人教版物理九年級(jí)14.1《熱機(jī)》教學(xué)設(shè)計(jì)

人教版物理九年級(jí)全冊

14.1《熱機(jī)》教學(xué)設(shè)計(jì)

課題名14.1熱機(jī)

1.知道熱機(jī)的概念；初步了解熱機(jī)的工作原理。

教學(xué)目標(biāo)2.了解汽油機(jī)的構(gòu)造和工作過程。

3.了解柴油機(jī)的構(gòu)造和工作過程。

1.熱機(jī)的工作原理。

教學(xué)重點(diǎn)

2.四沖程汽油機(jī)的工作過程。

教學(xué)難點(diǎn)熱機(jī)工作過程中，能量的轉(zhuǎn)化。

教師準(zhǔn)備：試管、酒精杯、鐵架臺(tái)、試管塞等

教學(xué)準(zhǔn)備

學(xué)生準(zhǔn)備：課本

新課導(dǎo)入

同學(xué)們知道跑車為什么能大展神威嗎？

教學(xué)過程新知相授

一、熱機(jī)

我們在一個(gè)試管中裝一些水，用軟木塞塞住。對試管加熱使水沸

騰，會(huì)看到什么現(xiàn)象？你想到了什么？

教師組織實(shí)驗(yàn)。（注意安全）

我們可以看到現(xiàn)象：塞子被試管內(nèi)的熱氣推出，試管口有“白霧”

生成。

這是為什么呢？

酒精燃燒時(shí)化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，傳遞給水，使水的內(nèi)能增大，溫

1

度升高，產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣把塞子沖出去，水蒸氣的內(nèi)能轉(zhuǎn)化

為塞子的機(jī)械能。

我們今天所說的熱機(jī)就是利用內(nèi)能做功的機(jī)器。（重點(diǎn)）

利用內(nèi)能做功的機(jī)器有很多，例如蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴

氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。熱機(jī)的發(fā)明和使用，對人類社會(huì)的發(fā)展起到了重要作用。

接下來大家完成【例1】、【例2】：

【例1】關(guān)于圖示的實(shí)驗(yàn)，下列說法錯(cuò)誤的是（）

A.試管口出現(xiàn)的白霧是水蒸氣液化的結(jié)果

B.該實(shí)驗(yàn)基本能反映熱機(jī)的工作原理

C.木塞沖出的過程是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

D.該實(shí)驗(yàn)可以說明做功能改變物體的內(nèi)能

【答案】C

［例2］下列有關(guān)熱機(jī)的說法不正確的是（）

A.熱機(jī)工作的過程是將燃料燃燒獲得的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

B.為了防止熱機(jī)過熱，通常用水來降溫，是利用水的比熱容大的特

生

C.熱機(jī)排出的尾氣沒有帶走熱機(jī)的內(nèi)能

D.熱機(jī)的大量使用會(huì)造成環(huán)境污染

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【答案】c

通關(guān)秘籍：熱機(jī)是利用內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的機(jī)器。一般是通過燃料燃

燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)器運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能，如火箭發(fā)動(dòng)機(jī)是利用燃料燃

燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭上升的機(jī)械能。

二、汽油機(jī)

大家看看PPT上的圖片，這個(gè)就是熱機(jī)中的典型代表之-----汽油

機(jī)，他由氣缸、火花塞、進(jìn)氣門、出氣門、活塞、曲軸、連桿組成。

它的工作原理是汽油在汽缸里面燃燒時(shí)生成高溫高壓的燃?xì)?，推?dòng)

活塞做功?；钊苿?dòng)帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。汽油機(jī)工作時(shí)，活塞在汽缸內(nèi)做

一次單向運(yùn)動(dòng)，叫作一個(gè)沖程。

它的點(diǎn)火方式是點(diǎn)燃式。

關(guān)于汽油機(jī)，四大沖程是重點(diǎn)考試內(nèi)容。

汽油機(jī)一個(gè)工作循環(huán)有四個(gè)沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、

排氣沖程。

接下來我們具體講一下四大沖程的具體內(nèi)容。大家要做好筆記

第一個(gè)是吸氣沖程，我們觀察一下圖片，它的閥門一開一閉，進(jìn)氣

閥門是打開的，排氣閥門是關(guān)閉的，同時(shí)，活塞向下運(yùn)動(dòng)，吸入了汽

油和空氣的燃料的混合物。

第二個(gè)是壓縮沖程，我們觀察一下圖片，它的閥門都是關(guān)閉的，

同時(shí)，活塞向上運(yùn)動(dòng)，由于體積的減小，里面燃料混合物的壓強(qiáng)增大,

活塞對燃料混合物做功，燃料內(nèi)能增大，溫度升高。這個(gè)過程中活塞

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的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為燃料混合物的內(nèi)能。

第三個(gè)是做功沖程，在壓縮沖程末尾，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃

料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓苿?dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，并通過連桿

帶動(dòng)曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)。

燃料混合物的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機(jī)械能。

第四個(gè)是排氣沖程，它的進(jìn)氣閥關(guān)閉，排氣閥打開，活塞向上運(yùn)

動(dòng)。接下來就是重復(fù)吸氣沖程了。

4

?

