九年級物理14章 熱機 教案、練習及答案

1、 中國教育培訓領軍品牌 學員編號： 年 級： 初 二 課時數(shù)： 學員姓名： 輔導科目： 物 理 學科教師：授課時間 教學目標1. 知道什么是熱機、沖程、汽油機和柴油機。2熱機中工作循環(huán)中的能量轉化、四沖程內燃機的構造和工作原理。3. 了解汽油機和柴油機的工作過程和在實際中的應用。重點難點 四沖程內燃機的構造和工作原理目錄 Contents上節(jié)課回顧:作業(yè)檢查+知識點復習課堂流程一、導入二、知識梳理+經(jīng)典例題三、隨堂檢測四、歸納總結五、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、 知識點回顧課堂導入 火，能驅散寒冷和黑暗，帶來溫暖和光明，鉆木取火，人類第一次學會使用自然的力量；而古老

2、的熱機蒸汽機的發(fā)明則給人類帶來了巨大的動力 現(xiàn)代的熱機廣泛使用在汽車、火車、輪船、飛機、火箭上，熱機到底是怎樣將內能轉化成我們需要的能量的呢?通過這一章的學習，你就會清楚了內能的利用第14章知識講解 14.1 熱機第一次工業(yè)革命！蒸汽機帶來一場革命！瓦特對蒸汽機作出一系列重大改進，在工業(yè)上得到廣泛應用。他開辟了人類利用能源新時代，標志著工業(yè)革命的開始。蒸汽機的遺憾體積太龐大內燃機電氣時代第二次工業(yè)革命內燃機的分類：內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。一、熱機1熱機-利用內能做功的機械(1)看到了什么現(xiàn)象？ 塞子被沖出，并且瓶口有 生成(2)整個

3、過程中，能量是怎樣轉化的：燃料燃燒將_能轉化為_能；傳給水和水蒸氣，水蒸氣將塞子推出，將它的_能轉化為塞子的_。教師點評:這個實驗雖然簡單,但基本展示了蒸汽機的工作原理.實際上就是一個原始的熱機模型.2熱機的種類利用內能做功的機器有很多，例如蒸汽機、內燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。 二、汽油機1構造 汽油機工作時，活塞在汽缸里做往復運動，活塞從汽缸的一端運動到另一端的過程叫做沖程。2工作過程進氣門打開，排氣門關閉?；钊缮隙讼蛳露诉\動， 汽油和空氣組成的燃料混合物從進氣門吸入氣缸。 進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮，壓強增大，溫度升高。 在壓縮沖程結束時，火花塞產(chǎn)生電火花，使

4、燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿帶動曲軸轉動。 進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出氣缸?！鞠胂胱h議】1 在四個沖程中，哪些沖程發(fā)生了能量的轉化？乙 壓縮沖程：活塞壓縮氣體做功，氣體溫度升高，內能增加，機械能轉化為內能。丙 做功沖程：高溫高壓氣體對活塞做功，氣體溫度降低，內能減少，內能轉化為機械能。2、 哪個沖程使汽車獲得了動力？ 做功沖程3、哪個沖程排出了汽車的尾氣？ 排氣沖程4 老式摩托在啟動時，需踏動啟動桿，這是為什么？5 現(xiàn)代汽車里的“馬達”起什么作用？【歸納小結】1、在做功沖程燃氣對活塞做功，內能轉化為機械能。其余三個沖程靠消耗飛輪的機械能來

5、完成.2、汽油機工作特點：一次循環(huán)，四個沖程，飛輪兩周,曲軸兩圈，活塞往復兩次，一次做功?！纠?】某汽油機飛輪轉速為3000r/min，那么，每秒鐘內完成 個沖程，活塞往復 次，燃氣推動活塞做功的次數(shù)為 次。 答案：100 50 253、 汽油機和柴油機的優(yōu)缺點噴油嘴 柴油機結構和汽油機相似，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。吸入物質也只有空氣，在壓縮沖程結束時，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。汽油機轉速高，結構簡單，質量輕，造價低廉，運轉平穩(wěn)，使用維修方便。汽油機在汽車上，特別是

6、小型汽車上大量使用，至今不衰。 柴油機比較笨重，主要用于載重汽車、拖拉機、火車輪船上。 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。4、 汽油機和柴油機比較（一）相同點1.基本構造和主要部件的作用相似。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。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。4.一個工作沖程中，活塞往復兩次，飛輪轉動兩周，做功一次。（二）不同點1.構造不同：汽油機氣缸頂有火花塞，而柴油機氣缸頂部有噴油嘴。2.燃料不同：汽油機的燃料是汽油，而柴油機的燃料是柴油

7、。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.點火不同：汽油機屬點燃式點火，柴油機屬壓燃式點火。拓展：（1）實際上，柴油機產(chǎn)生的動力更強大，原因是在做功沖程，柴油機對空氣的壓縮比汽油機更高，因此柴油機工作過程中壓強更大，其各部件的結構強度更強。這導致柴油機比較笨重。因此，柴油機主要應用到載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪船上。（2）柴油機存在的主要問題：噪聲大、體積大、污染嚴重。這是柴油機的技術更新方向?。?）汽油機的效率較低：2030%； 柴油機效率稍高：3045%?！纠?】內燃機壓縮沖程中機械能轉化為內能；在做功沖程中內能轉化為機械能。【例3】依靠飛輪慣性完成的沖程是

