初中物理人教版九年級全冊第十四章內(nèi)能的利用第1節(jié)熱機同課異構(gòu)

第十四章內(nèi)能的利用第1節(jié)熱機1．熱機(1)定義：利用________做功的機械，也就是將________轉(zhuǎn)化為________．(2)內(nèi)燃機：燃料直接在發(fā)動機________內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機．(3)內(nèi)燃機分為__________和__________兩大類，它們分別以________和________作為燃料．2．汽油機和柴油機(1)一個沖程：活塞在汽缸內(nèi)往復運動時，從________運動到________．(2)一個工作循環(huán)：________沖程、________沖程、________沖程和________沖程．每一個工作循環(huán)活塞往復運動________次，曲軸轉(zhuǎn)動________周，對外做功________次．(3)工作特點：項目沖程進氣門排氣門活塞能量轉(zhuǎn)化吸氣沖程______關閉上→下—壓縮沖程關閉關閉____________轉(zhuǎn)化為______做功沖程關閉關閉____________轉(zhuǎn)化為______排氣沖程____________下→上—(4)構(gòu)造上的主要區(qū)別：汽油機氣缸頂部有__________，柴油機氣缸頂部有__________．(5)在吸氣沖程中的不同點：汽油機吸入氣缸里的是____________________，柴油機吸入氣缸里的是__________．3．熱機包括內(nèi)燃機，柴油機和汽油機都屬于內(nèi)燃機，關于熱機的下列說法中正確的是()A．汽油機頂部有噴油嘴，柴油機頂部有火花塞B．柴油機在吸氣沖程中將柴油和空氣的混合氣吸入氣缸C．四沖程汽油機在工作過程中，進、排氣門同時關閉的沖程是做功沖程和壓縮沖程D．在柴油機的壓縮沖程中，機械能轉(zhuǎn)化為柴油和空氣混合物的內(nèi)能4．摩托車上的熱機工作時提供動力的是()A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程D．排氣沖程要點1內(nèi)燃機工作過程中能量的轉(zhuǎn)化例1：下列流程圖是用來說明單缸四沖程汽油機的一個工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉(zhuǎn)化情況．關于對圖中①②③④的補充正確的是()A．①做功沖程②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能③壓縮沖程④機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．①壓縮沖程②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能③做功沖程④機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．①壓縮沖程②機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③做功沖程④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D．①做功沖程②機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③壓縮沖程④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能點撥：內(nèi)燃機是由吸氣、壓縮、做功、排氣不斷循環(huán)來保證連續(xù)完成的．壓縮沖程中，活塞壓縮汽缸內(nèi)的氣體，使氣體內(nèi)能增大，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程中，燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃氣推動活塞運動，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能．重要提示：吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，壓縮沖程將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．【觸類旁通】1．四沖程汽油機在工作過程中，將燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的沖程是()A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程D．排氣沖程2．有關四沖程內(nèi)燃機的敘述中，不正確的是()A．工作中只有做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B．工作中壓縮沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能C．工作開始時要靠外力啟動D．每一個工作循環(huán)，燃氣只做功一次要點2內(nèi)燃機的四個沖程例2：如圖所示是內(nèi)燃機的四個沖程，其中屬于壓縮沖程的是()ABCD點撥：判斷四個沖程的關鍵是看兩個氣門的關閉情況和活塞的運動方向，具體情況如表所示：沖程進氣門排氣門活塞運動方向吸氣沖程打開關閉向下運動壓縮沖程關閉關閉向上運動做功沖程關閉關閉向下運動排氣沖程關閉打開向上運動重要提示：判斷內(nèi)燃機的沖程時，一要看進氣閥、排氣閥的開閉狀態(tài)，二要看活塞的運動方向，在此基礎上綜合分析．判斷沖程可用口訣：“先看氣門開關情，再看活塞上下行；開下吸氣開上排，關上壓縮關下功”；其中，氣門都關閉謂之關，只有一個氣門打開謂之開．【觸類旁通】3．汽車已走進很多現(xiàn)代家庭，如圖為四沖程汽油機汽缸的工作示意圖，按吸氣、壓縮、做功、排氣的順序排列，下列排序正確的是()甲乙丙丁A．乙甲丙丁 B．甲丁乙丙C．丙乙甲丁 D．丙丁甲乙有關內(nèi)燃機的綜合計算例3：有一臺四缸發(fā)動機，其主要技術指標如表所示．其中排量等于四個汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點到下止點所掃過的容積，又稱單缸排量，它取決于活塞的面積和活塞上下運動的距離(即沖程長)．轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù).排量L輸出功率120kW轉(zhuǎn)速6000r/min(1)該發(fā)動機在1s內(nèi)做功________J，單缸排量V＝__________L(1L＝10－3m3)．(2)在每個做功沖程里，發(fā)動機做功W＝__________________________________J.(3)在做功沖程里，燃氣對活塞所做的功可表示為W＝pV，式中p表示燃氣對活塞的壓強，則p＝________Pa.解析：(1)發(fā)動機在1s內(nèi)做功：W＝Pt＝×105W×1s＝×105J；四個氣缸工作容積的總和為L，則單缸排量：V＝L/4＝L；(2)1s內(nèi)飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)為6000r/60＝100r，四缸每轉(zhuǎn)2圈對外做功4次，每轉(zhuǎn)1圈做功2次，因此1秒做功200次，在每個做功沖程里，發(fā)動機做功：W0＝×105J/200＝600J；(3)由燃氣對活塞所做的功可表示為W＝pV可知，燃氣對活塞的壓強：p＝W0/V＝600J/×10－3m3)＝×106Pa.