九年級(jí)物理上冊(cè) 12.4 熱機(jī)與社會(huì)發(fā)展習(xí)題課件 （新版）粵教滬版.ppt

物理 第十二章內(nèi)能與熱機(jī) 12 4熱機(jī)與社會(huì)發(fā)展 知識(shí)梳理 隨堂檢測(cè) 課堂導(dǎo)學(xué) 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 課后作業(yè) 導(dǎo)學(xué)目標(biāo) 導(dǎo)學(xué)目標(biāo)1 知道熱機(jī)工作過程中的能量轉(zhuǎn)化過程 2 了解汽油機(jī)的工作原理和工作過程 提高讀圖能力 3 通過對(duì)熱機(jī)效率和熱機(jī)與環(huán)境等問題的分析和討論 樹立效率意識(shí)和環(huán)保意識(shí) 核心考點(diǎn) 內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程 1 熱機(jī)是把能轉(zhuǎn)化為能的機(jī)器 常見的熱機(jī)有 2 汽油機(jī)的四個(gè)沖程包括 3 汽油機(jī)在壓縮沖程中 將能轉(zhuǎn)化能 在做功沖程將能轉(zhuǎn)化能 4 熱機(jī)效率是指用來做的能量與燃料的能量之比 知識(shí)梳理 內(nèi) 機(jī)械 蒸汽機(jī) 汽油機(jī) 柴油機(jī) 吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程 排氣沖程 機(jī)械 內(nèi) 內(nèi) 機(jī)械 有用功 完全燃燒放出 知識(shí)點(diǎn)1熱機(jī)1 熱機(jī) 車 船和飛機(jī)的發(fā)動(dòng)機(jī)是把燃料燃燒時(shí)釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置 這種裝置被稱為熱機(jī) 所有熱機(jī)在工作時(shí)能量轉(zhuǎn)化的過程都是相同的 即將燃料的能通過燃燒轉(zhuǎn)化為能 然后通過做功 把能轉(zhuǎn)化為能 化學(xué) 課堂導(dǎo)學(xué) 內(nèi) 內(nèi) 機(jī)械 例1 2017 烏魯木齊 目前我國已將發(fā)動(dòng)機(jī)研發(fā)列為國家重大科技專項(xiàng) 下列我國 陸 海 空 天 裝備中動(dòng)力機(jī)械不屬于熱機(jī) 利用內(nèi)能做功的機(jī)械 的是 a 中國高鐵交流異步牽引電動(dòng)機(jī)b 052d型導(dǎo)彈驅(qū)逐艦燃?xì)廨啓C(jī)c 殲20戰(zhàn)機(jī)渦扇15煤油發(fā)動(dòng)機(jī)d 長征五號(hào)火箭液氫液氧發(fā)動(dòng)機(jī) a 課堂導(dǎo)學(xué) 思路點(diǎn)撥 熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的裝置 分析各選項(xiàng)能量轉(zhuǎn)化 找出符合要求的答案 2 實(shí)驗(yàn)探究 熱機(jī)是如何實(shí)現(xiàn)從內(nèi)能向機(jī)械能轉(zhuǎn)化的 如圖所示 在試管內(nèi)裝一些水 用軟木塞塞住試管口 放到酒精燈上加熱 使水沸騰起來 可觀察到 課堂導(dǎo)學(xué) 水蒸氣把軟木塞沖出 探究歸納 上面的裝置就是一個(gè)簡(jiǎn)單原始的熱機(jī) 其工作過程是 能量轉(zhuǎn)化是 燃料燃燒 化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 內(nèi)能通過熱傳遞的方式傳遞給工作物質(zhì) 工作物質(zhì)的內(nèi)能增加 溫度升高 推動(dòng)活塞對(duì)外做功 把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 課堂導(dǎo)學(xué) 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 例2 下列關(guān)于熱機(jī)的說法中 正確的是 a 熱機(jī)是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置b 熱機(jī)是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的裝置c 只要對(duì)內(nèi)燃機(jī)不斷進(jìn)行革新 它可以把氣體的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能d 即使沒有漏氣 也沒有摩擦 內(nèi)燃機(jī)能把內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 b 課堂導(dǎo)學(xué) 思路點(diǎn)撥 