2022年九年級物理全冊第10章機械能內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化10.4熱機教學(xué)課件新版北師大版

10.4熱機第十章機械能、內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化逐點導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升學(xué)習(xí)目標課時講解1課時流程2熱機及其工作原理汽油機的結(jié)構(gòu)和工作過程柴油機的結(jié)構(gòu)和工作過程課時導(dǎo)入汽車如何獲得機械能？知1－導(dǎo)感悟新知知識點熱機1點擊畫面播放感悟新知1.?實驗探究——熱機的工作原理(1)實驗現(xiàn)象：如圖1甲，在試管內(nèi)裝些水，用塞子塞住管口，給試管加熱。加熱一段時間后，出現(xiàn)圖1乙的現(xiàn)象。知1－講感悟新知知1－講(2)現(xiàn)象分析：①現(xiàn)象一：塞子被沖開。原因：試管內(nèi)水沸騰，內(nèi)部氣壓不斷增大，增大到一定程度，將塞子沖開。②現(xiàn)象二：試管口出現(xiàn)“白霧”。原因：管內(nèi)氣體膨脹對塞子做功，氣體內(nèi)能減少，溫度降低，一部分水蒸氣液化形成白霧。(3)實驗結(jié)論：本實驗雖然簡單，但展示了熱機的基本原理。感悟新知知1－講2.?熱機?利用內(nèi)能做功的機械。能量轉(zhuǎn)化：燃料的化學(xué)能—燃燒→內(nèi)能—做功→機械能。3.?常見的熱機?蒸汽機、內(nèi)燃機、汽輪機、噴氣發(fā)動機等。4.?內(nèi)燃機?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：汽油機、柴油機。汽油機是以汽油為燃料的內(nèi)燃機；柴油機是以柴油為燃料的內(nèi)燃機。感悟新知知1－講實驗詳解：1.實驗中的能量轉(zhuǎn)化過程：(1)酒精燃燒：化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；(2)沖開塞子：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。水蒸氣對塞子做功，塞子的機械能增加，水蒸氣的內(nèi)能減少。2.實驗中的能量轉(zhuǎn)移過程：高溫燃氣→試管→管內(nèi)的水和水蒸氣。3.物態(tài)變化：汽化和液化。感悟新知知1－講知識鏈接：內(nèi)能的兩種應(yīng)用：利用內(nèi)能加熱：內(nèi)能可以直接用來加熱物體，其實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)移過程。利用內(nèi)能做功：使內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，其實質(zhì)是能量的轉(zhuǎn)化過程。知1－練感悟新知[中考·百色]用酒精燈給試管內(nèi)的水加熱至一定程度，發(fā)現(xiàn)塞在試管口的木塞被沖出，如圖。下列描述正確的是()A.試管中的水是靠做功的方式增加內(nèi)能的B.水蒸氣對木塞做功，把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C.水蒸氣對木塞做功，與熱機的原理相同D.水蒸氣對木塞做功，水蒸氣內(nèi)能增加例C知1－練感悟新知知識點撥：將由燃料燃燒產(chǎn)生的高溫高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器，統(tǒng)稱為熱機。熱機的工作原理是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。知2－導(dǎo)感悟新知知識點汽油機2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。內(nèi)燃機的分類感悟新知知2－講主要結(jié)構(gòu)?進氣門、排氣門、火花塞、汽缸、活塞、連桿、曲軸、飛輪等(如圖3)。感悟新知知2－講2.四沖程汽油機的工作過程沖程圖示氣門的開、

關(guān)情況活塞運

動方向沖程的作用能量的轉(zhuǎn)化吸氣沖程進氣門打

開，排氣

門關(guān)閉向下吸入汽油和空氣的混合物無能量的

轉(zhuǎn)化壓縮沖程進氣門關(guān)

閉，排氣

門關(guān)閉向上燃料混合物被壓縮，

內(nèi)能增加，溫度升高，

壓強增大機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能感悟新知知2－講做功沖程進氣門關(guān)

閉，排氣

門關(guān)閉向下燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓燃氣推動活塞向下運動,通過連桿帶動曲軸對外做功燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能排氣沖程進氣門關(guān)

閉，排氣

門打開向上排出做功后的廢氣無能量的

轉(zhuǎn)化知2－講感悟新知知識鏈接：1.沖程：活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運動時，從一端運動到另一端的過程，叫作一個沖程。2.四沖程汽油機一個工作循環(huán)包括四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程和排氣沖程。感悟新知知2－講3.?要點提示(1)四沖程內(nèi)燃機的一個工作循環(huán)中，只有做功沖程是燃氣推動活塞做功，其他三個沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成。

(2)識別汽油機工作所處的沖程，主要是區(qū)分吸氣沖程與排氣沖程，壓縮沖程與做功沖程。區(qū)分時通常采用對比法。知2－講感悟新知方法詳解：對比法識別沖程：區(qū)分吸氣沖程與排氣沖程，可以不看活塞的運動情況，只需看打開哪個氣門。識別做功沖程與壓縮沖程，在確定兩個氣門都關(guān)閉的前提下，則只需看活塞的運動情況。活塞向上運動為壓縮沖程，活塞向下運動為做功沖程。感悟新知知2－講4?.汽油機的相關(guān)數(shù)據(jù)工作循環(huán)

