九年級物理14章 熱機(jī) 教案、練習(xí)及答案

1、 中國教育培訓(xùn)領(lǐng)軍品牌 學(xué)員編號(hào)： 年 級： 初 二 課時(shí)數(shù)： 學(xué)員姓名： 輔導(dǎo)科目： 物 理 學(xué)科教師：授課時(shí)間 教學(xué)目標(biāo)1. 知道什么是熱機(jī)、沖程、汽油機(jī)和柴油機(jī)。2熱機(jī)中工作循環(huán)中的能量轉(zhuǎn)化、四沖程內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和工作原理。3. 了解汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程和在實(shí)際中的應(yīng)用。重點(diǎn)難點(diǎn) 四沖程內(nèi)燃機(jī)的構(gòu)造和工作原理目錄 Contents上節(jié)課回顧:作業(yè)檢查+知識(shí)點(diǎn)復(fù)習(xí)課堂流程一、導(dǎo)入二、知識(shí)梳理+經(jīng)典例題三、隨堂檢測四、歸納總結(jié)五、課后作業(yè)上節(jié)課回顧：一、作業(yè)檢查情況 完成 未完成 2、 知識(shí)點(diǎn)回顧課堂導(dǎo)入 火，能驅(qū)散寒冷和黑暗，帶來溫暖和光明，鉆木取火，人類第一次學(xué)會(huì)使用自然的力量；而古老

2、的熱機(jī)蒸汽機(jī)的發(fā)明則給人類帶來了巨大的動(dòng)力 現(xiàn)代的熱機(jī)廣泛使用在汽車、火車、輪船、飛機(jī)、火箭上，熱機(jī)到底是怎樣將內(nèi)能轉(zhuǎn)化成我們需要的能量的呢?通過這一章的學(xué)習(xí)，你就會(huì)清楚了內(nèi)能的利用第14章知識(shí)講解 14.1 熱機(jī)第一次工業(yè)革命！蒸汽機(jī)帶來一場革命！瓦特對蒸汽機(jī)作出一系列重大改進(jìn)，在工業(yè)上得到廣泛應(yīng)用。他開辟了人類利用能源新時(shí)代，標(biāo)志著工業(yè)革命的開始。蒸汽機(jī)的遺憾體積太龐大內(nèi)燃機(jī)電氣時(shí)代第二次工業(yè)革命內(nèi)燃機(jī)的分類：內(nèi)燃機(jī)分為汽油機(jī)和柴油機(jī)兩大類使用汽油作為燃料的叫汽油機(jī)。使用柴油作為燃料的叫柴油機(jī)。一、熱機(jī)1熱機(jī)-利用內(nèi)能做功的機(jī)械(1)看到了什么現(xiàn)象？ 塞子被沖出，并且瓶口有 生成(2)整個(gè)

3、過程中，能量是怎樣轉(zhuǎn)化的：燃料燃燒將_能轉(zhuǎn)化為_能；傳給水和水蒸氣，水蒸氣將塞子推出，將它的_能轉(zhuǎn)化為塞子的_。教師點(diǎn)評:這個(gè)實(shí)驗(yàn)雖然簡單,但基本展示了蒸汽機(jī)的工作原理.實(shí)際上就是一個(gè)原始的熱機(jī)模型.2熱機(jī)的種類利用內(nèi)能做功的機(jī)器有很多，例如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。 二、汽油機(jī)1構(gòu)造 汽油機(jī)工作時(shí)，活塞在汽缸里做往復(fù)運(yùn)動(dòng)，活塞從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過程叫做沖程。2工作過程進(jìn)氣門打開，排氣門關(guān)閉?；钊缮隙讼蛳露诉\(yùn)動(dòng)， 汽油和空氣組成的燃料混合物從進(jìn)氣門吸入氣缸。 進(jìn)氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動(dòng)，燃料混合物被壓縮，壓強(qiáng)增大，溫度升高。 在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，火花塞產(chǎn)生電火花，使

