人教版九年级物理全一册同步备课14.1热机(导学案)【学生版+解析】

第1节热机（导学案）【学习目标】1.知道热机的概念，初步了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要作用。2.了解汽油机的构造及工作过程。3.了解柴油机的构造及工作过程。【学习重点】了解四冲程汽油机的基本工作原理。【学习难点】了解四冲程汽油机的基本工作原理。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1．热机是将能转化为能的机械。常见的热机有机、机、机、机等。2．内燃机的工作原理：燃料（汽油或柴油）在汽缸里面燃烧时生成的燃气，用来推动活塞，把能转化为能。3.汽油机的构造：由进气门、、火花塞、汽缸、、连杆、曲轴、等组成的。4.活塞在汽缸内时，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个。5.汽油机的一个工作循环是由、、、四个冲程组成的，在一个工作循环中，活塞往复运动次，曲轴转动周，对外做功次。6.柴油机和汽油机构造的不同点：①汽油机汽缸顶部有；柴油机没有，只有.②汽油机吸气冲程吸入的混合物；柴油机吸气冲程只吸入.③汽油机的点火方式为“式”；柴油机的点火方式为“式”.【合作探究】探究一、热机1.实验探究：利用内能可以做功【做一做】在一个试管中装一些水，用橡胶塞塞紧；然后对试管加热使水沸腾，观察现象。分析实验中的能量是怎样转化的？观察到的现象有：①；②管口附近出现。【分析归纳】①酒精燃烧放出热量，酒精的能转化为水的能；②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞做功，气体的能转化为瓶塞的能.③结论：利用内能可以。图1图2图1图22.热机（1）热机：各种利用能做功的机械叫做热机.（2）工作原理：热机利用内能做功，将内能转化为能.（3）种类：蒸气机、、汽轮机、喷气发动机等.（4）常见热机——内燃机①内燃机：燃料直接在发动机燃烧产生动力的热机.②分类：机和机.【例题1】如上图2所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是A．试管口出现的“白雾”是气体B．水蒸气对外做功，内能增加C．水蒸气对外做功，温度升高D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理探究二、汽油机1.吸气冲程：1.吸气冲程：活塞：向运动。进气门：。排气门：。2.压缩冲程：2.压缩冲程：活塞：向运动。进气门：。排气门：。___能转化为能。3.做功冲程：3.做功冲程：活塞：向运动。进气门：。排气门：。____能转化为能.4.排气冲程：4.排气冲程：活塞：向运动。进气门：。排气门：。【例题2】内燃机有四个工作冲程，如图所示是内燃机的_______冲程，活塞上升时，汽缸内气体的内能______（选填“减少”或“增加”），_____能转化为______能。【例题3】内燃机的一个工作循环由_____、_____、_____、______四个冲程组成。一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮速度是1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功_____次。探究三、柴油机【精讲点拨】1.内燃机完成一个工作循环，飞轮转2周，完成4个做功冲程，对外做功1次.2.在一个工作循环中，只有第三个冲程燃气对外做功，其他三个辅冲程不但不做功，还要消耗机械能.3.做功冲程为其他三个冲程提供能量，其他三个冲程为第三冲程做功提供基础.4.依靠飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程.【归纳整理】第1节热机项目汽油机柴油机相同点把内能转化为机械能；一个工作循环有四个冲程.不同点燃料汽油柴油汽缸构造汽缸顶部有一个火花塞汽缸顶部有一个喷油嘴吸气冲程空气与汽油的混合物空气压缩冲程在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，是“点燃式”在压缩冲程结束时，喷油嘴喷出雾状柴油并燃烧，是“压燃式”特点与应用轻巧、功率小、转速高，适用于轿车和轻型车辆笨重、功率大，经济性能好，适用于载重汽车、轮船等【课堂练习】1.热机是利用_______能做功的机械。热机的种类有蒸汽机、________、汽轮机、____________等。2.如图1所示，工作中的四冲程汽油机正处于________冲程，该冲程将________能转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功_______次。图1图2图1图23.如图2所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：（1）这种内燃机是______机；（2）它表示的是______冲程；（3）在这个冲程中______能转化为______能；（4）完成这一冲程，曲轴和飞轮转______转。4.如图甲是某汽油机的吸气冲程时的气门开闭情况和活塞的运动方向，仿照甲图在乙图中画出压缩冲程时的气门开闭和活塞和连杆的大致位置。甲甲乙丙5.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（）A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气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．做功冲程是内能转化为机械能D．压缩冲程是机械能转化为内能【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题？第1节热机（导学案）【学习目标】1.知道热机的概念，初步了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要作用。2.了解汽油机的构造及工作过程。3.了解柴油机的构造及工作过程。【学习重点】了解四冲程汽油机的基本工作原理。【学习难点】了解四冲程汽油机的基本工作原理。【自主预习】阅读教材，完成以下问题：1．