滬科版物理九年級全一冊第十三章第三節(jié) 內(nèi)燃機(3)教案

內(nèi)燃機教學案學習目標1．了解汽油機的基本構造和工作原理。2．了解柴油機與汽油機在構造和工作過程中的異同點。3．了解四沖程內(nèi)燃機工作過程中的能量轉(zhuǎn)化。重點、難點內(nèi)燃機的構造和工作原理；汽油機和柴油機的區(qū)別和聯(lián)系．教學過程一、新課引入：什么是熱機1．回答下列能量轉(zhuǎn)化：給自行車打氣時，打氣筒的筒壁會發(fā)熱：水蒸氣頂起壺蓋后，水蒸氣自身會液化：2.觀看實驗：用酒精燈給試管中的水加熱，由于燃料在試管外燃燒，熱量損失較大，內(nèi)能的利用率較低。能不能把燃料移到內(nèi)部去燃燒，來獲得更大的動力？3．熱機和內(nèi)燃機①、熱機：燃料燃燒時釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能的裝置②、內(nèi)燃機：直接在發(fā)動機氣缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機。二、新課知識：內(nèi)燃機：燃料在氣缸內(nèi)燃燒的熱機。最常見的內(nèi)燃機，以汽油或柴油為燃料，叫做汽油機和柴油機工作循環(huán)：內(nèi)燃機的工作過程以一個循環(huán)為一個單位，一個循環(huán)又分為四個沖程。四個沖程：內(nèi)燃機的每一個工作循環(huán)分為四個階段：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。（一）、汽油機：用汽油作燃料的內(nèi)燃機1、構造：進氣門，排氣門，火花塞，氣缸，活塞，連桿，曲軸。（名詞解釋）沖程：活塞從氣缸一端運動到另一端叫做一個沖程2、工作原理汽油在氣缸內(nèi)燃燒，汽油的化學能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生高溫高壓的燃氣，燃氣推動活塞做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。①吸氣沖程：（第一個沖程）開始工作前，活塞位于氣缸上端，進、排氣門均關閉。工作時，活塞由上向下運動，進氣門打開，排氣門仍關閉。由于缸內(nèi)體積增大，壓強減小，空氣和汽油的混合氣體被吸入氣缸。這個沖程是靠外力做功完成②壓縮沖程：（第二個沖程）活塞運動到最下端，就開始轉(zhuǎn)為向上運動。這時進氣門、排氣門都關閉，混合氣體被強行壓縮，使氣體的溫度升高，壓強增大。這個沖程也是靠外力做功完成的，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能③做功沖程：（第三個沖程）壓縮結束時雖然溫度較高，但未能達到燃料的燃點。在壓縮沖程結束的瞬間，火花塞產(chǎn)生電火花，使燃料猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓氣體，高溫高壓燃氣推動活塞由上向下運動，通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。這時是汽油機本身在做功，實現(xiàn)了內(nèi)能向機械能的轉(zhuǎn)化。④排氣沖程（最后一個沖程）做功沖程結束，活塞繼續(xù)由下向上運動，進氣門關閉，排氣門打開，燃燒后的廢氣被活塞推出缸外。提示：此后，活塞又由上向下運動，從此進入下一輪循環(huán)。歸納：3、能的轉(zhuǎn)化考慮：汽車在開動前，是如何使內(nèi)燃機起動的？常識：方法一，用手“搖車”；方法二，接通電源，開動“馬達”。解釋：“馬達”也好，“搖車”也好，都是為了給內(nèi)燃機輸入能量，通過外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，消耗機械能來幫助內(nèi)燃機完成吸氣、壓縮兩個沖程內(nèi)燃機。一旦開始做功，內(nèi)能就會轉(zhuǎn)化成曲軸的機械能。這時曲軸獲得的機械能一部分通過做功，一部分通過飛輪（與曲軸相連的質(zhì)量較大的輪子）保存起來。然后依靠飛輪的慣性再反過來向外輸出帶動曲軸轉(zhuǎn)動，靠消耗飛輪的機械能完成排氣以及下一循環(huán)的吸氣、壓縮。這樣內(nèi)燃機就可連續(xù)工作下去了。結論：做功沖程燃氣對活塞做功，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。