資源簡介

班級：九年級（ ）班 姓名：
14.1熱機（導學案）教師版
一、學習目標
1.通過實驗,知道利用內能可以做功,初步了解熱機的工作原理。
2.了解四沖程汽油機的基本結構、工作過程及能量轉化。
3.了解柴油機與汽油機的工作過程的異同。
二、教學過程
學習內容 學習任務
導入新課 18 世紀第一輛汽車問世時，它的速度只有數(shù)千米每小時，而目前最快的汽車速度已經(jīng)超過了聲速。汽車是如何獲得機械能的呢？（引入）
熱機 如圖14.1-1，在試管內裝些水，用橡膠塞塞管口，將水加熱一段時間，觀察現(xiàn)象。 討論這個過程中不同形式的能量之間轉化的情況。 實驗現(xiàn)象：橡膠塞被沖出來，試管口出現(xiàn)白霧。 現(xiàn)象分析: 酒精燃燒,將化學能轉化為水和水蒸氣的內能,水蒸氣膨脹對橡膠塞做功,橡膠塞被沖出;水蒸氣的內能減少,溫度降低,水蒸氣液化成小水滴,因而在試管口出現(xiàn)“白霧”。 實驗結論: 利用內能可以做功。 例題：1改變內能有不同的方式，如圖所示，是通過熱傳遞方式把試管里的水進行加熱。水沸騰后，水蒸氣推動活塞迅速沖出管口，水蒸氣的內能 減小（選填“增大”或“減小”），在活塞被推出的過程中，是內能轉化為機械/動能能。試管口出現(xiàn)了白霧，這是液化（填物態(tài)變化名稱）現(xiàn)象。 解析：[1]如圖，酒精燈對水加熱，水的內能增加，這是通過熱傳遞的方式改變水的內能。 [2][3][4]當瓶內水蒸氣把瓶塞沖出時，瓶內水蒸氣對瓶塞做功，使得其內能減小，。 [5]試管內氣體對活塞做功時，內能減小，溫度降低，水蒸氣放出熱量發(fā)生液化現(xiàn)象，出現(xiàn)白霧。 這個實驗雖然簡單，卻基本展示了蒸汽機的工作原理。 人們發(fā)現(xiàn)內能可以做功，并制造了各種利用內能做功.的機械——熱機（heat engine）。熱機的發(fā)明及廣泛使用，使人類邁入了工業(yè)化社會，對人類社會的發(fā)展起到了重要的作用。 燃料直接在發(fā)動機汽缸內燃燒產(chǎn)生動力的熱機，叫做內燃機 例題2：熱機是各種將燃氣或蒸汽的內能轉化為機械能的發(fā)動機，汽油機和柴油機統(tǒng)稱為內燃機。 解析：[1][2]各種將燃氣或蒸汽的內能轉化為機械能的發(fā)動機被稱為熱機。 [3]汽油機和柴油機都是燃料在汽缸內燃燒，統(tǒng)稱為內燃機。
汽油機 1.結構：圖14.1-3 是四沖程汽油機的剖面圖。汽缸上部有進氣門和排氣門，頂部有火花塞，下部有活塞，活塞用連桿跟曲軸相連。 2.工作原理：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。活塞移動帶動曲軸轉動。 3.工作過程：要使汽油機連續(xù)工作，活塞必須能在汽缸內往復運動。活塞在汽缸內往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個沖程。多數(shù)汽油機是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程的不斷 循環(huán) 來保證連續(xù)工作的。 例題3：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，如圖是單缸四沖程汽油機工作循環(huán)示意圖。下列說法正確的是（ CD ） A．汽油機一個工作循環(huán)的工作過程依次是丁、乙、丙、甲 B．丙沖程把機械能轉化為內能，使汽車獲得了動力 C．丁沖程是吸氣沖程，吸入的是空氣和汽油的混合物 D．汽油機飛輪轉速3000r/min，則該汽油機1s能做功25次 解析：AB．