热机是将内能转化为机械能的机械。常见的热机有蒸汽机、内燃机、汽轮机机、喷气式发动机等。2．内燃机的工作原理：燃料（汽油或柴油）在汽缸里面燃烧时生成高温、高压的燃气，用来推动活塞做功，把内能转化为机械能。3.汽油机的构造：由进气门、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、曲轴、等组成的。4.活塞在汽缸内运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程。5.汽油机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。6.柴油机和汽油机构造的不同点：①汽油机汽缸顶部有火花塞；柴油机没有，只有喷油嘴.②汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合物；柴油机吸气冲程只吸入空气.③汽油机的点火方式为“点燃式”；柴油机的点火方式为“压燃式”.【合作探究】探究一、热机1.实验探究：利用内能可以做功【做一做】在一个试管中装一些水，用橡胶塞塞紧；然后对试管加热使水沸腾，观察现象。分析实验中的能量是怎样转化的？观察到的现象有：①瓶塞被冲出来；②管口附近出现“白雾”。【分析归纳】①酒精燃烧放出热量，酒精的化学能转化为水的内能；②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞做功，气体的内能转化为瓶塞的机械能.③结论：利用内能可以做功。图1图2图1图22.热机（1）热机：各种利用内能做功的机械叫做热机.（2）工作原理：热机利用内能做功，将内能转化为机械能.（3）种类：蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等.（4）常见热机——内燃机①内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机.②分类：汽油机和柴油机.【例题1】如上图2所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是A．试管口出现的“白雾”是气体B．水蒸气对外做功，内能增加C．水蒸气对外做功，温度升高D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理【答案】D.【解析】A．试管口出现的“白雾”是小液滴，即水蒸气遇冷液化而成的小液滴，故A错误；BC．水蒸气对外做功，内能转化为机械能，内能减小，温度降低，故BC错误；D．蒸汽机的工作原理，是把内能转化为机械能.试管内水蒸气的内能可以转化为塞子的机械能，与做功冲程相同，故该实验基本展示了蒸汽机的工作原理，故D正确。所以选D.探究二、汽油机1.吸气冲程：1.吸气冲程：活塞：向下运动。进气门：开。排气门：关。2.压缩冲程：2.压缩冲程：活塞：向上运动。进气门：关。排气门：关_。机械能转化为内能。3.做功冲程：3.做功冲程：活塞：向下运动。进气门：关。排气门：关。内能转化为机械能4.排气冲程：4.排气冲程：活塞：向上运动。进气门：关。排气门：开。【例题2】内燃机有四个工作冲程，如图所示是内燃机的_______冲程，活塞上升时，汽缸内气体的内能______（选填“减少”或“增加”），_____能转化为______能。【例题3】内燃机的一个工作循环由_____、_____、_____、______四个冲程组成。一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮速度是1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功_____次。【答案】吸气、压缩、做功、排气，10.【解析】内燃机的一个工作循环包括吸气、压缩、做功、排气四个冲程，曲轴转动二周，对外做功一次。汽油机的飞轮速度是EQ\F(1200r,1min)=EQ\F(20r,1s)，汽油机每秒钟对外做功EQ\F(20r,2r)=10（次）探究三、柴油机【精讲点拨】1.内燃机完成一个工作循环，飞轮转2周，完成4个做功冲程，对外做功1次.2.在一个工作循环中，只有第三个冲程燃气对外做功，其他三个辅冲程不但不做功，还要消耗机械能.3.做功冲程为其他三个冲程提供能量，其他三个冲程为第三冲程做功提供基础.4.依靠飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程.【归纳整理】第1节热机项目汽油机柴油机相同点把内能转化为机械能；一个工作循环有四个冲程.不同点燃料汽油柴油汽缸构造汽缸顶部有一个火花塞汽缸顶部有一个喷油嘴吸气冲程空气与汽油的混合物空气压缩冲程在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，是“点燃式”在压缩冲程结束时，喷油嘴喷出雾状柴油并燃烧，是“压燃式”特点与应用轻巧、功率小、转速高，适用于轿车和轻型车辆笨重、功率大，经济性能好，适用于载重汽车、轮船等【课堂练习】1.热机是利用_______能做功的机械。热机的种类有蒸汽机、________、汽轮机、____________等。【答案】内，内燃机，喷气发动机.【解析】热机是利用内能做功的机械。热机的种类有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。2.如图1所示，工作中的四冲程汽油机正处于________冲程，该冲程将________能转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功_______次。【答案】做功，内，10。【解析】如图，进气门和排气门都是关闭的，火花塞放电，活塞下行，可以判断是做功冲程，做功冲程中内能转化为机械能。热机完成一个工作循环，要经过4个冲程，燃气对外做功1次，活塞往返2次，飞轮转动2周，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功10次，飞轮转动20周。图1图2图1图23.如图2所示是某种内燃机某一冲程的示意图，由图可知：（1）这种内燃机是______机；（2）它表示的是______冲程；（3）在这个冲程中______能转化为______能