明確熱機(jī)的工作原理 知道熱機(jī)的效率不可能達(dá)到100 3 熱機(jī)的種類有蒸汽機(jī) 汽油機(jī) 柴油機(jī)等 4 燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī) 叫做內(nèi)燃機(jī) 常見的內(nèi)燃機(jī)有汽油機(jī)和柴油機(jī) 課堂導(dǎo)學(xué) 知識(shí)點(diǎn)2汽油機(jī)閱讀課本p37 38頁 研究汽油機(jī)的工作原理 回答下列問題 由圖所示 汽油機(jī)的主要構(gòu)造有 進(jìn)氣門 火花塞 排氣門 氣缸 活塞 連桿 曲軸等 課堂導(dǎo)學(xué) 2 汽油機(jī) 是利用氣缸內(nèi)燃燒的汽油產(chǎn)生的燃?xì)鈦硗苿?dòng)活塞的熱機(jī) 3 工作過程 多數(shù)汽油機(jī)的工作循環(huán)過程是由四個(gè)沖程組成的 分別是吸氣沖程 壓縮沖程 做功沖程和排氣沖程 其工作過程如下表 高溫 課堂導(dǎo)學(xué) 做功 例3 單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程的示意圖如下圖所示 下列關(guān)于這種內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)中四個(gè)沖程的順序排列正確的是 a 丙 丁 乙 甲b 乙 丁 甲 丙c 乙 甲 丁 丙d 甲 乙 丙 丁 b 課堂導(dǎo)學(xué) 思路點(diǎn)撥 四沖程內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)包括吸氣 壓縮 做功 排氣四個(gè)沖程 根據(jù)兩個(gè)氣門的開關(guān) 活塞的運(yùn)動(dòng)方向以及火花塞是否點(diǎn)火可以確定每個(gè)沖程 從而排列出正確的順序 課堂導(dǎo)學(xué) 變式拓展1 2017 杭州 如圖為汽油機(jī)工作過程中某一沖程的示意圖 此沖程的名稱及能量轉(zhuǎn)化是 a 壓縮沖程 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能b 壓縮沖程 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能c 做功沖程 機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能d 做功沖程 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能 a 課堂導(dǎo)學(xué) 知識(shí)點(diǎn)3汽油機(jī)與柴油機(jī)的比較閱讀課本p38 39頁信息瀏覽部分內(nèi)容 歸納出汽油機(jī)與柴油機(jī)的異同 例4 下列關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別中 錯(cuò)誤的是 a 柴油機(jī)的氣缸頂部是噴油嘴b 柴油機(jī)的飛輪大 比汽油機(jī)笨重c 柴油機(jī)的效率比汽油機(jī)高d 柴油機(jī)用點(diǎn)燃式完成做功 d 課堂導(dǎo)學(xué) 變式拓展2 關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī) 下列說法錯(cuò)誤的是 a 汽油機(jī)氣缸頂部有火花塞 而柴油機(jī)的氣缸頂部是噴油嘴b 在吸氣沖程中 汽油機(jī)吸入的是汽油和空氣的混合氣體 而柴油機(jī)吸入的是空氣c 汽油機(jī)效率比柴油機(jī)效率低 是因?yàn)槠偷臒嶂当炔裼偷臒嶂敌 汽油機(jī)是點(diǎn)燃式 而柴油機(jī)是壓燃式 c 課堂導(dǎo)學(xué) 知識(shí)點(diǎn)4熱機(jī)效率 熱機(jī)與環(huán)境1 熱機(jī)效率 1 熱機(jī)效率 熱機(jī)工作時(shí) 與燃料完全燃燒放出的之比叫熱機(jī)的效率 用公式可表示為 汽油機(jī)的效率一般為20 30 柴油機(jī)的效率可達(dá)45 做有用功的能量 課堂導(dǎo)學(xué) 能量 2 討論熱機(jī)能量的損失有哪些 燃料很難完全燃燒 燃料的化學(xué)能沒有全部釋放出來 有一部分損失掉了 排放出去的尾氣溫度很高 帶走相當(dāng)多的能量 由于熱傳遞 機(jī)械要向外傳熱 又損失一部分能量 機(jī)械在傳動(dòng)過程中存在摩擦 要克服摩擦做功 又消耗一部分能量 課堂導(dǎo)學(xué) 3 提高熱機(jī)效率的主要途徑有哪些 使燃料充分燃燒 盡量減少各種熱量損失 在熱機(jī)的設(shè)計(jì)和制造上 采用先進(jìn)的技術(shù) 使用時(shí) 注意保養(yǎng) 保證良好的潤滑 合理調(diào)整運(yùn)動(dòng)零件之間的間隙 