初中物理人教版九年級(jí)全冊(cè)第十四章內(nèi)能的利用第1節(jié)熱機(jī)同課異構(gòu)

第十四章內(nèi)能的利用第1節(jié)熱機(jī)1．熱機(jī)(1)定義：利用________做功的機(jī)械，也就是將________轉(zhuǎn)化為________．(2)內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)________內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)．(3)內(nèi)燃機(jī)分為__________和__________兩大類，它們分別以________和________作為燃料．2．汽油機(jī)和柴油機(jī)(1)一個(gè)沖程：活塞在汽缸內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，從________運(yùn)動(dòng)到________．(2)一個(gè)工作循環(huán)：________沖程、________沖程、________沖程和________沖程．每一個(gè)工作循環(huán)活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)________次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)________周，對(duì)外做功________次．(3)工作特點(diǎn)：項(xiàng)目沖程進(jìn)氣門排氣門活塞能量轉(zhuǎn)化吸氣沖程______關(guān)閉上→下—壓縮沖程關(guān)閉關(guān)閉____________轉(zhuǎn)化為______做功沖程關(guān)閉關(guān)閉____________轉(zhuǎn)化為______排氣沖程____________下→上—(4)構(gòu)造上的主要區(qū)別：汽油機(jī)氣缸頂部有__________，柴油機(jī)氣缸頂部有__________．(5)在吸氣沖程中的不同點(diǎn)：汽油機(jī)吸入氣缸里的是____________________，柴油機(jī)吸入氣缸里的是__________．3．熱機(jī)包括內(nèi)燃機(jī)，柴油機(jī)和汽油機(jī)都屬于內(nèi)燃機(jī)，關(guān)于熱機(jī)的下列說法中正確的是()A．汽油機(jī)頂部有噴油嘴，柴油機(jī)頂部有火花塞B．柴油機(jī)在吸氣沖程中將柴油和空氣的混合氣吸入氣缸C．四沖程汽油機(jī)在工作過程中，進(jìn)、排氣門同時(shí)關(guān)閉的沖程是做功沖程和壓縮沖程D．在柴油機(jī)的壓縮沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為柴油和空氣混合物的內(nèi)能4．摩托車上的熱機(jī)工作時(shí)提供動(dòng)力的是()A．吸氣沖程B．壓縮沖程C．做功沖程D．排氣沖程要點(diǎn)1內(nèi)燃機(jī)工作過程中能量的轉(zhuǎn)化例1：下列流程圖是用來說明單缸四沖程汽油機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)及涉及到的主要能量轉(zhuǎn)化情況．關(guān)于對(duì)圖中①②③④的補(bǔ)充正確的是()A．①做功沖程②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能③壓縮沖程④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．①壓縮沖程②內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能③做功沖程④機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．①壓縮沖程②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③做功沖程④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．①做功沖程②機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③壓縮沖程④內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能點(diǎn)撥：內(nèi)燃機(jī)是由吸氣、壓縮、做功、排氣不斷循環(huán)來保證連續(xù)完成的．壓縮沖程中，活塞壓縮汽缸內(nèi)的氣體，使氣體內(nèi)能增大，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；做功沖程中，燃料燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)馔苿?dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能．重要提示：吸氣沖程、壓縮沖程和排氣沖程是依靠飛輪的慣性來完成的，做功沖程是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，壓縮沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．【觸類旁通】1．四沖程汽油機(jī)在工作過程中，將燃?xì)獾膬?nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)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2．有關(guān)四沖程內(nèi)燃機(jī)的敘述中，不正確的是()A．工作中只有做功沖程把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．工作中壓縮沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．工作開始時(shí)要靠外力啟動(dòng)D．