4、燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。 進(jìn)氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運(yùn)動(dòng)，把廢氣排出氣缸?！鞠胂胱h議】1 在四個(gè)沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的轉(zhuǎn)化？乙 壓縮沖程：活塞壓縮氣體做功，氣體溫度升高，內(nèi)能增加，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。丙 做功沖程：高溫高壓氣體對活塞做功，氣體溫度降低，內(nèi)能減少，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。2、 哪個(gè)沖程使汽車獲得了動(dòng)力？ 做功沖程3、哪個(gè)沖程排出了汽車的尾氣？ 排氣沖程4 老式摩托在啟動(dòng)時(shí)，需踏動(dòng)啟動(dòng)桿，這是為什么？5 現(xiàn)代汽車?yán)锏摹榜R達(dá)”起什么作用？【歸納小結(jié)】1、在做功沖程燃?xì)鈱钊龉?，?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。其余三個(gè)沖程靠消耗飛輪的機(jī)械能來

5、完成.2、汽油機(jī)工作特點(diǎn)：一次循環(huán)，四個(gè)沖程，飛輪兩周,曲軸兩圈，活塞往復(fù)兩次，一次做功。【例1】某汽油機(jī)飛輪轉(zhuǎn)速為3000r/min，那么，每秒鐘內(nèi)完成 個(gè)沖程，活塞往復(fù) 次，燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功的次數(shù)為 次。 答案：100 50 253、 汽油機(jī)和柴油機(jī)的優(yōu)缺點(diǎn)噴油嘴 柴油機(jī)結(jié)構(gòu)和汽油機(jī)相似，它們的主要區(qū)別是：柴油機(jī)通過壓縮空氣直接點(diǎn)燃柴油。柴油機(jī)的汽缸頂部沒有火花塞，而有一個(gè)噴油嘴。吸入物質(zhì)也只有空氣，在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點(diǎn)，此時(shí)從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣就立刻燃燒起來。汽油機(jī)轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，造價(jià)低廉，運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)，使用維修方便。汽油機(jī)在汽車上，特別是

6、小型汽車上大量使用，至今不衰。 柴油機(jī)比較笨重，主要用于載重汽車、拖拉機(jī)、火車輪船上。 柴油發(fā)動(dòng)機(jī)與汽油發(fā)動(dòng)機(jī)相比熱效率高30%，因而從節(jié)約能源、降低燃料成本角度上講，柴油發(fā)動(dòng)機(jī)轎車的推廣使用具有重大意義。4、 汽油機(jī)和柴油機(jī)比較（一）相同點(diǎn)1.基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。2.每個(gè)工件循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。3.四個(gè)沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個(gè)沖程靠飛輪慣性完成。4.一個(gè)工作沖程中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，做功一次。（二）不同點(diǎn)1.構(gòu)造不同：汽油機(jī)氣缸頂有火花塞，而柴油機(jī)氣缸頂部有噴油嘴。2.燃料不同：汽油機(jī)的燃料是汽油，而柴油機(jī)的燃料是柴油

7、。3.吸氣不同：汽油機(jī)吸進(jìn)汽油和空氣的混合氣體，柴油機(jī)只吸進(jìn)空氣。4.點(diǎn)火不同：汽油機(jī)屬點(diǎn)燃式點(diǎn)火，柴油機(jī)屬壓燃式點(diǎn)火。拓展：（1）實(shí)際上，柴油機(jī)產(chǎn)生的動(dòng)力更強(qiáng)大，原因是在做功沖程，柴油機(jī)對空氣的壓縮比汽油機(jī)更高，因此柴油機(jī)工作過程中壓強(qiáng)更大，其各部件的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度更強(qiáng)。這導(dǎo)致柴油機(jī)比較笨重。因此，柴油機(jī)主要應(yīng)用到載重汽車、拖拉機(jī)、坦克、火車、輪船上。（2）柴油機(jī)存在的主要問題：噪聲大、體積大、污染嚴(yán)重。這是柴油機(jī)的技術(shù)更新方向?。?）汽油機(jī)的效率較低：2030%； 柴油機(jī)效率稍高：3045%?！纠?】內(nèi)燃機(jī)壓縮沖程中機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；在做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。【例3】依靠飛輪慣性完成的沖程是

8、（ B C D ）【例4】如圖所示是內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程，其中屬于壓縮沖程的是(A)【例5】汽油機(jī)在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中的（ C ） A壓強(qiáng)增大，溫度降低 B壓強(qiáng)減小，溫度升高 C壓強(qiáng)增大，溫度升高 D壓強(qiáng)減小，溫度降低【例6】汽油機(jī)和柴油機(jī)相比較，下列敘述中正確的是（ C ）A柴油機(jī)吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機(jī)吸入的是空氣B在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的C柴油機(jī)里推動(dòng)活塞做功的燃?xì)獾膲簭?qiáng)比汽油機(jī)里的高D在壓縮沖程末，汽油機(jī)汽缸內(nèi)的溫度比柴油機(jī)的高 1單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程的示意圖如圖所示，下列關(guān)于這種內(nèi)燃機(jī)一個(gè)工作循環(huán)的四個(gè)沖程的順序排列正確的是（B ） A丙、丁、