答案：(1)×105(2)600(3)×106[方法技巧]本題綜合考查了功和壓強的計算，計算到每一個沖程，關鍵要熟悉計算功的公式W＝Pt以及內(nèi)燃機的工作原理．在內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)中，活塞往復運動兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次．1．如圖所示的四種交通工具，不用熱機作為動力機械的是()A.自行車B.輪船C.卡車D.飛機2．關于四沖程汽油機的工作過程有以下幾種說法：①在壓縮沖程中，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；②在做功沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；③只有做功沖程是燃氣對外做功；④汽油機和柴油機的點火方式相同．以上說法中正確的是()A．只有②③B．只有①③C．只有②④D．①②③圖14-1-13．如圖14-1-1所示是四沖程內(nèi)燃機工作循環(huán)中的一個沖程，它是()A．壓縮沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能B．壓縮沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D．做功沖程，將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能4．從原理的發(fā)現(xiàn)到實際的應用，往往要解決許多技術上的難題．汽油機只有在做功沖程中燃氣才給活塞一個動力，但汽油機卻可以連續(xù)工作，其中關鍵部件是()A．火花塞B．連桿C．曲軸和飛輪D．進氣門和排氣門圖14-1-25．如圖14-1-2所示是內(nèi)燃機的某沖程工作示意圖，以下改變內(nèi)能方式與此相同的是()A．烤火取暖B．搓手取暖C．向手“呵氣”取暖D．用熱水袋取暖6．汽油機在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中的()A．壓強增大，溫度降低B．壓強減小，溫度升高C．壓強增大，溫度升高D．壓強減小，溫度降低7．一個單缸四沖程柴油機轉(zhuǎn)1800r/min，則每秒鐘燃氣做功________次，曲軸每秒轉(zhuǎn)動________轉(zhuǎn)；活塞往復運動________次；吸氣、壓縮、排氣沖程靠__________完成．8．如圖14-1-3甲向下迅速壓活塞，對空氣________，使得空氣________增大，溫度升高，四沖程汽油機工作過程中的________沖程與上述能量轉(zhuǎn)化過程相同．如圖乙試管內(nèi)的水蒸氣將塞子推出的過程中，水蒸氣對塞子______，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的________，溫度________，四沖程汽油機工作過程中的______沖程與上述能量轉(zhuǎn)化過程相同．甲乙圖14-1-39．汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可缺少的一部分，現(xiàn)代汽車多數(shù)采用汽油機作為發(fā)動機，如圖14-1-4是四沖程汽油機的工作循環(huán)示意圖，下列說法中正確的是()甲乙丙丁圖14-1-4A．甲沖程是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．乙沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能C．丙沖程是把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．丁沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能10．如圖14-1-5所示，在透明塑料盒的底部鉆一個孔，把電子式火花發(fā)生器的放電針管緊緊地塞進孔中，打開塑料盒蓋，向盒中滴入數(shù)滴酒精，再將盒蓋蓋緊，然后撳動電火花發(fā)生器的按鈕．你觀察到的現(xiàn)象是____________________________．圖中情景演示的是“四沖程”汽油機工作過程中的________沖程，這個情景中________能轉(zhuǎn)化為________能．圖14-1-511．某四沖程柴油機，汽缸橫截面積為50cm2，活塞行程為100mm，做功沖程燃氣的平均壓強為7×105Pa.求：(1)一次做功沖程中氣體做功多少？(2)若曲軸轉(zhuǎn)速為1200r/min，這臺柴油機的功率是多少？題型1根據(jù)能量的輸出判斷機器的種類1．某機器的能量流向圖如圖14-1-6所示，據(jù)此推測該機器可能是()圖14-1-6A．熱機B．電動機C．發(fā)電機D．電熱水器題型2考查熱機的沖程及能量的轉(zhuǎn)化2．在汽油機的四個沖程中，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是________沖程．如圖14-1-7所示汽油機正在進行的是________沖程．圖14-1-7圖14-1-83．如圖14-1-8所示是四沖程汽油機工作狀態(tài)示意圖，下列說法正確的是()A．該圖表示的是壓縮沖程B．該沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的過程C．該沖程中氣缸內(nèi)氣體分子運動劇烈程度減弱D．該沖程中主要是通過熱傳遞的方式改變氣缸內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能參考答案【課前自主學】1．(1)內(nèi)能內(nèi)能機械能(2)汽缸(3)汽油機柴油機汽油柴油2．(1)一端另一端(2)吸氣壓縮做功排氣兩兩一(3)打開下→上機械能內(nèi)能上→下內(nèi)能機械能關閉打開(4)火花塞噴油嘴(5)汽油和空氣的混合物空氣3．C【課堂互動學】要點1[例1]C1．C要點2[例2]B3．C【課后高效練】1．A7．153030飛輪的慣性解析：在內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)中，曲軸旋轉(zhuǎn)2周，活塞往復2次．一臺單缸四沖程柴油機的飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min，則每秒鐘曲軸(飛輪)轉(zhuǎn)動的次數(shù)：1800r/60＝30轉(zhuǎn)，完成30/2＝15個工作循環(huán)，做功15次，活塞往復運動30次．在柴油機的四個沖程中，只有做功沖程是燃氣推動活塞做功，其余的靠飛輪的慣性完成．8．做功內(nèi)能壓縮做功機械能降低做功9．A10．盒蓋被彈飛，塑料盒口有白霧出現(xiàn)做功內(nèi)機械解析：透明的塑料盒相當于一個氣缸，塑料盒的蓋相當于活塞，酒精在塑料盒內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的蒸氣，推動塑料盒蓋運動，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，內(nèi)能減小，溫度降低，水蒸氣液化成小水滴，此過程類似于內(nèi)燃機中的做功沖程．11．解：(1)燃氣對活塞的平均壓力：