其余三個沖程靠消耗飛輪的機械能來完成4、總結內(nèi)燃機在一個工作循環(huán)中，有兩個沖程有能量轉(zhuǎn)化，壓縮沖程和做功沖程，但只有做功沖程是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，其它三個沖程都是靠飛輪的慣性來工作的。在汽油機的一個工作循環(huán)中，活塞往復兩次，曲軸（或飛輪）轉(zhuǎn)動兩周，對外做功一次。（二）、柴油機：用柴油作燃料的內(nèi)燃機柴油機與汽油機的相同點：都是內(nèi)燃機；一個工作循環(huán)都要經(jīng)歷四個沖程柴油機與汽油機的不同點：1、構造方面：柴油機沒有火花塞，而在相應位置上安裝的是噴油嘴。2、工作過程：①吸入的氣體不同汽油機吸入的是空氣和汽油的混合氣體？柴油機吸入的只是空氣。②壓縮情況不同柴油機壓縮沖程末，氣體體積要小得多。所以壓強更大，溫度更高，這個溫度早已超過了柴油的燃點。③點火方式不同汽油機靠火花塞點火,這種點火方式稱為點燃式。。柴油機由于壓縮氣體溫度已超過柴油燃點，從噴油嘴噴入霧狀柴油便可立即燃燒，這種方式稱為壓燃式。④用途方面：柴油機比汽油機便宜，但汽油機一般比柴油機輕巧，所以汽油機通常用在飛機、小汽車、摩托車及一些小型農(nóng)用機械上。而柴油機一般用在艦船、載重汽車、拖拉機、坦克以及發(fā)電機等大型設備上。隨堂練習一、填空題1．內(nèi)燃機工作時，燃料在氣缸內(nèi)燃燒，生成燃氣，燃氣推動活塞，能轉(zhuǎn)化為能.所以說，內(nèi)燃機就是利用內(nèi)能來的機器。2．改變物體的內(nèi)能的方式有兩種。飲料洲進冰箱后溫度降低，是用的方式減少飲料的內(nèi)能；在汽油機的壓縮沖程中，是通過的方式增加燃料混合物的內(nèi)能3．內(nèi)燃機工作時周而復始的四個沖程為，，，.4.內(nèi)燃機壓縮沖程中能轉(zhuǎn)化為能；在做功沖程中能轉(zhuǎn)化為能.5．四沖程汽油機的氣門打開一個，活塞向上運動，是沖程；火花塞在沖程末點火。6．汽油機和柴油機構造上相比，汽油機頂部有一個，柴油頂部有一個.7．在壓縮沖程末，柴油機噴油嘴噴入氣缸的是，汽油機在吸氣沖程進入氣缸的是8．如圖所示，在試管中裝些水，用橡皮塞塞住，加熱使水沸騰后，水蒸氣把橡皮塞沖出的過程中是________能轉(zhuǎn)化為__________能，圖中情景可用來演示四沖程汽油機工作過程中的_________沖程．二、選擇題1．內(nèi)燃機工作的某個沖程，進氣門和排氣門都關閉，活塞向下運動，由此可知該沖程為（）A．吸氣沖程B．壓縮沖程C.做功沖程D．排氣沖程2．一般柴油機的效率比汽油機效率高，原因是（）A.柴油的燃燒值大B．柴油機內(nèi)壓縮空氣的壓強大，溫度高C．柴油機和汽油機吸入的氣體不同D．柴油機和汽油機的點火方式不同3．柴油機上裝有又重又大的飛輪，其作用是（）A．增加柴油機的輸出功率B．增加柴油機的穩(wěn)定性C．改變柴油機的轉(zhuǎn)速D．增加柴油機轉(zhuǎn)動的慣性4．單缸四沖程汽油機工作時，有些沖程是輔助沖程，要靠安裝在曲軸上的飛輪的慣性來完成，只有一個沖程是不用靠飛輪的慣性來完成，這個沖程是（）A、吸氣沖程B、壓縮沖程C、做功沖程D、排氣沖程5．四沖程柴油機工作時，依靠飛輪慣性使活塞向上運動完成的沖程是（）A．吸氣和排氣沖程B．壓縮和做功沖程C．壓縮和排氣沖程D．做功和排氣沖程6．內(nèi)燃機在做功沖程中，高溫氣體迅速膨脹而做功，此時氣體的溫度和內(nèi)能變化的情況是（）A.溫度降低，內(nèi)能減小B.溫度不變，內(nèi)能不變C.溫度升高，內(nèi)能增大D.溫度降低，內(nèi)能增大7．從本質(zhì)上看，內(nèi)燃機工作的能量來源于（）A機械能B．內(nèi)能C．化學能D．化學能和內(nèi)能的總和8．現(xiàn)代火電站和熱電站，帶動發(fā)電機發(fā)電的機械是（）A．電動機B．熱機C．人工機械D．水力機械9．右圖為某種四沖程內(nèi)燃機工作過程的一個沖程，下列說法正確的是（）A、這是一臺柴油機B、該沖程是內(nèi)燃機的吸氣沖程C、該沖程正把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能D、該沖程正把機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能10.四沖程汽油機的的轉(zhuǎn)速是120