9、乙、甲 B. 丁、甲、丙、乙C. 乙、甲、丁、丙 D. 甲、乙、丙、丁2下列流程如圖是用來說明單缸四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉(zhuǎn)化情況關(guān)于對圖中的補(bǔ)充正確的是（D） A做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，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，做功沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C做功沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，壓縮沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D壓縮沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能3汽油機(jī)和柴油機(jī)相比較，下列敘述中正確的是（ C ）A柴油機(jī)吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機(jī)吸入的是空氣B在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的C柴油機(jī)里推動(dòng)活塞做功的燃?xì)獾膲簭?qiáng)比汽油機(jī)里的高

10、D在壓縮沖程末，汽油機(jī)汽缸內(nèi)的溫度比柴油機(jī)的高4下列機(jī)器中不屬于熱機(jī)的是( A )A發(fā)電機(jī)B蒸汽機(jī)C火箭D內(nèi)燃機(jī)5熱機(jī)工作時(shí)能量的轉(zhuǎn)化過程是( B )A內(nèi)能化學(xué)能機(jī)械能 B化學(xué)能內(nèi)能機(jī)械能C化學(xué)能機(jī)械能內(nèi)能 D內(nèi)能機(jī)械能化學(xué)能6單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)，做功沖程將內(nèi)_能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，其他三個(gè)沖程是靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成。7關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)，下列說法正確的是( D )A汽油機(jī)汽缸頂部有噴油嘴，柴油機(jī)汽缸頂部有火花塞B柴油機(jī)在吸氣沖程中，將柴油和空氣的混合氣吸入汽缸，汽油機(jī)吸入汽缸的是空氣C汽油機(jī)在做功沖程中，進(jìn)氣門關(guān)門排氣門打開D汽油機(jī)在做功沖程中，是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能8摩托車上的熱機(jī)工作時(shí)

11、提供動(dòng)力的沖程是( C )A吸氣沖程B壓縮沖程C做功沖程 D排氣沖程9關(guān)于壓縮沖程的作用，下列說法正確的是( D )A將廢氣排出缸外B完成對外做功C吸進(jìn)汽油和空氣的混合物D壓縮燃料和空氣的混合物10如圖所示，水沸騰后會(huì)將軟木塞沖開，其能量轉(zhuǎn)化情況和四沖程內(nèi)燃機(jī)的哪一個(gè)工作沖程相似( C )A吸氣沖程 B壓縮沖程C做功沖程 D排氣沖程11如圖是四沖程汽油機(jī)做功沖程的示意圖。汽油燃燒產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)。在活塞向下運(yùn)動(dòng)的過程中，汽缸內(nèi)氣體的( A )A內(nèi)能減少 B溫度升高C密度增大 D分子熱運(yùn)動(dòng)加快12.如圖甲為四缸發(fā)動(dòng)機(jī)工作原理：內(nèi)燃機(jī)通過連桿把四個(gè)汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各

12、汽缸的做功沖程錯(cuò)開，在飛輪轉(zhuǎn)動(dòng)的每半周里，都有一個(gè)汽缸在做功，其他三個(gè)汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。(1)發(fā)動(dòng)機(jī)在做功沖程里，高溫、高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，對外做功，同時(shí)將_能轉(zhuǎn)化為_能。(2)有一臺(tái)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其主要技術(shù)指標(biāo)如下表所示。其中排量等于四個(gè)汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)所掃過的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上下運(yùn)動(dòng)的距離(即沖程長)。轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)。該發(fā)動(dòng)機(jī)在1 s內(nèi)做功_1.2105_J，單缸排量V_0.5_L。在每個(gè)做功沖程里，發(fā)動(dòng)機(jī)做功W_600_J。(3)在做功沖程里，燃?xì)鈱钊龅墓杀硎緸閃pV，式中

