《機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化 第1課時》示范公開課教學課件【初中物理蘇科版九年級上冊】

四、機械能與內(nèi)能的相互轉(zhuǎn)化第十二章機械能和內(nèi)能初中物理蘇科版九年級上冊引入新課新課引入金屬切削過程中通過做功的方式改變物體的內(nèi)能金屬切削時，為什么會有火星迸出？引入新課一、做功——改變物體內(nèi)能的另一種方式壓縮空氣做功一、做功——改變物體內(nèi)能的另一種方式向下壓活塞時，活塞對氣體做功，使空氣的內(nèi)能增加，從而使其溫度升高到硝化棉的燃點。這說明了做功可以改變物體的內(nèi)能。做功、熱傳遞均可改變物體的內(nèi)能。一、做功——改變物體內(nèi)能的另一種方式金屬切削時鉆頭的動能轉(zhuǎn)化為金屬的內(nèi)能金屬在火星迸出一、做功——改變物體內(nèi)能的另一種方式氣體膨脹對外做功一、做功——改變物體內(nèi)能的另一種方式氣體對活塞做功氣體將瓶塞頂出氣體內(nèi)能減小氣體液化一、做功——改變物體內(nèi)能的另一種方式內(nèi)能減小氣體對外做功一、做功——改變物體內(nèi)能的另一種方式外界對物體做功

物體的內(nèi)能增加物體對外界做功

物體的內(nèi)能減小二、熱機（一）熱機討論這個實驗中能量轉(zhuǎn)化的情況。演示燃料燃燒時化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，傳給水和水蒸氣；水蒸氣膨脹做功，把塞子沖出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的動能（機械能）。將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的裝置稱為熱機。利用內(nèi)能做功的機器有很多，例如蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。蒸汽機車蒸汽機車噴氣發(fā)動機火箭發(fā)動機火電站的汽輪機2．熱機的種類二、熱機3．內(nèi)燃機（1）定義燃料直接在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機叫內(nèi)燃機最早的汽車（1886年）汽車中的巨無霸（額定核載360噸）最快的汽車（1600km/h）內(nèi)燃機——電氣時代第二次工業(yè)革命二、熱機3．內(nèi)燃機內(nèi)燃機分為汽油機和柴油機兩大類使用汽油作為燃料的叫汽油機。使用柴油作為燃料的叫柴油機。（2）內(nèi)燃機的分類二、熱機火花塞汽缸進氣門活塞連桿排氣門曲軸三、汽油機的工作循環(huán)構(gòu)造觀看動畫活塞在汽缸內(nèi)從一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。三、汽油機的工作循環(huán)工作過程工作過程進氣門打開，排氣門關(guān)閉，活塞由上端向下運動，汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸?！鼩鉀_程三、汽油機的工作循環(huán)進氣門和排氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高?！獕嚎s沖程工作過程三、汽油機的工作循環(huán)——做功沖程工作過程在壓縮沖程未尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣。高溫高壓燃氣推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。三、汽油機的工作循環(huán)工作過程——排氣沖程進氣門關(guān)閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸。三、汽油機的工作循環(huán)（1）在四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其它三個沖程稱為輔助沖程，要靠飛輪的慣性來完成，所以汽油機在開始工作時要靠外力帶動。（2）把四個沖程稱為一個工作循環(huán)。（3）一個工作循環(huán)活塞往復兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩轉(zhuǎn)，對外做一次功，飛輪轉(zhuǎn)動兩圈。（4）壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。三、汽油機的工作循環(huán)柴油機結(jié)構(gòu)和汽油機相似，它們的主要區(qū)別是：柴油機通過壓縮空氣直接點燃柴油。柴油機的汽缸頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴。吸入物質(zhì)也只有空氣，在壓縮沖程結(jié)束時，壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過柴油的燃點，此時從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣就立刻燃燒起來。噴油嘴三、汽油機的工作循環(huán)相同點不同點1．基本構(gòu)造和主要部件的作用相似。1．構(gòu)造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而柴油機氣缸頂部有噴油嘴。2．每個工件循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。2．燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴油機的燃料是柴油。3．四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。3．吸氣不同：汽油機吸進汽油和空氣的混合氣體，柴油機只吸進空氣。4．一個工作沖程中，活塞往復兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。4．點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴油機屬壓燃式點火。汽油機和柴油機的異同三、汽油機的工作循環(huán)柴油機比較笨重，主要用于載重汽車、拖拉機、火車輪船上。

1.汽油機轉(zhuǎn)速高，結(jié)構(gòu)簡單，質(zhì)量輕，造價低廉，運轉(zhuǎn)平穩(wěn)，使用維修方便。汽油機在汽車上，特別是小型汽車上大量使用，至今不衰。柴油發(fā)動機與汽油發(fā)動機相比熱效率高30%，因而從節(jié)約能源、降低燃料成本角度上講，柴油發(fā)動機轎車的推廣使用具有重大意義。汽油機和柴油機的優(yōu)缺點三、汽油機的工作循環(huán)四、燃料的熱值想想議議問題1同樣燒開一壺水，使用不同的燃料，如用煤和干木柴，所消耗的燃料的質(zhì)量是一樣多嗎？經(jīng)驗告訴我們，等質(zhì)量的煤和干木柴，充分燃燒，煤放出的熱量要比柴多得多。我們用熱值這個概念來表示燃料放出熱量的本領(lǐng)。問題2相同質(zhì)量的不同燃料，燃燒時放出的熱量一樣多嗎？某種燃料完全燃燒放出的熱量與其質(zhì)量之比，叫做這種燃料的熱值。國際單位：焦每千克；符號：J/kg1．燃料的熱值（q）熱值在數(shù)值上等于1kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。（1）定義（2）物理意義（3）單位定義式：比值定義法四、燃料的熱值對某些氣體燃料完全燃燒放出的熱量與其體積之比，叫做這種氣體燃料的熱值。物理意義：熱值在數(shù)值上等于在標準狀態(tài)下1m3的燃料完全燃燒放出的熱量。定義式：氣體燃料的單位：焦每立方米；符號：J/m3。1．燃料的熱值（q）（4）氣體燃料的熱值四、燃料的熱值2．了解燃料的熱值表請找出你熟悉的燃料的熱值，并說說其物理意義。理解：熱值是燃料本身的一種特性四、燃料的熱值3．有關(guān)燃料燃燒放熱的計算定義式Q=qmQ=qV熱量計算公式例題根據(jù)熱值表，計算一下10噸氫完全燃燒放出多少焦耳的熱量？再算算，若用干木柴完全燃燒來獲得這些熱量，需要多少噸干木柴？解：（1）氫完全燃燒放出熱量Q=q1m