热机 同步课件 人教版九年级物理全一册.pptx

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1、第14章 第1节,热 机,人教版-物理-九年级上册,导入新课-学习目标-探究新知-课堂小结-课堂练习,热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。,导 入 新 课,1.通过实验探究及阅读教材，了解可以利用内能来做功，知道热机的概念，知道内燃机是热机的一种，体会现代化交通工具对人们生活的巨大影响； 2.通过模型或挂图了解四冲程汽油机和柴油机的构造； 3.通过阅读材料，能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化。,【重点】汽油机的工作原理及能的转化过程。 【难点】内燃机的工作原理。,学 习 目 标,蒸汽机带来一场革命第一次工业革命！,瓦特改进了蒸汽机,探 究 新 知,内

2、燃机第二次工业革命到来！,早期内燃机,早期拖拉机,内燃机的发明，使人类的许多梦想得以实现：飞机、汽车、农用拖拉机、潜艇、坦克等等。,探 究 新 知,知识点1.热机,实验探究：气体推动木塞做功实验,在一个试管中装一些水，用软木塞塞紧。对试管加热使水沸腾，会看到什么现象？你想到了什么？,探 究 新 知,酒精燃烧放出热量,将热量传递给水,使水的内能增大，温度升高，产生大量的水蒸气,水蒸气的内能,软木塞的机械能,水蒸气内能减少，温度降低，液化成小水滴,加热水至沸腾,水沸腾后，软木塞飞出，管口有“白雾”生成,现象：,探 究 新 知,想一想：,根据这个实验原理，瓦特在1782年发明了往复式蒸汽机。,如果把

3、试管变成汽缸，把水换成燃料，让燃料在汽缸内燃烧，形成高温高压的燃气来推动活塞做功，便产生了内燃机，如右图。,探 究 新 知,热机,利用内能做功(把内能转化为机械能)的机械。,定义：,探 究 新 知,热机的种类：利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。,汽油机：使用汽油作为燃料,柴油机：使用柴油作为燃料,内燃机,燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。,探 究 新 知,1.下列交通工具中,没有利用热机的是 () A.蒸汽火车B.飞机C.轮船D.自行车,1.D【解题思路】蒸汽火车、飞机、轮船的发动机均是一种把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置,即热机.故选

4、D.,典型例题,答案,2.热机在人类生活中发挥着重要的作用,推动了社会的快速发展,现代化的交通运输工具都靠它提供动力.如图是热机工作过程中的能量转化原理图,其中、分别代表的是能、能、能.,2.【参考答案】化学内机械 【解题思路】热机工作时需要燃料,通过燃料燃烧将化学能转化为内能,而后通过内能做功,将内能转化为机械能.,典型例题,答案,知识点2 汽油机,1. 构造,汽缸,火花塞,进气门,排气门,连杆,活塞,曲轴,探 究 新 知,2. 工作原理,汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。,探 究 新 知,一个冲程：,活塞从汽缸 的一端运动 到另一端的 过程,吸气,

5、压缩,做功,排气,探 究 新 知,进气门 ，排气门 ，活塞由汽缸最 向 运动， 和 的混合物从 被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端， 关闭， 曲轴转动 圈。,吸气冲程,打开,关闭,上端,下,汽油,空气,进气门,进气门,半,探 究 新 知,进气门和排气门 ，活塞由汽缸最 向 运动，燃料的混合物被 ，汽缸内温度 ，气压 。曲轴转动 圈。在此过程中， 转化 。,压缩冲程,都关闭,下端,上,压缩,升高,增大,半,机械能,内能,探 究 新 知,在压缩冲程末，火花塞产生电火花 （点燃式），燃料混合物剧烈燃烧，产生 的燃气，推动活塞由汽缸向 运动，并通过连杆驱使曲轴转动，曲轴转动 圈。,做功冲程,高温高压

6、,下,半,探 究 新 知,进气门 ，排气门 ，活塞由汽缸最 向 运动， 把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端， 关闭，曲轴转动 圈。,排气冲程,关闭,打开,下端,上,排气门,半,探 究 新 知,吸气冲程,压缩冲程,做功冲程,排气冲程,1. 汽油机四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能， 其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成,2. 汽油机1个工作循环有4个冲程，活塞上下往复2次，曲轴转动2周， 对外做功1次， 有2次能量转化,探 究 新 知,1.2020湖南衡阳中考如图为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是 () A.一个工作循环的正确顺序是:甲乙丙丁 B.乙图冲程能获得动力 C

7、.丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程 D.丙图冲程存在化学能转化为内能的过程,1.C【解题思路】甲图中,进气门和排气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程.乙图中,进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程.丙图中,进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,是排气冲程.丁图中,进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程.内燃机的一个工作循环是吸气、压缩、做功、排气,因此正确的顺序应是乙丁甲丙,故A错误;获得动力的冲程是做功冲程,即甲图所示冲程,故B错误;将机械能转化为内能的冲程是压缩冲程,即丁图所示冲程,故C正确;排气冲程将废气排出,不存在将化学能转化为内能的过程,故D错误.,典型例题,答

8、案,2.如图14-1-4所示流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一个工作循环及涉及的主要能量转化情况的。下列对图中的补充正确的是(),图14-1-4,典型例题,A.做功冲程内能转化为机械能 压缩冲程机械能转化为内能 B.压缩冲程内能转化为机械能 做功冲程机械能转化为内能 C.压缩冲程机械能转化为内能 做功冲程内能转化为机械能 D.做功冲程机械能转化为内能 压缩冲程内能转化为机械能,C,答案,汽油机,柴油机,汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械（如插秧机、机动喷雾机）上。 柴油机的功率较大，被广泛用于载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船,探 究 新 知,1. 柴油机的构造,探 究 新 知,