13、p表示燃?xì)鈱钊膲簭?qiáng)，則p_1.2106_Pa。(1 L103 m3)(4)圖乙為發(fā)動(dòng)機(jī)在做功沖程中的示意圖。下面給出了公式WpV的證明，請將推導(dǎo)過程補(bǔ)充完整(要求各表達(dá)式均用S、L或p表示)：設(shè)活塞的面積為S，沖程長為L，燃?xì)鈱钊膲簭?qiáng)為p，則燃?xì)鈱钊膲毫_pS_，燃?xì)鈱钊龅墓_pSL_，又根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知發(fā)動(dòng)機(jī)的單缸排量V_SL_，故WpV。 歸納總結(jié)1熱機(jī)是將燃料燃燒的_能轉(zhuǎn)化為_能，通過做功把_能轉(zhuǎn)化為_能的機(jī)器。熱機(jī)的種類很多，例如_、_、_和_等，常見的內(nèi)燃機(jī)有_和_。2汽油機(jī)是燃燒_的內(nèi)燃機(jī)，它包括_沖程、_沖程、_沖程、_沖程，在它的一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)運(yùn)

14、動(dòng)_次，飛輪帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)_周，做功_次。3柴油機(jī)與汽油機(jī)一樣，也有四個(gè)沖程，所不同的是柴油機(jī)汽缸頂部有個(gè)噴油嘴，汽油機(jī)是火花塞，柴油機(jī)是壓燃式，汽油機(jī)是點(diǎn)燃式。汽油機(jī)吸入汽缸的物質(zhì)是_，柴油機(jī)吸入汽缸的物質(zhì)是_。 家庭作業(yè)1. 如圖所示，是四沖程汽油機(jī)工作的部分沖程示意圖，其中 圖是做功沖程， 圖是依靠飛輪的慣性來完成的沖程。 2. 汽車是我們生活中常用的交通工具，汽油機(jī)是汽車的動(dòng)力設(shè)備。單缸汽油機(jī)工作的四個(gè)沖程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是_沖程；主要利用慣性來工作的沖程有_。3. 如圖所示的四種交通工具，不用熱機(jī)作為動(dòng)力機(jī)械的是（ ）B輪船A自行車C卡車D飛機(jī)4如圖所示，在大口厚玻璃瓶內(nèi)裝入少

15、量的水，并滴入幾滴酒精。塞緊塞子后，用氣筒往瓶內(nèi)打氣。當(dāng)塞子跳出時(shí)，看到瓶口有白霧出現(xiàn)。下列關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析錯(cuò)誤的是（ ）A往瓶內(nèi)打氣時(shí)，外界對瓶內(nèi)氣體做功B往瓶內(nèi)打氣時(shí)，瓶內(nèi)氣體內(nèi)能變小C瓶塞跳出時(shí)，瓶內(nèi)氣體溫度降低D瓶塞跳出時(shí)，瓶內(nèi)氣體對外做功5如圖所示實(shí)驗(yàn)或事例，屬于內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的是（ ）B搓手取暖A由滑梯上滑下，臀部會(huì)有灼熱感C鉆木取火D水蒸氣將軟木塞沖出6目前我國研發(fā)出一款新型空氣動(dòng)力汽車，它利用壓縮空氣膨脹推動(dòng)活塞做功提供動(dòng)力，這種車在開動(dòng)時(shí)將空氣的能轉(zhuǎn)化為能，這種車與汽油機(jī)相比優(yōu)點(diǎn)是(說出一點(diǎn))。7.如圖所示，在試管中裝一些水，用軟木塞塞緊，對試管加熱使水沸騰，會(huì)看到蒸汽把軟木塞“砰”的一聲頂開?！罢羝旈_軟木塞”是一個(gè)能量轉(zhuǎn)化的過程，請對此能量轉(zhuǎn)化過程作出描述：_。8點(diǎn)火爆炸實(shí)驗(yàn)中，電子式火花發(fā)生器點(diǎn)燃盒中酒精蒸氣，產(chǎn)生的燃?xì)鈱⑺芰虾猩w噴出很遠(yuǎn)此過程的能量轉(zhuǎn)化方式類似于汽油機(jī)的（ ）A吸氣沖程 B壓縮沖程 C做功沖程 D排氣沖程9四沖程汽油機(jī)在工作過程中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的沖程是（ ）A 吸氣沖程B壓縮沖程 C做功沖程 D排氣沖程10摩托車上的熱機(jī)工作時(shí)提供動(dòng)力的沖程是（ ）A吸氣沖程