人教版物理九年級14.1《熱機》教學設計

人教版物理九年級全冊

14.1《熱機》教學設計

課題名14.1熱機

1.知道熱機的概念；初步了解熱機的工作原理。

教學目標2.了解汽油機的構(gòu)造和工作過程。

3.了解柴油機的構(gòu)造和工作過程。

1.熱機的工作原理。

教學重點

2.四沖程汽油機的工作過程。

教學難點熱機工作過程中，能量的轉(zhuǎn)化。

教師準備：試管、酒精杯、鐵架臺、試管塞等

教學準備

學生準備：課本

新課導入

同學們知道跑車為什么能大展神威嗎？

教學過程新知相授

一、熱機

我們在一個試管中裝一些水，用軟木塞塞住。對試管加熱使水沸

騰，會看到什么現(xiàn)象？你想到了什么？

教師組織實驗。（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？

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

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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

為塞子的機械能。

我們今天所說的熱機就是利用內(nèi)能做功的機器。（重點）

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

氣發(fā)動機等。熱機的發(fā)明和使用，對人類社會的發(fā)展起到了重要作用。

接下來大家完成【例1】、【例2】：

【例1】關于圖示的實驗，下列說法錯誤的是（）

A.試管口出現(xiàn)的白霧是水蒸氣液化的結(jié)果

B.該實驗基本能反映熱機的工作原理

C.木塞沖出的過程是將機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

D.該實驗可以說明做功能改變物體的內(nèi)能

【答案】C

［例2］下列有關熱機的說法不正確的是（）

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

B.為了防止熱機過熱，通常用水來降溫，是利用水的比熱容大的特

生

C.熱機排出的尾氣沒有帶走熱機的內(nèi)能

D.熱機的大量使用會造成環(huán)境污染

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【答案】c

通關秘籍：熱機是利用內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器。一般是通過燃料燃

燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機器運動的機械能，如火箭發(fā)動機是利用燃料燃

燒釋放的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為火箭上升的機械能。

二、汽油機

大家看看PPT上的圖片，這個就是熱機中的典型代表之-----汽油

機，他由氣缸、火花塞、進氣門、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生成高溫高壓的燃氣，推動

活塞做功?；钊苿訋忧S轉(zhuǎn)動。汽油機工作時，活塞在汽缸內(nèi)做

一次單向運動，叫作一個沖程。

它的點火方式是點燃式。

關于汽油機，四大沖程是重點考試內(nèi)容。

汽油機一個工作循環(huán)有四個沖程：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

第一個是吸氣沖程，我們觀察一下圖片，它的閥門一開一閉，進氣

閥門是打開的，排氣閥門是關閉的，同時，活塞向下運動，吸入了汽

油和空氣的燃料的混合物。

第二個是壓縮沖程，我們觀察一下圖片，它的閥門都是關閉的，

同時，活塞向上運動，由于體積的減小，里面燃料混合物的壓強增大,

活塞對燃料混合物做功，燃料內(nèi)能增大，溫度升高。這個過程中活塞

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的機械能轉(zhuǎn)化為燃料混合物的內(nèi)能。

第三個是做功沖程，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)生高溫高壓的燃氣，推動活塞向下運動，并通過連桿

帶動曲軸轉(zhuǎn)動。

燃料混合物的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為活塞的機械能。

第四個是排氣沖程，它的進氣閥關閉，排氣閥打開，活塞向上運

動。接下來就是重復吸氣沖程了。

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?

接下來大家完成【例3】和【例4】,鞏固一下：

【例2】圖是四沖程汽油機的剖面圖，下列關于其4個沖程的描述正確

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?；ㄈ?/p>

進氣門

排氣門

活塞

連桿

曲軸

【答案】A

【例4】圖是四沖程汽油機的某個沖程，由圖可看出它正處于

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

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60r/s,則汽油機每秒鐘對外做功_______次。

血

【答案】壓縮；內(nèi)；30o

通關秘籍：判斷內(nèi)燃機4個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，一氣門關閉一吸氣或排氣（進氣門開為吸氣，排

氣門開為排氣）。

（2）兩氣門都關閉一壓縮或做功（活塞向上為壓縮，活塞向下為做

功）。

三、柴油機

接下來，我們講柴油機。

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

氣直接點燃柴油。柴油機的汽缸頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴。

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

柴油的燃點，此時從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到熱空氣就立刻燃燒起

來。

所以它的點火方式是壓燃式。

下面總結(jié)了汽油機和柴油機的區(qū)別，大家可以看一下：

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種類汽油機柴油機

相同點都是內(nèi)燃機，一個工作循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程

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

點火方式點燃式壓燃式

根據(jù)柴油機和汽油機的特點，完成【例5】：

【例5】根據(jù)汽油機和柴油機的區(qū)別，下列說法正確的是（）

A.汽油機汽缸頂部有一個火花塞，柴油機汽缸頂部是一個噴油嘴

B.汽油機吸入的是空氣，柴油機吸入的是空氣和柴油的混合物

C.吸氣沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

D.壓縮沖程中內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

【答案】A

通關秘籍：

1.汽油機吸氣沖程吸進空氣和汽油混合物，己經(jīng)有汽油進入，自然

不用再有個噴油嘴，但點燃需要火花塞；柴油機吸進空氣，要燃燒還

需要燃料，內(nèi)部還有個噴油嘴，采用壓燃點火。

2.柴油機工作過程中壓強較大，要求零件具有較高的結(jié)構(gòu)強度，因

此柴油機比較笨重。

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)動機，每個汽缸都進

行這種四沖程循環(huán)。

課堂練習

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，管內(nèi)水蒸氣的內(nèi)能增加

B.乙圖中兩個壓緊的鉛塊能吊起鉤碼，主要是因為分子間存在引力

C.丙圖中活塞向上運動是內(nèi)燃機的做功沖程

D.丁圖中小朋友下滑時，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能

【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)采用汽油機作

為發(fā)動機,圖是四沖程汽油機的工作循環(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.某汽油機工作過程有吸氣、壓縮、做功和排氣4個沖程。圖為—

沖程的工作示意圖，在這個過程中能轉(zhuǎn)化為能。若該汽

油機的飛輪轉(zhuǎn)速是4800r/min,則汽油機每秒鐘做功次。

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【答案】做