北師版九年級物理 10.4-10.5第四節(jié) 熱 機 第五節(jié) 火 箭（學(xué)習(xí)、上課課件）

第四節(jié)熱機第五節(jié)火箭第十章機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化逐點導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升課時講解1課時流程2熱機汽油機柴油機火箭知識點熱機知1－講1

知1－講知識關(guān)聯(lián)內(nèi)燃機是燃料直接在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機，常見的內(nèi)燃機有汽油機和柴油機。知1－練例1如圖1所示，取一只透明膠卷盒，底部鉆一小孔，剛好能將電子式火花發(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，然后按動電火花發(fā)生器的按鈕。知1－練解題秘方：本題主要考查學(xué)生改變內(nèi)能的方法，要結(jié)合熱機的工作原理進行類比分析，學(xué)會綜合運用。知1－練(1)實驗中，你將觀察到的現(xiàn)象是__________________。解析：打開塑料盒蓋，向盒中滴入數(shù)滴酒精，再將盒蓋蓋緊，然后按動電火花發(fā)生器的按鈕，觀察到的現(xiàn)象是酒精燃燒產(chǎn)生的內(nèi)能使塑料盒蓋飛出去。塑料盒蓋飛出去了知1－練(2)在此過程中，酒精燃燒后的燃氣對外做功，燃氣的_______能減少，轉(zhuǎn)化為盒蓋的_______能。解析：酒精燃燒后產(chǎn)生的內(nèi)能對外做功，燃氣的內(nèi)能減少，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為盒蓋的機械能。內(nèi)機械知1－練1.[中考·無錫]如圖所示，在試管里裝入一些水，用軟木塞塞住試管口，將試管放在酒精燈上加熱使水沸騰，水蒸氣會把軟木塞沖開，在這一過程中，水蒸氣膨脹對軟木塞______，水蒸氣的一部分______能轉(zhuǎn)化為軟木塞的______能，利用這一原理，可以制成熱機。做功內(nèi)機械知2－講知識點汽油機21.

定義用汽油做燃料，使汽油在汽缸內(nèi)燃燒，從而將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的一種熱機。知2－講2.結(jié)構(gòu)進氣門、排氣門、火花塞、汽缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。知2－講模型圖主要部件作用氣缸汽油燃燒的場所活塞被高溫、高壓燃氣推動，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能連桿把活塞的上下運動轉(zhuǎn)變?yōu)榍S的圓周運動火花塞產(chǎn)生電火花使燃料混合物猛烈燃燒知2－講釋疑解難1.熱機啟動的動力：先靠外力使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，然后帶動活塞運動。2.活塞向上運動的動力：在做功沖程中，氣體迅速膨脹，推動活塞向下運動，并通過連桿推動曲軸旋轉(zhuǎn)，從而帶動飛輪旋轉(zhuǎn)。飛輪旋轉(zhuǎn)的慣性，會反過來帶動曲軸旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)活塞的上下移動。知2－講3.

汽油機工作的四個沖程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程圖示知2－講續(xù)表：吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程氣門開閉進氣門打開排氣門關(guān)閉進氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉進氣門關(guān)閉排氣門關(guān)閉進氣門關(guān)閉排氣門打開活塞向下運動向上運動向下運動向上運動主要過程吸入汽油和空氣的混合物壓縮混合物火花塞點火產(chǎn)成高溫高壓氣體，推動活塞向下運動排出廢氣知2－講續(xù)表：吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程能量轉(zhuǎn)換無機械能→內(nèi)能內(nèi)能→機械能無說明1個工作循環(huán)，包含4個沖程，活塞往復(fù)運動2次，曲軸和飛輪運轉(zhuǎn)2圈，對外做功1次知2－講深度思考汽油機的做功沖程中，能量是如何轉(zhuǎn)化的？深度理解做功沖程的兩次能量轉(zhuǎn)化：一是燃料燃燒，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；二是燃氣推動活塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。知2－練[中考·綏化]如圖2是四沖程汽油機的工作示意圖。從能量轉(zhuǎn)化的角度看，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程是(

)例2知2－練解題秘方：通過氣門的開閉情況和活塞的運動情況來判斷是哪一個沖程。解析：圖A中的兩個氣門都關(guān)閉，活塞向上運動，所以為壓縮沖程，是機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；圖B中的一個氣門打開，活塞向下運動，所以為吸氣沖程；圖C中的一個氣門打開，活塞向上運動，所以為排氣沖程；知2－練圖D中的兩個氣門都關(guān)閉，活塞向下運動，所以為做功沖程，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能；在做功沖程中，燃料燃燒時，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，然后對外做功時內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。答案：A知2－練2.[中考·玉林]如圖所示是一臺四沖程汽油機的_______(填“壓縮”或“做功”)沖程，這個沖程是通過______(填“做功”或“熱傳遞”)的方式改變汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能。壓縮做功知3－講知識點柴油機31.