乙圖中排氣門打開，活塞向上運動，氣缸容積減小，是排氣沖程；甲圖中兩氣門都關閉，活塞向上運行，氣缸容積減小，是壓縮沖程，將機械能轉化為內能；丁圖中進氣門打開，活塞向下運行，氣缸容積增大，是吸氣沖程；丙圖中兩氣門都關閉，火花塞點火，活塞向下運行，氣缸容積增大，是做功沖程，將燃料燃燒釋放的內能轉化為機械能，為汽車提供動力；四沖程內燃機在一個工作循環(huán)中的工作過程依次是丁、甲、丙、乙，故AB錯誤； C．丁圖中進氣門打開，活塞向下運行，氣缸容積增大，是吸氣沖程，吸入的是空氣和汽油的混合物，故C正確； D．圖中因為四沖程汽油機在一個工作循環(huán)中曲軸轉2圈，完成4個工作沖程，并對外做功1次，且該汽油機工作時曲軸轉速為3000r/min=50r/s，每秒做功25次，故D正確。 故選CD。 1. 在四個沖程中，壓縮沖程和做功沖程各發(fā)生了怎樣的能量轉化？ 2. 哪個沖程使汽車獲得動力？ 3. 哪個沖程排出了汽車的廢氣？ 答：1、在四個沖程中，壓縮沖程將機械能轉化為汽油和空氣混合物的內能；做功沖程將燃氣的內能轉化為機械能。 2、做功沖程使汽車獲得動力。 3排氣沖程將燃料燃燒產(chǎn)生的廢氣排出汽缸之外。
柴油機 1、構造：柴油機的構造和汽油機 相似，但是柴油機通過壓縮空氣直接點燃柴油，因此柴油機汽缸頂部沒有火花塞，而有一個噴油嘴。 2、工作原理：汽油在氣缸里面燃燒時生成高溫高壓的燃氣，推動活塞做功。 3、工作過程：柴油機的工作過程也分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程。 由于柴油機對空氣的壓縮程度比汽油機更高，因此在做功沖程中氣體的壓強也大于汽油機，因而可以輸出更大的功率。 由于柴油機工作的過程中壓強較大，要求各有關零件具有較高的結構強度，因此柴油機比較笨重，主要應用在載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪船上，有的地方還用它帶動發(fā)電機發(fā)電。 汽油機和柴油機的異同點 例題5：下列關于汽油機與柴油機的說法中，不正確的是（　A　） A．柴油機汽缸頂部有個火花塞，汽油機汽缸頂部有個噴油嘴 B．柴油機通過壓縮空氣直接點燃柴油 C．汽油機與柴油機使用的燃料不同 D．汽油機與柴油機的工作過程都分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程 解析：A．柴油機汽缸頂部有個噴油嘴，汽油機汽缸頂部有個火花塞，故A錯誤，符合題意； B．柴油機通過壓縮空氣直接點燃柴油，采用壓燃式，故B正確，不符合題意； C．汽油機與柴油機使用的燃料不同，汽油機的燃料是汽油，柴油機的燃料是柴油，故C正確，不符合題意； D．柴油機和汽油機的工作過程分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，故D正確，不符合題意。 故選A。 例題6：如圖為一臺單缸四沖程柴油機（選填“汽油機”或“柴油機”），它吸氣沖程吸入汽缸內的物質是空氣（選填“空氣”“柴油”“汽油和空氣的混合物”），若飛輪轉速是2400r/min，則每秒對外做功20次。 解析：[1]由圖可知，圖中有噴油嘴，沒有火花塞，所以如圖為一臺單缸四沖程柴油機。 [2]四沖程柴油機在吸氣沖程中吸入汽缸的是空氣，汽油機在吸氣沖程中吸入汽缸的是汽油和空氣的混合物。 [3]飛輪轉速是2400r/min，即40r/s，由于四沖程柴油機一個工作循環(huán)完成4個沖程，飛輪和曲軸轉2圈，對外做功1次，所以該柴油機每秒對外做功20次。班級：九年級（ ）班 姓名：
14.1熱機（導學案）
一、學習目標
1.通過實驗,知道利用內能可以做功,初步了解熱機的工作原理。
2.了解四沖程汽油機的基本結構、工作過程及能量轉化。
3.了解柴油機與汽油機的工作過程的異同。