每一個(gè)工作循環(huán)，燃?xì)庵蛔龉σ淮我c(diǎn)2內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程例2：如圖所示是內(nèi)燃機(jī)的四個(gè)沖程，其中屬于壓縮沖程的是()ABCD點(diǎn)撥：判斷四個(gè)沖程的關(guān)鍵是看兩個(gè)氣門的關(guān)閉情況和活塞的運(yùn)動(dòng)方向，具體情況如表所示：沖程進(jìn)氣門排氣門活塞運(yùn)動(dòng)方向吸氣沖程打開關(guān)閉向下運(yùn)動(dòng)壓縮沖程關(guān)閉關(guān)閉向上運(yùn)動(dòng)做功沖程關(guān)閉關(guān)閉向下運(yùn)動(dòng)排氣沖程關(guān)閉打開向上運(yùn)動(dòng)重要提示：判斷內(nèi)燃機(jī)的沖程時(shí)，一要看進(jìn)氣閥、排氣閥的開閉狀態(tài)，二要看活塞的運(yùn)動(dòng)方向，在此基礎(chǔ)上綜合分析．判斷沖程可用口訣：“先看氣門開關(guān)情，再看活塞上下行；開下吸氣開上排，關(guān)上壓縮關(guān)下功”；其中，氣門都關(guān)閉謂之關(guān)，只有一個(gè)氣門打開謂之開．【觸類旁通】3．汽車已走進(jìn)很多現(xiàn)代家庭，如圖為四沖程汽油機(jī)汽缸的工作示意圖，按吸氣、壓縮、做功、排氣的順序排列，下列排序正確的是()甲乙丙丁A．乙甲丙丁 B．甲丁乙丙C．丙乙甲丁 D．丙丁甲乙有關(guān)內(nèi)燃機(jī)的綜合計(jì)算例3：有一臺(tái)四缸發(fā)動(dòng)機(jī)，其主要技術(shù)指標(biāo)如表所示．其中排量等于四個(gè)汽缸工作容積的總和，汽缸工作容積指活塞從上止點(diǎn)到下止點(diǎn)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(yùn)動(dòng)的距離(即沖程長(zhǎng))．轉(zhuǎn)速表示每分鐘曲軸或飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù).排量L輸出功率120kW轉(zhuǎn)速6000r/min(1)該發(fā)動(dòng)機(jī)在1s內(nèi)做功________J，單缸排量V＝__________L(1L＝10－3m3)．(2)在每個(gè)做功沖程里，發(fā)動(dòng)機(jī)做功W＝__________________________________J.(3)在做功沖程里，燃?xì)鈱?duì)活塞所做的功可表示為W＝pV，式中p表示燃?xì)鈱?duì)活塞的壓強(qiáng)，則p＝________Pa.解析：(1)發(fā)動(dòng)機(jī)在1s內(nèi)做功：W＝Pt＝×105W×1s＝×105J；四個(gè)氣缸工作容積的總和為L(zhǎng)，則單缸排量：V＝L/4＝L；(2)1s內(nèi)飛輪所轉(zhuǎn)的周數(shù)為6000r/60＝100r，四缸每轉(zhuǎn)2圈對(duì)外做功4次，每轉(zhuǎn)1圈做功2次，因此1秒做功200次，在每個(gè)做功沖程里，發(fā)動(dòng)機(jī)做功：W0＝×105J/200＝600J；(3)由燃?xì)鈱?duì)活塞所做的功可表示為W＝pV可知，燃?xì)鈱?duì)活塞的壓強(qiáng)：p＝W0/V＝600J/×10－3m3)＝×106Pa.答案：(1)×105(2)600(3)×106[方法技巧]本題綜合考查了功和壓強(qiáng)的計(jì)算，計(jì)算到每一個(gè)沖程，關(guān)鍵要熟悉計(jì)算功的公式W＝Pt以及內(nèi)燃機(jī)的工作原理．在內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)兩次，曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)兩周，對(duì)外做功一次．1．如圖所示的四種交通工具，不用熱機(jī)作為動(dòng)力機(jī)械的是()A.自行車B.輪船C.卡車D.飛機(jī)2．關(guān)于四沖程汽油機(jī)的工作過程有以下幾種說法：①在壓縮沖程中，是機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；②在做功沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；③只有做功沖程是燃?xì)鈱?duì)外做功；④汽油機(jī)和柴油機(jī)的點(diǎn)火方式相同．以上說法中正確的是()A．只有②③B．只有①③C．只有②④D．①②③圖14-1-13．如圖14-1-1所示是四沖程內(nèi)燃機(jī)工作循環(huán)中的一個(gè)沖程，它是()A．壓縮沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．壓縮沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．做功沖程，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D．做功沖程，將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能4．從原理的發(fā)現(xiàn)到實(shí)際的應(yīng)用，往往要解決許多技術(shù)上的難題．汽油機(jī)只有在做功沖程中燃?xì)獠沤o活塞一個(gè)動(dòng)力，但汽油機(jī)卻可以連續(xù)工作，其中關(guān)鍵部件是()A．火花塞B．連桿C．曲軸和飛輪D．進(jìn)氣門和排氣門圖14-1-25．如圖14-1-2所示是內(nèi)燃機(jī)的某沖程工作示意圖，以下改變內(nèi)能方式與此相同的是()A．烤火取暖B．搓手取暖C．向手“呵氣”取暖D．用熱水袋取暖6．汽油機(jī)在壓縮沖程中工作物質(zhì)被壓縮，汽缸中的()A．壓強(qiáng)增大，溫度降低B．壓強(qiáng)減小，溫度升高C．壓強(qiáng)增大，溫度升高D．