主要結(jié)構(gòu)進氣門、排氣門、噴油嘴、汽缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等。知3－講2.利用對比法分析柴油機和汽油機的不同點機種項目汽油機柴油機構(gòu)造汽缸頂部有火花塞汽缸頂部有噴油嘴燃料汽油柴油知3－講續(xù)表：機種項目汽油機柴油機工作過程吸氣沖程吸進汽油和空氣的混合物吸進空氣壓縮沖程混合物被壓縮后，壓強達6~15atm，溫度達250~300℃空氣被壓縮后，壓強達35~45atm，溫度達500~700℃做功沖程火花塞點火，燃料燃燒，即點燃式噴油嘴噴出霧狀柴油，遇高溫空氣燃燒，即壓燃式知3－講續(xù)表：機種項目汽油機柴油機用途輕巧、體積小，常用于汽車、輕型飛機等笨重、功率大，主要用于載重汽車、輪船、坦克、帶動發(fā)電機發(fā)電等知3－講3.柴油機和汽油機的相同點各沖程中能量轉(zhuǎn)化情況相同。知3－講深度理解汽油機和柴油機的辨析：和汽油機相比，柴油機的結(jié)構(gòu)如圖3所示，柴油機的壓縮沖程更充分，壓縮沖程末汽缸內(nèi)的壓強更大，溫度更高，已超過了柴油的著火點，此時噴油嘴噴出霧狀柴油，燃料燃燒更充分，通過做功獲得的動力更大。知3－練汽油機和柴油機的主要不同是()A.在構(gòu)造上汽油機汽缸頂部有噴油嘴，而柴油機的汽缸頂部有火花塞B.在吸氣沖程中汽油機吸入汽缸的是汽油，柴油機吸入汽缸的是柴油C.汽油機采用的是點燃式點火，而柴油機采用的是壓燃式點火D.在壓縮沖程中汽油機汽缸里的溫度和壓強比柴油機里的高例3知3－練解題秘方：用對比法區(qū)別兩種內(nèi)燃機，要能找出兩種內(nèi)燃機的主要不同點。解析：汽油機汽缸頂部是一個火花塞，而柴油機汽缸頂部是一個噴油嘴，這是汽油機和柴油機在構(gòu)造上的區(qū)別。此外，汽油機和柴油機吸氣沖程時吸入的工作物質(zhì)、壓縮沖程時的壓縮程度及點火方式都有所不同。答案：C知3－練3.

下列關(guān)于汽油機與柴油機的說法錯誤的是(

)A.汽油機和柴油機都屬于內(nèi)燃機B.汽油機適用于小型汽車，柴油機適用于載重汽車C.柴油機與汽油機除使用的燃料不同外，在構(gòu)造上完全相同D.在壓縮沖程中，柴油機汽缸內(nèi)氣體被壓縮程度更大C知4－講知識點火箭41.

噴氣發(fā)動機(1)工作原理：噴氣發(fā)動機的燃料在燃燒室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫、高壓的氣體,這種氣體從發(fā)動機尾部以極高的速度噴出,同時產(chǎn)生很大的反沖推力推動機身向前運動。(2)分類：噴氣發(fā)動機又分為空氣噴氣發(fā)動機和火箭噴氣發(fā)動機兩類。知4－講2.

液體燃料火箭(1)構(gòu)造：液體燃料火箭主要由燃料箱、氧化劑箱、輸送裝置、燃燒室和尾部噴口組成，如圖4所示。知4－講(2)

工作過程：輸送系統(tǒng)按時按量地把燃料和氧化劑輸送到燃燒室中,用電火花點燃,產(chǎn)生高溫、高壓氣體,燃燒產(chǎn)生的氣體以很大的速度從噴口噴出,同時對火箭產(chǎn)生強大的反沖推力,使火箭前進。知4－講易錯提醒火箭在發(fā)射時的能量轉(zhuǎn)化：先由燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再由內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能?；鸺l(fā)射時機械能不守恒，這是同學(xué)們常出錯的地方，他們誤認為火箭上升，勢能增加動能就要減小，忽略了內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能這一情況。知4－練2023年1月9日長征七號A運載火箭托舉“實踐二十三號衛(wèi)星”在中國文昌航天發(fā)射場直沖云霄。下列說法中正確的是(

)A．火箭升空動力的施力物體是火箭的助推器B．火箭上升過程中，火箭相對于實踐二十三號衛(wèi)星是運動的C．火箭也屬于熱機，能量轉(zhuǎn)化與汽油機的做功沖程相同D．火箭加速升空的過程中，火箭受到平衡力作用例4知4－練解題秘方：明白火箭升空的原理是解題的關(guān)鍵。本題綜合性較強，難度適中。解析：火箭對噴出的氣體有向下的力，同時氣體對火箭產(chǎn)生了向上的動力，則此動力的施力物體是燃氣，受力物體是火箭；火箭發(fā)射過程中以實踐二十三號衛(wèi)星為參照物，長征七號A運載火箭的位置沒有發(fā)生改變，所以火箭是靜止的；知4－練火箭也屬于熱機，發(fā)射過程的能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，汽油機的做功沖程的能量轉(zhuǎn)化是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，所以它們的能量轉(zhuǎn)化相同；火箭加速升空過程中，不是處于平衡狀態(tài)，受到的是非平衡力。答案：C知4－練4.

某社團老師帶領(lǐng)學(xué)生們制作了水火箭，使用打氣筒向水火箭內(nèi)不斷打氣，當(dāng)內(nèi)部氣體壓強增大到一定程度時，會使水從水火箭中向下噴