二、教學過程
學習內容 學習任務
導入新課 18 世紀第一輛汽車問世時，它的速度只有數(shù)千米每小時，而目前最快的汽車速度已經(jīng)超過了聲速。汽車是如何獲得機械能的呢？
熱機 如圖14.1-1，在試管內裝些水，用橡膠塞塞管口，將水加熱一段時間，觀察現(xiàn)象。 討論這個過程中不同形式的能量之間轉化的情況。 實驗現(xiàn)象： 現(xiàn)象分析: 實驗結論: 例題：1改變內能有不同的方式，如圖所示，是通過______方式把試管里的水進行加熱。水沸騰后，水蒸氣推動活塞迅速沖出管口，水蒸氣的內能 ______（選填“增大”或“減小”），在活塞被推出的過程中，是______能轉化為___ ___能。試管口出現(xiàn)了白霧，這是______（填物態(tài)變化名稱）現(xiàn)象。 這個實驗雖然簡單，卻基本展示了蒸汽機的工作原理。 人們發(fā)現(xiàn)內能可以做功，并制造了各種利用 .的機械—— （heat engine）。熱機的發(fā)明及廣泛使用，使人類邁入了工業(yè)化社會，對人類社會的發(fā)展起到了重要的作用。 燃料直接在發(fā)動機汽缸內燃燒產(chǎn)生動力的熱機，叫做 例題2：熱機是各種將燃氣或蒸汽的______能轉化為______能的發(fā)動機，汽油機和柴油機統(tǒng)稱為______。
汽油機 1.結構：圖14.1-3 是四沖程汽油機的剖面圖。 上部有 和 ，頂部有 ，下部有 ，活塞用 跟 相連。 2.工作原理： 3.工作過程：要使汽油機連續(xù)工作，活塞必須能在汽缸內 。活塞在汽缸內往復運動時，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫做一個 。多數(shù)汽油機是由 、 、 、 四個沖程的不斷 來保證連續(xù)工作的。 例題3：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，如圖是單缸四沖程汽油機工作循環(huán)示意圖。下列說法正確的是（　　） A．汽油機一個工作循環(huán)的工作過程依次是丁、乙、丙、甲 B．丙沖程把機械能轉化為內能，使汽車獲得了動力 C．丁沖程是吸氣沖程，吸入的是空氣和汽油的混合物 D．汽油機飛輪轉速3000r/min，則該汽油機1s能做功25次 1. 在四個沖程中，壓縮沖程和做功沖程各發(fā)生了怎樣的能量轉化？ 2. 哪個沖程使汽車獲得動力？ 3. 哪個沖程排出了汽車的廢氣？
柴油機 1、構造：柴油機的構造和汽油機 ，但是柴油機通過 直接點燃柴油，因此柴油機汽缸頂部沒有 ，而有一個 。 2、工作原理： 3、工作過程： 由于柴油機對空氣的壓縮程度比汽油機 ，因此在做功沖程中氣體的壓強也 汽油機，因而可以輸出更大的功率。 由于柴油機工作的過程中壓強較大，要求各有關零件具有較高的 ，因此柴油機比較 ，主要應用在載重汽車、拖拉機、坦克、火車、輪船上，有的地方還用它帶動發(fā)電機發(fā)電。 例題5：下列關于汽油機與柴油機的說法中，不正確的是（　　） A．柴油機汽缸頂部有個火花塞，汽油機汽缸頂部有個噴油嘴 B．柴油機通過壓縮空氣直接點燃柴油 C．汽油機與柴油機使用的燃料不同 D．汽油機與柴油機的工作過程都分為吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程 例題6：如圖為一臺單缸四沖程______（選填“汽油機”或“柴油機”），它吸氣沖程吸入汽缸內的物質是______（選填“空氣”“柴油”“汽油和空氣的混合物”），若飛輪轉速是2400r/min，則每秒對外做功______次。

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