次數(shù)沖程

個數(shù)活塞往復(fù)次數(shù)曲軸轉(zhuǎn)動圈數(shù)飛輪轉(zhuǎn)動圈數(shù)對外做功次數(shù)142221感悟新知例知2－練[中考·天津]某汽油機的四個沖程如圖所示，在該汽油機的一個工作循環(huán)中，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的是()C知2－練感悟新知特別提醒：1.注意左邊的氣門不一定是進氣門，右邊的氣門也不一定是排氣門。2.僅壓縮沖程和做功沖程中有能量轉(zhuǎn)化：壓縮沖程中機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而做功沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。知3－導(dǎo)感悟新知知識點柴油機3噴油嘴柴油機的構(gòu)造感悟新知知3－講主要結(jié)構(gòu)和工作過程見下圖(1)主要構(gòu)造：與汽油機大致相同,所不同的是汽缸頂部無火花塞而有噴油嘴，如圖4所示。

(2)工作過程：柴油機的一個工作循環(huán)也是由四個沖程組成的，曲軸和飛輪均轉(zhuǎn)兩周，對外做功一次，活塞往復(fù)兩次，除了做功沖程以外的其他三個沖程，也是靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成的。感悟新知知3－講2.利用對比法分析柴油機和汽油機的異同點比較項目汽油機柴油機不同點構(gòu)造汽缸頂部是火花塞汽缸頂部是噴油嘴燃料汽油柴油吸氣沖程吸入汽油和空氣的混合物只吸入空氣壓縮沖程壓縮程度小壓縮程度大做功沖程點燃式(火花塞產(chǎn)生電火花)壓燃式(柴油遇高溫空氣自燃)主要特點輕巧、效率低笨重、效率較高感悟新知知3－講不同點適用范圍小汽車等輕巧機械載重汽車、內(nèi)燃機車、坦克、輪船等笨重機械相同點①都是內(nèi)燃機,都在汽缸內(nèi)燃燒燃料，生成高溫高壓燃氣,推動活塞做功

②都有四個沖程:吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。一個工作循環(huán)：曲軸和飛輪轉(zhuǎn)兩周,對外做功一次

③壓縮沖程都是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，做功沖程都是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能感悟新知知3－講相同點④汽油機的火花塞產(chǎn)生電火花、柴油機的噴油嘴噴出霧狀柴油，都是在壓縮沖程末

⑤啟動時都是靠外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，工作中都是依靠飛輪的慣性完成除了做功沖程以外的輔助沖程

⑥排氣沖程都是把廢氣排出汽缸感悟新知知3－講延伸拓展：兩種內(nèi)燃機的優(yōu)缺點：1.柴油機優(yōu)點：效率高，功率較大，柴油機沒有點火系統(tǒng),故障較少，保養(yǎng)容易等。缺點：轉(zhuǎn)速較汽油機低，質(zhì)量大，制造和維修費用高，噪聲大，啟動困難等。感悟新知知3－講2.汽油機優(yōu)點:汽油機轉(zhuǎn)速高，適應(yīng)性好，工作平穩(wěn)、柔和，操作方便省力，質(zhì)量輕，噪聲小，造價低，容易啟動等。缺點:燃料消耗率較高，經(jīng)濟性較差，排氣凈化指標低。感悟新知知3－講3.應(yīng)用柴油機比汽油機笨重，但柴油機的效率高，功率較大，并且柴油的價格通常又比汽油便宜，因而多用在拖拉機、坦克、輪船、內(nèi)燃機車、載重汽車及小型發(fā)電機上。感悟新知知3－練例下列關(guān)于汽油機和柴油機的主要區(qū)別，說法正確的是()A.構(gòu)造上，汽油機汽缸頂部有噴油嘴，柴油機汽缸頂部有火花塞B.吸氣沖程中，柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽油機吸入汽缸的是空氣感悟新知知3－練C.在壓縮沖程末，柴油機的點火方式是點燃式，汽油機的點火方式是壓燃式D.在做功沖程中，柴油機的燃氣溫度和壓強比汽油機里的高答案：D感悟新知綜合應(yīng)用例[中考·廣東]如圖5是汽油機的吸氣沖程，它將____________________吸入汽缸，在汽油機啟動后吸氣沖程依靠飛輪的__________來完成；若該汽油機飛輪的轉(zhuǎn)速為1800r/min，那么該內(nèi)燃機1s對外做功________次，完成________個沖程。汽油和空氣混合物慣性1560感悟新知綜合應(yīng)用解題秘訣：四沖程內(nèi)燃機的工作過程，可用數(shù)字口訣：“1--4--2--2--1”來記憶，即：1個工作循環(huán)----有4個沖程----活塞往復(fù)運動2次-----曲軸中(飛輪)