接下來大家完成【例3】和【例4】,鞏固一下：

【例2】圖是四沖程汽油機(jī)的剖面圖，下列關(guān)于其4個(gè)沖程的描述正確

的是（）

A.吸氣沖程中，汽油和空氣的混合物進(jìn)入汽缸

B.壓縮沖程中，通過做功的方式使汽缸內(nèi)氣體的內(nèi)能減小

C.做功沖程中，燃料釋放的能量絕大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

D.排氣沖程中，廢氣帶走了燃料釋放的能量的極少部分

汽缸。花塞

進(jìn)氣門

排氣門

活塞

連桿

曲軸

【答案】A

【例4】圖是四沖程汽油機(jī)的某個(gè)沖程，由圖可看出它正處于

沖程，該沖程將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為能，若該汽油機(jī)飛輪的轉(zhuǎn)速是

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60r/s,則汽油機(jī)每秒鐘對外做功_______次。

血

【答案】壓縮；內(nèi)；30o

通關(guān)秘籍：判斷內(nèi)燃機(jī)4個(gè)沖程的方法是一看氣門，二看活塞，三看

電火花（有電火花的是做功沖程）。

（1）一氣門打開，一氣門關(guān)閉一吸氣或排氣（進(jìn)氣門開為吸氣，排

氣門開為排氣）。

（2）兩氣門都關(guān)閉一壓縮或做功（活塞向上為壓縮，活塞向下為做

功）。

三、柴油機(jī)

接下來，我們講柴油機(jī)。

柴油機(jī)結(jié)構(gòu)和汽油機(jī)相似，它們的主要區(qū)別是：柴油機(jī)通過壓縮空

氣直接點(diǎn)燃柴油。柴油機(jī)的汽缸頂部沒有火花塞，而有一個(gè)噴油嘴。

吸入物質(zhì)也只有空氣，在壓縮沖程結(jié)束時(shí)，壓縮空氣的溫度已經(jīng)超過

柴油的燃點(diǎn)，此時(shí)從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣就立刻燃燒起

來。

所以它的點(diǎn)火方式是壓燃式。

下面總結(jié)了汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別，大家可以看一下：

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種類汽油機(jī)柴油機(jī)

相同點(diǎn)都是內(nèi)燃機(jī)，一個(gè)工作循環(huán)都經(jīng)歷四個(gè)沖程

構(gòu)造火花塞噴油嘴

燃料汽油柴油

吸入黑體汽油和空氣空氣

點(diǎn)火方式點(diǎn)燃式壓燃式

根據(jù)柴油機(jī)和汽油機(jī)的特點(diǎn)，完成【例5】：

【例5】根據(jù)汽油機(jī)和柴油機(jī)的區(qū)別，下列說法正確的是（）

A.汽油機(jī)汽缸頂部有一個(gè)火花塞，柴油機(jī)汽缸頂部是一個(gè)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.吸氣沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

D.壓縮沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

【答案】A

通關(guān)秘籍：

1.汽油機(jī)吸氣沖程吸進(jìn)空氣和汽油混合物，己經(jīng)有汽油進(jìn)入，自然

不用再有個(gè)噴油嘴，但點(diǎn)燃需要火花塞；柴油機(jī)吸進(jìn)空氣，要燃燒還

需要燃料，內(nèi)部還有個(gè)噴油嘴，采用壓燃點(diǎn)火。

2.柴油機(jī)工作過程中壓強(qiáng)較大，要求零件具有較高的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，因

此柴油機(jī)比較笨重。

大家翻開課本第20頁，看到圖14.1-5所展示的汽車的動(dòng)力系統(tǒng)。

這是我國現(xiàn)代汽車多數(shù)采用四缸或六缸等多缸發(fā)動(dòng)機(jī)，每個(gè)汽缸都進(jìn)

行這種四沖程循環(huán)。

課堂練習(xí)

1.對于圖中的四幅圖，下列說法正確的是（）

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A.甲圖中軟木塞飛出時(shí)，管內(nèi)水蒸氣的內(nèi)能增加

B.乙圖中兩個(gè)壓緊的鉛塊能吊起鉤碼，主要是因?yàn)榉肿娱g存在引力

C.丙圖中活塞向上運(yùn)動(dòng)是內(nèi)燃機(jī)的做功沖程

D.丁圖中小朋友下滑時(shí)，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能

【答案】B

2.汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活不可缺少的一部分,汽車多數(shù)采用汽油機(jī)作

為發(fā)動(dòng)機(jī),圖是四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖，下列說法中不正確的

是（）

A.甲沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

B.乙沖程是排氣沖程

C.丙沖程是把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

D.丁沖程是吸氣沖程

【答案】C

3.某汽油機(jī)工作過程有吸氣、壓縮、做功和排氣4個(gè)沖程。圖為—

沖程的工作示意圖，在這個(gè)過程中能轉(zhuǎn)化為能。若該汽

油機(jī)的飛輪轉(zhuǎn)速是4800r/min,則汽油機(jī)每秒鐘做功次。

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【答案】做