熱機(jī) 【知識(shí)架構(gòu)+拓展提升】九年級(jí)物理 高效備課課件（人教版）

討論：實(shí)驗(yàn)中的能量轉(zhuǎn)化情況燃料的化學(xué)能水蒸氣的

內(nèi)能塞子的機(jī)械能內(nèi)能可以

做功試管內(nèi)高溫的水蒸氣沖開(kāi)了橡皮塞。缺點(diǎn)：管內(nèi)水蒸氣不能連續(xù)對(duì)橡皮塞做功。1.定義：利用內(nèi)能做功的機(jī)械。2.種類：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)______。蒸汽機(jī)，內(nèi)燃機(jī)，汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。機(jī)械能1.定義：利用內(nèi)能做功的機(jī)械。2.種類：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)______。蒸汽機(jī)，內(nèi)燃機(jī)，汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。機(jī)械能1.定義：利用內(nèi)能做功的機(jī)械。2.種類：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)______。蒸汽機(jī)，內(nèi)燃機(jī)，汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。機(jī)械能1.定義：利用內(nèi)能做功的機(jī)械。2.種類：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為_(kāi)______。蒸汽機(jī)，內(nèi)燃機(jī)，汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。機(jī)械能1.定義：燃料直接在發(fā)動(dòng)機(jī)的汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動(dòng)力的熱機(jī)。2.分類：汽油機(jī)、柴油機(jī)。2.沖程：活塞從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的過(guò)程。3.沖程長(zhǎng)，也叫行程（L）：活塞從汽缸的一端運(yùn)動(dòng)到另一端的距離。1.基本結(jié)構(gòu)。4.工作過(guò)程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程做功沖程：燃?xì)鈱?duì)活塞做功。內(nèi)能轉(zhuǎn)化機(jī)械能。壓縮沖程：機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。吸氣沖程：吸入空氣和汽油的混合氣體。點(diǎn)燃式排氣沖程：排出缸內(nèi)廢氣。缸內(nèi)氣壓小于大氣壓缸內(nèi)氣壓大于大氣壓。三、汽油機(jī)吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程進(jìn)氣門(mén)打開(kāi)活塞向下運(yùn)動(dòng)兩個(gè)氣門(mén)關(guān)閉排氣門(mén)打開(kāi)活塞向上運(yùn)動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)兩個(gè)氣門(mén)關(guān)閉氣體進(jìn)入氣體被壓縮氣體產(chǎn)生、膨脹有氣體排出點(diǎn)燃式4.工作過(guò)程5.說(shuō)明：（1）做功沖程產(chǎn)生動(dòng)力，使曲軸轉(zhuǎn)動(dòng)，_________，其他三個(gè)沖程都要靠飛輪的_______來(lái)完成，且消耗機(jī)械能。舉例：

一臺(tái)單缸四沖程汽油機(jī)，飛輪轉(zhuǎn)速是1800r/min，該汽油機(jī)每秒鐘內(nèi)完成

個(gè)沖程，做功______次。1560（2）1個(gè)工作循環(huán)，有____個(gè)沖程，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)_____次，汽油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)____圈，對(duì)外做_____次功。沖程數(shù)=轉(zhuǎn)數(shù)×2；做功數(shù)=轉(zhuǎn)數(shù)÷2【14221】慣性對(duì)外做功4212五、汽油機(jī)和柴油機(jī)相同點(diǎn)和不同點(diǎn)(1)原理：把內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。(2)四個(gè)沖程中只有做功沖程對(duì)外做功，其余三個(gè)沖程靠慣性完成(3)1個(gè)工作循環(huán)，4個(gè)沖程，活塞往復(fù)運(yùn)動(dòng)2次，曲軸轉(zhuǎn)2圈，對(duì)外做1次功。【14221】1.相同點(diǎn)比較項(xiàng)目汽油機(jī)柴油機(jī)燃料構(gòu)造吸氣沖程點(diǎn)火方式輸出功率效率有火花塞有噴油嘴汽油柴油吸入汽油和空氣的混合氣體只吸入空氣點(diǎn)燃式壓燃式小大低（約22%~27%）高（約28%~30%）2.不同點(diǎn)一、熱機(jī)五、汽油機(jī)和柴油機(jī)相同點(diǎn)和不同點(diǎn)四、柴油機(jī)三、汽油機(jī)二、內(nèi)燃機(jī)如圖所示，小明在試管內(nèi)裝些水，再用橡皮塞塞住管口，用酒精燈將水加熱一段時(shí)間后，塞子會(huì)被水蒸氣沖出試管口．關(guān)于這一現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是(