8、（ B C D ）【例4】如圖所示是內燃機的四個沖程，其中屬于壓縮沖程的是(A)【例5】汽油機在壓縮沖程中工作物質被壓縮，汽缸中的（ C ） 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【例6】汽油機和柴油機相比較，下列敘述中正確的是（ C ）A柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入的是空氣B在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的C柴油機里推動活塞做功的燃氣的壓強比汽油機里的高D在壓縮沖程末，汽油機汽缸內的溫度比柴油機的高 1單缸四沖程內燃機的四個沖程的示意圖如圖所示，下列關于這種內燃機一個工作循環(huán)的四個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的一個工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉化情況關于對圖中的補充正確的是（D） A做功沖程，內能轉化為機械能，壓縮沖程，機械能轉化為內能B壓縮沖程，內能轉化為機械能，做功沖程，機械能轉化為內能C做功沖程，機械能轉化為內能，壓縮沖程，內能轉化為機械能D壓縮沖程，機械能轉化為內能，做功沖程，內能轉化為機械能3汽油機和柴油機相比較，下列敘述中正確的是（ C ）A柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入的是空氣B在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的C柴油機里推動活塞做功的燃氣的壓強比汽油機里的高

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

11、提供動力的沖程是( 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，水沸騰后會將軟木塞沖開，其能量轉化情況和四沖程內燃機的哪一個工作沖程相似( 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做功沖程的示意圖。汽油燃燒產(chǎn)生高溫高壓的氣體推動活塞向下運動。在活塞向下運動的過程中，汽缸內氣體的( A )A內能減少 B溫度升高C密度增大 D分子熱運動加快12.如圖甲為四缸發(fā)動機工作原理：內燃機通過連桿把四個汽缸的活塞連在一根曲軸上，并使各

12、汽缸的做功沖程錯開，在飛輪轉動的每半周里，都有一個汽缸在做功，其他三個汽缸分別在做吸氣、壓縮和排氣工作。(1)發(fā)動機在做功沖程里，高溫、高壓的燃氣推動活塞向下運動，對外做功，同時將_能轉化為_能。(2)有一臺四缸發(fā)動機，其主要技術指標如下表所示。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)。轉速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉的周數(shù)。該發(fā)動機在1 s內做功_1.2105_J，單缸排量V_0.5_L。在每個做功沖程里，發(fā)動機做功W_600_J。(3)在做功沖程里，燃氣對活塞所做的功可表示為WpV，式中

13、p表示燃氣對活塞的壓強，則p_1.2106_Pa。(1 L103 m3)(4)圖乙為發(fā)動機在做功沖程中的示意圖。下面給出了公式WpV的證明，請將推導過程補充完整(要求各表達式均用S、L或p表示)：設活塞的面積為S，沖程長為L，燃氣對活塞的壓強為p，則燃氣對活塞的壓力F_pS_，燃氣對活塞所做的功W_pSL_，又根據(jù)數(shù)學知識可知發(fā)動機的單缸排量V_SL_，故WpV。 歸納總結1熱機是將燃料燃燒的_能轉化為_能，通過做功把_能轉化為_能的機器。熱機的種類很多，例如_、_、_和_等，常見的內燃機有_和_。2汽油機是燃燒_的內燃機，它包括_沖程、_沖程、_沖程、_沖程，在它的一個工作循環(huán)中，活塞往復運

14、動_次，飛輪帶動曲軸轉動_周，做功_次。3柴油機與汽油機一樣，也有四個沖程，所不同的是柴油機汽缸頂部有個噴油嘴，汽油機是火花塞，柴油機是壓燃式，汽油機是點燃式。汽油機吸入汽缸的物質是_，柴油機吸入汽缸的物質是_。 家庭作業(yè)1. 如圖所示，是四沖程汽油機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，汽油機是汽車的動力設備。單缸汽油機工作的四個沖程中，將內能轉化為機械能的是_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，不用熱機作為動力機械的是（ ）B輪船A自行車C卡車D飛機4如圖所示，在大口厚玻璃瓶內裝入少

15、量的水，并滴入幾滴酒精。塞緊塞子后，用氣筒往瓶內打氣。當塞子跳出時，看到瓶口有白霧出現(xiàn)。下列關于該實驗的分析錯誤的是（ ）A往瓶內打氣時，外界對瓶內氣體做功B往瓶內打氣時，瓶內氣體內能變小C瓶塞跳出時，瓶內氣體溫度降低D瓶塞跳出時，瓶內氣體對外做功5如圖所示實驗或事例，屬于內能轉化為機械能的是（ ）B搓手取暖A由滑梯上滑下，臀部會有灼熱感C鉆木取火D水蒸氣將軟木塞沖出6目前我國研發(fā)出一款新型空氣動力汽車，它利用壓縮空氣膨脹推動活塞做功提供動力，這種車在開動時將空氣的能轉化為能，這種車與汽油機相比優(yōu)點是(說出一點)。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，會看到蒸汽把軟木塞“砰”的一聲頂開?！罢羝旈_軟木塞”是一個能量轉化的過程，請對此能量轉化過程作出描述：_。8點火爆炸實驗中，電子式火花發(fā)生器點燃盒中酒精蒸氣，產(chǎn)生的燃氣將塑料盒蓋噴出很遠此過程的能量轉化方式類似于汽油機的（ ）A吸氣沖程 B壓縮沖程 C做功沖程 D排氣沖程9四沖程汽油機在工作過程中，將內能轉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10摩托車上的熱機工作時提供動力的沖程是（ ）A吸氣沖程