壓強(qiáng)減小，溫度降低7．一個(gè)單缸四沖程柴油機(jī)轉(zhuǎn)1800r/min，則每秒鐘燃?xì)庾龉_______次，曲軸每秒轉(zhuǎn)動(dòng)________轉(zhuǎn)；活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)________次；吸氣、壓縮、排氣沖程靠__________完成．8．如圖14-1-3甲向下迅速壓活塞，對(duì)空氣________，使得空氣________增大，溫度升高，四沖程汽油機(jī)工作過程中的________沖程與上述能量轉(zhuǎn)化過程相同．如圖乙試管內(nèi)的水蒸氣將塞子推出的過程中，水蒸氣對(duì)塞子______，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的________，溫度________，四沖程汽油機(jī)工作過程中的______沖程與上述能量轉(zhuǎn)化過程相同．甲乙圖14-1-39．汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活中不可缺少的一部分，現(xiàn)代汽車多數(shù)采用汽油機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)，如圖14-1-4是四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖，下列說法中正確的是()甲乙丙丁圖14-1-4A．甲沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能B．乙沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能C．丙沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能D．丁沖程是把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能10．如圖14-1-5所示，在透明塑料盒的底部鉆一個(gè)孔，把電子式火花發(fā)生器的放電針管緊緊地塞進(jìn)孔中，打開塑料盒蓋，向盒中滴入數(shù)滴酒精，再將盒蓋蓋緊，然后撳動(dòng)電火花發(fā)生器的按鈕．你觀察到的現(xiàn)象是____________________________．圖中情景演示的是“四沖程”汽油機(jī)工作過程中的________沖程，這個(gè)情景中________能轉(zhuǎn)化為________能．圖14-1-511．某四沖程柴油機(jī)，汽缸橫截面積為50cm2，活塞行程為100mm，做功沖程燃?xì)獾钠骄鶋簭?qiáng)為7×105Pa.求：(1)一次做功沖程中氣體做功多少？(2)若曲軸轉(zhuǎn)速為1200r/min，這臺(tái)柴油機(jī)的功率是多少？題型1根據(jù)能量的輸出判斷機(jī)器的種類1．某機(jī)器的能量流向圖如圖14-1-6所示，據(jù)此推測(cè)該機(jī)器可能是()圖14-1-6A．熱機(jī)B．電動(dòng)機(jī)C．發(fā)電機(jī)D．電熱水器題型2考查熱機(jī)的沖程及能量的轉(zhuǎn)化2．在汽油機(jī)的四個(gè)沖程中，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是________沖程．如圖14-1-7所示汽油機(jī)正在進(jìn)行的是________沖程．圖14-1-7圖14-1-83．如圖14-1-8所示是四沖程汽油機(jī)工作狀態(tài)示意圖，下列說法正確的是()A．該圖表示的是壓縮沖程B．該沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的過程C．該沖程中氣缸內(nèi)氣體分子運(yùn)動(dòng)劇烈程度減弱D．該沖程中主要是通過熱傳遞的方式改變氣缸內(nèi)物質(zhì)的內(nèi)能參考答案【課前自主學(xué)】1．(1)內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能(2)汽缸(3)汽油機(jī)柴油機(jī)汽油柴油2．(1)一端另一端(2)吸氣壓縮做功排氣兩兩一(3)打開下→上機(jī)械能內(nèi)能上→下內(nèi)能機(jī)械能關(guān)閉打開(4)火花塞噴油嘴(5)汽油和空氣的混合物空氣3．C【課堂互動(dòng)學(xué)】要點(diǎn)1[例1]C1．C要點(diǎn)2[例2]B3．C【課后高效練】1．A7．153030飛輪的慣性解析：在內(nèi)燃機(jī)的一個(gè)工作循環(huán)中，曲軸旋轉(zhuǎn)2周，活塞往復(fù)2次．一臺(tái)單缸四沖程柴油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速為1800r/min，則每秒鐘曲軸(飛輪)轉(zhuǎn)動(dòng)的次數(shù)：1800r/60＝30轉(zhuǎn)，完成30/2＝15個(gè)工作循環(huán)，做功15次，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)30次．在柴油機(jī)的四個(gè)沖程中，只有做功沖程是燃?xì)馔苿?dòng)活塞做功，其余的靠飛輪的慣性完成．8．做功內(nèi)能壓縮做功機(jī)械能降低做功9．A10．盒蓋被彈飛，塑料盒口有白霧出現(xiàn)做功內(nèi)機(jī)械解析：透明的塑料盒相當(dāng)于一個(gè)氣缸，塑料盒的蓋相當(dāng)于活塞，酒精在塑料盒內(nèi)燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的蒸氣，推動(dòng)塑料盒蓋運(yùn)動(dòng)，把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，內(nèi)能減小，溫度降低，水蒸氣液化成小水滴，此過程類似于內(nèi)燃機(jī)中的做功沖程．11．解：(1)燃?xì)鈱?duì)活塞的平均壓力：