汽缸内做

一次单向运动，叫作一个冲程。

它的点火方式是点燃式。

关于汽油机，四大冲程是重点考试内容。

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。

接下来我们具体讲一下四大冲程的具体内容。大家要做好笔记

第一个是吸气冲程，我们观察一下图片，它的阀门一开一闭，进气

阀门是打开的，排气阀门是关闭的，同时，活塞向下运动，吸入了汽

油和空气的燃料的混合物。

第二个是压缩冲程，我们观察一下图片，它的阀门都是关闭的，

同时，活塞向上运动，由于体积的减小，里面燃料混合物的压强增大,

活塞对燃料混合物做功，燃料内能增大，温度升高。这个过程中活塞

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的机械能转化为燃料混合物的内能。

第三个是做功冲程，在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃

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。

燃料混合物的内能转化为活塞的机械能。

第四个是排气冲程，它的进气阀关闭，排气阀打开，活塞向上运

动。接下来就是重复吸气冲程了。

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©

接下来大家完成【例3】和【例4】,巩固一下：

【例2】图是四冲程汽油机的剖面图，下列关于其4个冲程的描述正确

的是（）

A.吸气冲程中，汽油和空气的混合物进入汽缸

B.压缩冲程中，通过做功的方式使汽缸内气体的内能减小

C.做功冲程中，燃料释放的能量绝大部分转化为机械能

D.排气冲程中，废气带走了燃料释放的能量的极少部分

汽缸。花塞

进气门

排气门

活塞

连杆

曲轴

【答案】A

【例4】图是四冲程汽油机的某个冲程，由图可看出它正处于

冲程，该冲程将机械能转化为能，若该汽油机飞轮的转速是

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60r/s,则汽油机每秒钟对外做功_______次。

血

【答案】压缩；内；30o

通关秘籍：判断内燃机4个冲程的方法是一看气门，二看活塞，三看

电火花（有电火花的是做功冲程）。

（1）一气门打开，一气门关闭一吸气或排气（进气门开为吸气，排

气门开为排气）。

（2）两气门都关闭一压缩或做功（活塞向上为压缩，活塞向下为做

功）。

三、柴油机

接下来，我们讲柴油机。

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。

所以它的点火方式是压燃式。

下面总结了汽油机和柴油机的区别，大家可以看一下：

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种类汽油机柴油机

相同点都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程

构造火花塞喷油嘴

燃料汽油柴油

吸入黑体汽油和空气空气

点火方式点燃式压燃式

根据柴油机和汽油机的特点，完成【例5】：

【例5】根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（）

A.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物

C.吸气冲程中内能转化为机械能

D.压缩冲程中内能转化为机械能

【答案】A

通关秘籍：

1.汽油机吸气冲程吸进空气和汽油混合物，己经有汽油进入，自然

不用再有个喷油嘴，但点燃需要火花塞；柴油机吸进空气，要燃烧还

需要燃料，内部还有个喷油嘴，采用压燃点火。

2.柴油机工作过程中压强较大，要求零件具有较高的结构强度，因

此柴油机比较笨重。

大家翻开课本第20页，看到图14.1-5所展示的汽车的动力系统。

这是我国现代汽车多数采用四缸或六缸等多缸发动机，每个汽缸都进

行这种四冲程循环。

课堂练习

1.对于图中的四幅图，下列说法正确的是（）

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A.甲图中软木塞飞出时，管内水蒸气的内能增加

B.乙图中两个压紧的铅块能吊起钩码，主要是因为分子间存在引力

C.丙图中活塞向上运动是内燃机的做功冲程

D.丁图中小朋友下滑时，内能转化为机械能

【答案】B

2.汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,汽车多数采用汽油机作

为发动机,图是四冲程汽油机的工作循环示意图，下列说法中不正确的

是（）

A.甲冲程是把机械能转化为内能

B.乙冲程是排气冲程

C.丙冲程是把机械能转化为内能

D.丁冲程是吸气冲程

【答案】C

3.某汽油机工作过程有吸气、压缩、做功和排气4个冲程。图为—

冲程的工作示意图，在这个过程中能转化为能。若该汽

油机的飞轮转速是4800r/min,则汽油机每秒钟做功次。

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【答案】做