)A.加熱水的過(guò)程中是通過(guò)做功的方式來(lái)改變水的內(nèi)能B.塞子被沖出的過(guò)程中將水蒸氣的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為塞子的內(nèi)能C.將塞子沖出后水蒸氣的內(nèi)能增大D.塞子被沖出的過(guò)程中能量轉(zhuǎn)化與熱機(jī)的工作原理相同D小明觀察生活中的一些交通工具的發(fā)動(dòng)機(jī)，如飛機(jī)的渦扇發(fā)動(dòng)機(jī)、卡車的柴油機(jī)、摩托車的汽油機(jī)等，還有電視上常見(jiàn)的火箭噴氣式發(fā)動(dòng)機(jī)，這些運(yùn)載器具的發(fā)動(dòng)機(jī)都屬于________，這些發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)將燃料燃燒產(chǎn)生的______能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能，在這些發(fā)動(dòng)機(jī)中，屬于內(nèi)燃機(jī)的是____________________．

熱機(jī)內(nèi)機(jī)械柴油機(jī)、汽油機(jī)如圖所示是四沖程汽油機(jī)的剖面圖，汽油機(jī)的一個(gè)沖程指的是_______________________________；此時(shí)汽油機(jī)處于________沖程；該汽油機(jī)工作時(shí)曲軸每轉(zhuǎn)動(dòng)________圈對(duì)外做功1次；汽油機(jī)的火花塞在________沖程點(diǎn)火工作．活塞在汽缸內(nèi)向上(向下)運(yùn)動(dòng)一次吸氣2做功汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活不可缺少的一部分，如圖所示為汽車的動(dòng)力系統(tǒng)，汽車發(fā)動(dòng)機(jī)一般為四沖程汽油機(jī)，該汽油機(jī)工作時(shí)，壓縮沖程將________能轉(zhuǎn)化為_(kāi)_______能，四個(gè)沖程中只有________沖程對(duì)外做功．機(jī)械內(nèi)做功四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的結(jié)構(gòu)和工作過(guò)程都有很多相同點(diǎn)，也有一定區(qū)別，下列關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)的說(shuō)法正確的是(

)A.汽油機(jī)相較于柴油機(jī)更笨重B.柴油機(jī)和汽油機(jī)的汽缸頂部都有一個(gè)火花塞C.柴油機(jī)和汽油機(jī)的做功沖程都是將燃料燃燒時(shí)產(chǎn)生的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能D.壓縮沖程中汽油機(jī)比柴油機(jī)對(duì)空氣的壓縮程度更高C汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活不可缺少的一部分，現(xiàn)代汽車大多數(shù)用四沖程汽油機(jī)作為發(fā)動(dòng)機(jī)，發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行做功沖程的上一個(gè)沖程是下圖中的(

)B

如圖甲、乙所示分別為工作中的四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)，下列關(guān)于汽油機(jī)和柴油機(jī)的說(shuō)法正確的是(

)A.此時(shí)汽油機(jī)處于排氣沖程B.汽油機(jī)的曲軸旋轉(zhuǎn)1圈后處于壓縮沖程C.柴油機(jī)噴油后活塞將向下運(yùn)動(dòng)D.柴油機(jī)是通過(guò)點(diǎn)燃的方式引燃燃料的C某汽車的發(fā)動(dòng)機(jī)為四缸四沖程汽油機(jī)，在高速公路定速巡航時(shí)，其曲軸轉(zhuǎn)速保持在2400r/min，每個(gè)汽缸每次做功沖程對(duì)外做功約1000J，求：(1)這輛汽車定速巡航20min發(fā)動(dòng)機(jī)所做的功；(2)這輛汽車在定速巡航時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率．

解：(1)由題可知，四缸四沖程汽油機(jī)曲軸轉(zhuǎn)速2400r/min，即每分鐘對(duì)外做功1200次，完成1200次工作循環(huán)，20min內(nèi)該發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)外做的功W＝1200×4×20min×1000J＝9.6×107J(2)該汽車在定速航行時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)的功率某農(nóng)用拖拉機(jī)的單缸四沖程柴油機(jī)汽缸直徑為100mm，工作時(shí)活塞在缸體內(nèi)的行程為150mm，曲軸設(shè)計(jì)最高轉(zhuǎn)速為3000r/min，以最高設(shè)計(jì)轉(zhuǎn)速工作時(shí)，做功沖程汽缸內(nèi)平均氣壓約為3×105Pa，求：(1)做功沖程活塞受到的壓力；(2)1min內(nèi)燃?xì)馔苿?dòng)活塞做的功．

解：(1)該單缸柴油機(jī)汽缸的底面積S＝πr2＝3.14×(

×10－3m)2＝7.85×10－3m2由

可知，做功沖程中活塞受到的壓力F＝pS＝3×105Pa×7.85×10－3m2＝2.355×103N(2)一個(gè)做功沖程中燃?xì)鈱?duì)活塞做的功W＝Fs＝