14.1 熱機(jī)（導(dǎo)學(xué)案）-九年級物理全一冊同步備課系列（人教版）【教師版】

第1節(jié)熱機(jī)（導(dǎo)學(xué)案）【學(xué)習(xí)目標(biāo)】1.知道熱機(jī)的概念，初步了解熱機(jī)的工作原理，體會內(nèi)能的利用對人類發(fā)展的重要作用。2.了解汽油機(jī)的構(gòu)造及工作過程。3.了解柴油機(jī)的構(gòu)造及工作過程?！緦W(xué)習(xí)重點(diǎn)】了解四沖程汽油機(jī)的基本工作原理?！緦W(xué)習(xí)難點(diǎn)】了解四沖程汽油機(jī)的基本工作原理?！咀灾黝A(yù)習(xí)】閱讀教材，完成以下問題：1．熱機(jī)是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)械。常見的熱機(jī)有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)機(jī)、噴氣式發(fā)動機(jī)等。2．內(nèi)燃機(jī)的工作原理：燃料（汽油或柴油）在汽缸里面燃燒時生成高溫、高壓的燃?xì)?，用來推動活塞做功，把?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。3.汽油機(jī)的構(gòu)造：由進(jìn)氣門、排氣門、火花塞、汽缸、活塞、連桿、曲軸、等組成的。4.活塞在汽缸內(nèi)運(yùn)動時，從汽缸的一端運(yùn)動到另一端的過程叫做一個沖程。5.汽油機(jī)的一個工作循環(huán)是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成的，在一個工作循環(huán)中，活塞往復(fù)運(yùn)動兩次，曲軸轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次。6.柴油機(jī)和汽油機(jī)構(gòu)造的不同點(diǎn)：①汽油機(jī)汽缸頂部有火花塞；柴油機(jī)沒有，只有噴油嘴.②汽油機(jī)吸氣沖程吸入空氣和汽油的混合物；柴油機(jī)吸氣沖程只吸入空氣.③汽油機(jī)的點(diǎn)火方式為“點(diǎn)燃式”；柴油機(jī)的點(diǎn)火方式為“壓燃式”.【合作探究】探究一、熱機(jī)1.實(shí)驗(yàn)探究：利用內(nèi)能可以做功【做一做】在一個試管中裝一些水，用橡膠塞塞緊；然后對試管加熱使水沸騰，觀察現(xiàn)象。分析實(shí)驗(yàn)中的能量是怎樣轉(zhuǎn)化的？觀察到的現(xiàn)象有：①瓶塞被沖出來；②管口附近出現(xiàn)“白霧”?！痉治鰵w納】①酒精燃燒放出熱量，酒精的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為水的內(nèi)能；②水吸熱沸騰，產(chǎn)生大量水蒸氣，氣體膨脹對瓶塞做功，氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為瓶塞的機(jī)械能.③結(jié)論：利用內(nèi)能可以做功。圖1圖2圖1圖22.熱機(jī)（1）熱機(jī)：各種利用內(nèi)能做功的機(jī)械叫做熱機(jī).（2）工作原理：熱機(jī)利用內(nèi)能做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.（3）種類：蒸氣機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)等.（4）常見熱機(jī)——內(nèi)燃機(jī)①內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動機(jī)氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機(jī).②分類：汽油機(jī)和柴油機(jī).【例題1】如上圖2所示實(shí)驗(yàn)，在橡膠塞受到水蒸氣的壓力而沖出的過程中，以下說法正確的是A．試管口出現(xiàn)的“白霧”是氣體B．水蒸氣對外做功，內(nèi)能增加C．水蒸氣對外做功，溫度升高D．這個實(shí)驗(yàn)基本展示了蒸汽機(jī)的工作原理【答案】D.【解析】A．試管口出現(xiàn)的“白霧”是小液滴，即水蒸氣遇冷液化而成的小液滴，故A錯誤；BC．水蒸氣對外做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，內(nèi)能減小，溫度降低，故BC錯誤；D．蒸汽機(jī)的工作原理，是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能.試管內(nèi)水蒸氣的內(nèi)能可以轉(zhuǎn)化為塞子的機(jī)械能，與做功沖程相同，故該實(shí)驗(yàn)基本展示了蒸汽機(jī)的工作原理，故D正確。所以選D.探究二、汽油機(jī)1.吸氣沖程：1.吸氣沖程：活塞：向下運(yùn)動。進(jìn)氣門：開。排氣門：關(guān)。2.壓縮沖程：2.壓縮沖程：活塞：向上運(yùn)動。進(jìn)氣門：關(guān)。排氣門：關(guān)_。機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。3.做功沖程：3.做功沖程：活塞：向下運(yùn)動。進(jìn)氣門：關(guān)。排氣門：關(guān)。內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能4.