9、2. 柴油机的工作原理,利用柴油在汽缸内燃烧所产生的高温高压的燃气来推动活塞做功，将内能转化为机械能。,探 究 新 知,（2）柴油机的冲程及工作循环过程,柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。,吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞向下运动，将空气吸进汽缸。 压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得非常小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程结束时，汽缸内空气温度已超过柴油的燃点。（机械能转化为内能）,做功冲程：在压缩冲程结束时，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立刻猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。（内能转化为机械能）

10、排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。,汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什么不同点？,探 究 新 知,汽油机和柴油机的异同点比较,都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程,火花塞,喷油嘴,汽油,柴油,汽油和空气混合物,空气,点燃式,压燃式,探 究 新 知,1. 汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。 2. 柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。 3. 柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本的角度来讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义

11、。,汽油机和柴油机的优缺点,探 究 新 知,课 堂 小 结,1.2021江西九江一中期中如图所示,甲、乙是两个演示实验的示意图,丙、丁是四冲程汽油机工作过程中的两个冲程示意图.下列说法正确的是 () A.丙图所示的是做功冲程,其工作原理如甲图所示的实验 B.丙图所示的是压缩冲程,其工作原理如乙图所示的实验 C.丁图所示的是压缩冲程,其工作原理如甲图所示的实验 D.丁图所示的是做功冲程,其工作原理如乙图所示的实验,答案,课 堂 练 习,1.B【解题思路】图甲中往瓶中打气后,瓶内的压缩气体推动瓶塞做功,将内能转化为机械能;图乙中用力将活塞压下,活塞对空气做功,空气的内能增大,温度升高,达到硝化棉的

12、着火点后,硝化棉就会燃烧,将机械能转化为内能;图丙中两气门都关闭,活塞向上运动,是汽油机的压缩冲程,将机械能转化为内能;图丁中两气门都关闭,火花塞产生电火花,活塞向下运动,是汽油机的做功冲程,将内能转化为机械能.,答案,课 堂 练 习,2.下列关于汽油机和柴油机的说法,正确的是() A.柴油机的工作过程分为吸气、压缩、排气三个冲程 B.汽油机和柴油机都属于内燃机 C.汽油机比柴油机笨重 D.汽油机的功率比柴油机大,2.B,答案,课 堂 练 习,3.汽油机压缩冲程中,汽缸中空气的温度、压强、体积的变化情况应是() A.温度升高,压强减小,体积增大 B.温度降低,压强减小,体积减小 C.温度升高,

13、压强增大,体积减小 D.温度降低,压强减小,体积增大,3.C,答案,课 堂 练 习,4.2020烟台 如图14-1-5所示,给试管里的水加热,水沸腾后,水蒸气推动橡皮塞冲出试管口,这个过程与图14-1-6所示四冲程汽油机工作示意图中哪一个冲程的能量转化过程是相同的(),图14-1-5,图14-1-6,4.C,答案,课 堂 练 习,5.2020衡阳 如图14-1-7所示为内燃机四冲程工作示意图,下列说法正确的是() A.一个工作循环的正确顺序 是:甲、乙、丙、丁 B.图乙冲程能获得动力 C.图丁冲程是机械能转化为内能的过程 D.图丙冲程存在化学能转化为内能的过程,图14-1-7,5.C,答案,课

14、 堂 练 习,6.2020东营 如图14-1-10所示是四冲程汽油机工作循环中的一个冲程,下列关于该冲程及其能量转化判断正确的是() A.做功冲程,将机械能转化为内能 B.做功冲程,将内能转化为机械能 C.压缩冲程,将机械能转化为内能 D.压缩冲程,将内能转化为机械能,图14-1-10,6.B,答案,课 堂 练 习,7.2019河北保定定州新华中学月考如图所示是四冲程汽油机工作状态示意图,由图可以看出,此时它正处在冲程.某单缸四冲程汽油机在1 s内完成了15个循环,则该汽油机工作时飞轮的转速为r/min.,7.【参考答案】做功1 800 【解题思路】从题图中可以看出,该冲程具有火花塞点火和活塞

15、向下运动的特点,可以判断这个冲程是做功冲程.汽油机在1 s内完成了15个循环,即转152=30(r),则1 min转3060=1 800(r),故该汽油机工作时飞轮的转速为1 800 r/min.,答案,课 堂 练 习,8.2020浙江温州中考英国物理学家斯特林于1816年发明了“斯特林发动机”.斯特林发动机气缸内工作介质易汽化、易液化,该介质通过吸热膨胀、冷却压缩的循环过程输出动力,因此又被称为热气机.某工程师按照“斯特林发动机”的原理设计了如图甲所示的模型机,工作过程中飞轮持续旋转如图乙.请结合所学知识解释飞轮能持续转动的工作原理.,8.【参考答案】酒精灯加热将化学能转化为内能,热气缸中的工作介质吸热汽化膨胀推动活塞A向右运动做功,将内能转化为机械能;由于飞轮具有惯性,带动活塞A向左运动,活塞A将热气缸中的工作介质推入冷气缸并液化,活塞B又将介质推回热气缸.如此反复.,答案,课 堂 练 习,