減小因克服摩擦阻力而額外消耗的功 課堂導(dǎo)學(xué) 例5 2017 棗莊 如圖是某內(nèi)燃機(jī)工作時(shí)的能量流向圖 該內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率是 a 25 b 35 c 40 d 75 b 課堂導(dǎo)學(xué) 思路點(diǎn)撥 燃料燃燒的內(nèi)能減去機(jī)械自身消耗能量和廢氣帶走能量的百分比 即為獲得有用機(jī)械能的百分比 也就是該內(nèi)燃機(jī)的熱機(jī)效率 變式拓展3 2017 益陽 為了節(jié)約能源 需要提高熱機(jī)的效率 下列措施不能提高熱機(jī)效率的是 a 讓燃料與空氣混合充分 使燃料燃燒得比較完全b 在設(shè)計(jì)與制造熱機(jī)時(shí)要不斷改進(jìn)與創(chuàng)新 以減少能量的損失c 盡量減少熱機(jī)內(nèi)部各部件間的摩擦d 盡量增加熱機(jī)的工作時(shí)間 d 課堂導(dǎo)學(xué) 2 熱機(jī)與環(huán)境 1 環(huán)境污染主要有污染和污染 2 小組討論減少環(huán)境污染的措施有哪些 空氣 課堂導(dǎo)學(xué) 噪音 出臺(tái)嚴(yán)格的汽車尾氣排放標(biāo)準(zhǔn) 提高汽油 柴油的品質(zhì) 安裝電子控制燃油噴射發(fā)動(dòng)機(jī) efi系統(tǒng) 等等 隨堂檢測(cè) 1 下列說法正確的是 a 內(nèi)燃機(jī)是利用電能做功的機(jī)械b 內(nèi)燃機(jī)在做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能c 內(nèi)燃機(jī)在壓縮沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能d 隨著技術(shù)的進(jìn)步 內(nèi)燃機(jī)的效率能達(dá)到100 b 隨堂檢測(cè) 2 四沖程汽油機(jī)工作時(shí)與圖中能量轉(zhuǎn)化相同的沖程是 a 吸氣沖程b 壓縮沖程c 做功沖程d 排氣沖程 c 隨堂檢測(cè) 3 2017 義烏市 如圖所示是某轎車發(fā)動(dòng)機(jī)的四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)示意圖 表示做功沖程的是 c 隨堂檢測(cè) 4 在如圖所示的四幅圖中 甲 乙是兩個(gè)演示實(shí)驗(yàn)示意圖 丙 丁是四沖程汽油機(jī)關(guān)工作過程中的兩個(gè)沖程示意圖 與壓縮沖程原理相同的是圖所示的演示實(shí)驗(yàn) 汽油機(jī)利用內(nèi)能來做功的沖程是圖 乙 丙 隨堂檢測(cè) 5 2017 哈爾濱 如圖所示是四沖程汽油機(jī)工作時(shí)的壓縮沖程 此過程中通過方式使汽缸內(nèi)燃料混合物的內(nèi)能 選填 增大 或 減小 做功 增大 隨堂檢測(cè) 6 某汽車尾部上標(biāo)有 2 0t 的字樣 其中 t 就是 渦輪增壓 是利用高溫 高壓的廢氣去沖擊 廢氣渦輪 高速旋轉(zhuǎn) 來帶動(dòng)同軸的 進(jìn)氣渦輪 也高速旋轉(zhuǎn) 從而增加吸氣沖程的進(jìn)氣量并增大進(jìn)氣氣壓 使汽油燃燒更充分 燃?xì)鈮簭?qiáng)更大 同時(shí)也減少了廢氣中的有害物質(zhì) 達(dá)到提高發(fā)動(dòng)機(jī)效率和減少廢氣污染的目的 這輛汽車的最低油耗可達(dá)0 2kg kw h 已知汽油的熱值為4 6 107j kg 溫馨提示 最低油耗是指燃燒最少的汽油獲得最大有用功的能量 隨堂檢測(cè) 0 2kg kw h 表示獲得1kw h能量消耗0 2kg油 求 1 0 2kg的汽油完全燃燒時(shí)放出的熱量為多少 2 該汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的效率最高可達(dá)多少 結(jié)果保留整數(shù) 課后作業(yè) 1 2017 湘潭 下列所示的工具工作過程中使用熱機(jī)的是 b 課后作業(yè) 2 2017 廣西 使汽車獲得動(dòng)力的沖程是 a 吸氣沖程b 壓縮沖程c 做功沖程d 排氣沖程 c 課后作業(yè) 3 2017 黑龍江 下面是汽油機(jī)工作時(shí)的各個(gè)沖程示意圖 其中將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是 b 課后作業(yè) 4 2017 河北 下列說法正確的是 a 熱機(jī)消耗的燃料越多 效率就越低b 熱傳遞中溫度總是從熱的物體傳給冷的物體c 同一物體 溫度降低的越多 放出熱量就越多d 人體內(nèi)水的比例很高 有助于調(diào)節(jié)體溫 以免溫度變化太快對(duì)身體造成危害 d 課后作業(yè) 5 2017 岳陽 