排氣沖程：4.排氣沖程：活塞：向上運(yùn)動。進(jìn)氣門：關(guān)。排氣門：開?！纠}2】內(nèi)燃機(jī)有四個工作沖程，如圖所示是內(nèi)燃機(jī)的_______沖程，活塞上升時，汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能______（選填“減少”或“增加”），_____能轉(zhuǎn)化為______能?！纠}3】內(nèi)燃機(jī)的一個工作循環(huán)由_____、_____、_____、______四個沖程組成。一臺某型號單缸四沖程汽油機(jī)的飛輪速度是1200r/min，則汽油機(jī)每秒鐘對外做功_____次?！敬鸢浮课鼩?、壓縮、做功、排氣，10.【解析】內(nèi)燃機(jī)的一個工作循環(huán)包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，曲軸轉(zhuǎn)動二周，對外做功一次。汽油機(jī)的飛輪速度是EQ\F(1200r,1min)=EQ\F(20r,1s)，汽油機(jī)每秒鐘對外做功EQ\F(20r,2r)=10（次）探究三、柴油機(jī)【精講點(diǎn)撥】1.內(nèi)燃機(jī)完成一個工作循環(huán)，飛輪轉(zhuǎn)2周，完成4個做功沖程，對外做功1次.2.在一個工作循環(huán)中，只有第三個沖程燃?xì)鈱ν庾龉?，其他三個輔沖程不但不做功，還要消耗機(jī)械能.3.做功沖程為其他三個沖程提供能量，其他三個沖程為第三沖程做功提供基礎(chǔ).4.依靠飛輪的慣性完成吸氣、壓縮、排氣沖程.【歸納整理】第1節(jié)熱機(jī)項目汽油機(jī)柴油機(jī)相同點(diǎn)把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；一個工作循環(huán)有四個沖程.不同點(diǎn)燃料汽油柴油汽缸構(gòu)造汽缸頂部有一個火花塞汽缸頂部有一個噴油嘴吸氣沖程空氣與汽油的混合物空氣壓縮沖程在壓縮沖程結(jié)束時，火花塞產(chǎn)生電火花，是“點(diǎn)燃式”在壓縮沖程結(jié)束時，噴油嘴噴出霧狀柴油并燃燒，是“壓燃式”特點(diǎn)與應(yīng)用輕巧、功率小、轉(zhuǎn)速高，適用于轎車和輕型車輛笨重、功率大，經(jīng)濟(jì)性能好，適用于載重汽車、輪船等【課堂練習(xí)】1.熱機(jī)是利用_______能做功的機(jī)械。熱機(jī)的種類有蒸汽機(jī)、________、汽輪機(jī)、____________等。【答案】內(nèi)，內(nèi)燃機(jī)，噴氣發(fā)動機(jī).【解析】熱機(jī)是利用內(nèi)能做功的機(jī)械。熱機(jī)的種類有蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)等。2.如圖1所示，工作中的四沖程汽油機(jī)正處于________沖程，該沖程將________能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，若該汽油機(jī)每秒完成40個沖程，則每秒它對外做功_______次?！敬鸢浮孔龉Γ瑑?nèi)，10?！窘馕觥咳鐖D，進(jìn)氣門和排氣門都是關(guān)閉的，火花塞放電，活塞下行，可以判斷是做功沖程，做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。熱機(jī)完成一個工作循環(huán)，要經(jīng)過4個沖程，燃?xì)鈱ν庾龉?次，活塞往返2次，飛輪轉(zhuǎn)動2周，若該汽油機(jī)每秒完成40個沖程，則每秒它對外做功10次，飛輪轉(zhuǎn)動20周。圖1圖2圖1圖23.如圖2所示是某種內(nèi)燃機(jī)某一沖程的示意圖，由圖可知：（1）這種內(nèi)燃機(jī)是______機(jī)；（2）它表示的是______沖程；（3）在這個沖程中______能轉(zhuǎn)化為______能；（4）完成這一沖程，曲軸和飛輪轉(zhuǎn)______轉(zhuǎn)?！敬鸢浮浚?）柴油機(jī)；（2）壓縮；（3）機(jī)械，內(nèi)能；（4）半?！窘馕觥浚?）由圖可知，內(nèi)燃機(jī)的頂端是噴油嘴，所以該內(nèi)燃機(jī)是柴油機(jī)。（2）圖中的氣門閉合、活塞上行，所以是壓縮沖程；（3）壓縮沖程活塞對缸內(nèi)氣體做功，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的沖程。（4）曲軸轉(zhuǎn)一圈可以完成2個沖程，故完成一個壓縮沖程時曲軸轉(zhuǎn)動半圈。4.如圖甲是某汽油機(jī)的吸氣沖程時的氣門開閉情況和活塞的運(yùn)動方向，仿照甲圖在乙圖中畫出壓縮沖程時的氣門開閉和活塞和連桿的大致位置。甲甲乙丙【答案】丙圖.【解析】在內(nèi)燃機(jī)的壓縮沖程中，兩個氣門都關(guān)閉，活塞向上運(yùn)動；如圖所示.5.根據(jù)汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別，下列說法錯誤的是（）A．汽油機(jī)氣缸頂部有一個火花塞，柴油機(jī)氣缸頂部是一個噴油嘴B．汽油機(jī)吸入的是空氣，柴油機(jī)吸入的是空氣和柴油的混合物C．做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．壓縮沖程是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能【答案】B?！窘馕觥緼．汽