隨著人們的生活水平的提高 汽車走進(jìn)千家萬戶 關(guān)于小汽車涉及的知識(shí)說法正確的是 a 用甘油做發(fā)動(dòng)機(jī)的冷卻劑b 發(fā)動(dòng)機(jī)做功沖程將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能c 精心保養(yǎng)可使發(fā)電機(jī)的效率達(dá)到100 d 排出的尾氣對(duì)環(huán)境沒有任何污染 b 課后作業(yè) 二 填空題6 汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中 只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)外做功 其他三個(gè)沖程要靠飛輪的慣性來完成 7 四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)包括四個(gè)沖程 如圖所示是汽油機(jī)的沖程 在設(shè)計(jì)制造時(shí) 汽缸外有一個(gè)水套 讓汽缸被水包圍著 用水來冷卻汽缸是因?yàn)樗妮^大 做功 慣性 做功 比熱容 課后作業(yè) 8 如圖甲是一臺(tái)單杠四沖程汽油機(jī)工作狀態(tài)示意圖 由圖甲可以看出 它此時(shí)正處在沖程 其能量轉(zhuǎn)化情況與 選填 乙 或 丙 圖相同 如果此汽油機(jī)每秒對(duì)外做功20次 則汽油機(jī)每秒內(nèi)完成個(gè)沖程 飛輪的轉(zhuǎn)速為r min 做功 丙 80 2400 課后作業(yè) 9 如圖所示為汽油機(jī)工作過程中某一沖程的示意圖 此圖是沖程 有一種單缸汽油機(jī)在原有四沖程的基礎(chǔ)上增加兩個(gè)沖程 成為六沖程汽油機(jī) 也就是在原有四沖程汽油機(jī)完成排氣沖程后向氣缸內(nèi)噴水 水在氣缸內(nèi)汽化成水蒸氣 水蒸氣膨脹對(duì)外做功 這種汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有六個(gè)沖程 做功次 這種汽油機(jī)這樣設(shè)計(jì)的目的是 壓縮 2 提高熱機(jī)的效率 節(jié)約能源 課后作業(yè) 10 小婷同學(xué)閱讀了汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的說明書后 將內(nèi)燃機(jī)的能量流向制成如圖所示的圖表 請(qǐng)根據(jù)給出的信息 計(jì)算該汽油機(jī)的效率為 用這臺(tái)汽油機(jī)工作時(shí) 完全燃燒2千克的汽油可輸出有用功j 請(qǐng)你寫出一條提高汽油機(jī)效率的措施 q汽油 4 6 107j kg 30 2 76 107 讓汽油燃燒更充分 課后作業(yè) 三 計(jì)算題11 泰安五岳專用汽車有限公司是一家大型的特種專用汽車生產(chǎn)基地 該廠某型號(hào)專用車在車型測(cè)試中 在一段平直的公路上勻速行駛5 6km 受到的阻力是3 0 103n 消耗燃油1 5 10 3m3 假設(shè)燃油完全燃燒 若燃油的密度 0 8 103kg m3 熱值q 4 107j kg 求 1 專用車牽引力所做的功 解 1 因?yàn)閷Ｓ密噭蛩傩旭?所以牽引力f f 3 0 103n牽引力做的功w fs 3 0 103n 5 6 103m 1 68 107j 課后作業(yè) 2 已知熱機(jī)效率 w q w 式中w為熱機(jī)在某段時(shí)間內(nèi)對(duì)外所做的功 q為它在這段時(shí)間內(nèi)所消耗的燃油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量 則該專用車的熱機(jī)效率是多少 消耗燃油的質(zhì)量 m v 0 8 103kg m3 1 5 10 3m3 1 2kg燃油完全燃燒所產(chǎn)生的熱量 q mq 1 2kg 4 107j kg 4 8 107j熱機(jī)效率 w q 100 1 68 107j 4 8 107j 35 課后作業(yè) 三 綜合能力題12 請(qǐng)仔細(xì)閱讀下文 并回答文后問題 汽車的尾氣汽車為人類文明作出了巨大的貢獻(xiàn) 同時(shí)對(duì)自然生態(tài)環(huán)境的惡化 負(fù)有難以推卸的責(zé)任 某些城市交通發(fā)達(dá) 車輛川流不息 行駛的汽車大量排放含氮氧化物 一氧化碳 碳氧化合物等廢氣 在強(qiáng)烈的日光作用下 這些排放特發(fā)生光化學(xué)反應(yīng) 生成二次污染物 這是一種淺藍(lán)色 有刺激性的煙霧 光化學(xué)煙霧 課后作業(yè) 自20世紀(jì)50年代以來 光化學(xué)煙霧在世界上許多大城市都發(fā)生過 它造成莊稼等植物大面積受害 建筑物被腐蝕 大氣的能見度降底等 我國政府為了減少汽車尾氣帶給人們的