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九全物理同步課件
主題式解學(xué)課件
（北師大版九年級
全
2025年秋北師大九全物理教學(xué)（自學(xué)）課件嵌視頻（新教材）
第十章 機械能 內(nèi)能及其轉(zhuǎn)化
10.4 熱機
熱蒸汽為我們提供了強大的推力，把人們從繁重的體力勞作中解放出來。
蒸汽機帶來第一次工業(yè)革命！
演示實驗：氣體推動木塞運動
燃料燃燒時化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，傳給水和水蒸汽
水蒸汽把塞子沖出去，內(nèi)能轉(zhuǎn)化為塞子的機械能
熱機----將燃料燃燒產(chǎn)生的高溫、高壓氣體的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能的機器，統(tǒng)稱為熱機。
蒸汽機車
火電站的汽輪機
內(nèi)燃機車
噴氣發(fā)動機
火箭發(fā)動機
一、熱機的種類
汽油機：使用汽油作為燃料
柴油機：使用柴油作為燃料
內(nèi)燃機
燃料直接在發(fā)動機汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機叫內(nèi)燃機。
噴氣式發(fā)動機：燃料在燃燒室內(nèi)燃燒產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓@種氣體從發(fā)動機尾部以極高的速度噴出，從而產(chǎn)生很大的反沖推力，推動機身向前運動
噴氣式發(fā)動機
空氣噴氣發(fā)動機
火箭噴氣發(fā)動機
只攜帶燃料，利用外界空氣來助燃
飛行高度受到一定的限制
自身攜帶燃料和氧化劑
飛行高度不受限制
練一練
下列所示的工具工作過程中使用熱機的是（　　）
B
構(gòu)造
汽油在汽缸內(nèi)燃燒
產(chǎn)生高溫高壓燃?xì)?br/>推動活塞做功
帶動曲軸轉(zhuǎn)動
一個沖程：
活塞從汽缸
的一端運動
到另一端的
過程
二、汽油機
四沖程汽油機的工作過程
進(jìn)氣門 ，排氣門 ，
活塞由汽缸最 向 運動， 和 的混合物從
被吸入汽缸。當(dāng)活塞運動到汽缸的最下端， 關(guān)閉， 曲軸轉(zhuǎn)動 圈。
四沖程汽油機----吸氣沖程
打開
關(guān)閉
上端
下
汽油
空氣
進(jìn)氣門
進(jìn)氣門
半
進(jìn)氣門和排氣門 ，活塞由汽缸最 向 運動，燃料的混合物被 ，汽缸內(nèi)溫度 ，氣壓 。曲軸轉(zhuǎn)動 圈。在此過程中， 轉(zhuǎn)化 。
都關(guān)閉
下端
上
壓縮
升高
增大
半
機械能
內(nèi)能
四沖程汽油機----壓縮沖程
在壓縮沖程末，火花塞產(chǎn)生電火花
（點燃式），燃料混合物劇烈燃燒，產(chǎn)生 的燃?xì)猓苿踊钊善紫? 運動，并通過連桿驅(qū)使曲軸轉(zhuǎn)動，曲軸轉(zhuǎn)動 圈。
高溫高壓
下
半
四沖程汽油機----做功沖程
進(jìn)氣門 ，排氣門 ，
活塞由汽缸最 向 運動， 把廢氣排出汽缸。當(dāng)活塞運動到汽缸的最上端， 關(guān)閉，曲軸轉(zhuǎn)動 圈。
關(guān)閉
打開
下端
上
排氣門
半
四沖程汽油機----排氣沖程
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
1. 汽油機四個沖程中，只有做功沖程對外做功，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能，
其余三個沖程依靠飛輪的慣性完成
2. 汽油機1個工作循環(huán)有4個沖程，活塞上下往復(fù)2次，曲軸轉(zhuǎn)動2周，
對外做功1次， 有2次能量轉(zhuǎn)化
四沖程汽油機----總結(jié)
汽油機和柴油機構(gòu)造對比
三、柴油機
空氣
吸入新鮮空氣
四沖程柴油機油機----吸氣沖程
壓縮的空氣壓強更大，溫度更高，在壓縮沖程末，缸內(nèi)空氣溫度已超過柴油的著火點，機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。
四沖程柴油機----壓縮沖程
在壓縮沖程末，從噴油嘴噴出的霧狀柴油遇到空氣立即猛烈燃燒，產(chǎn)生高溫高壓的燃?xì)猓苿踊钊蛳逻\動，并通過連桿帶動曲軸轉(zhuǎn)動。 內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能。
四沖程汽油機----做功沖程
把廢氣排出氣缸。
四沖程柴油機----排氣沖程
汽油機和柴油機的區(qū)別
內(nèi)燃機 項目 汽油機 柴油機
構(gòu)造 汽缸頂部是火花塞 汽缸頂部是噴油嘴
一個工作循環(huán) 吸氣沖程 吸入物質(zhì)：汽油和空氣的混合物 吸入物質(zhì)：空氣
壓縮沖程 壓縮程度較小，能量轉(zhuǎn)化過程： 機械能→內(nèi)能 壓縮程度大，能量轉(zhuǎn)化過程：
機械能→內(nèi)能
做功沖程 點燃式，能量轉(zhuǎn)化過程： 內(nèi)能→機械能 壓燃式，能量轉(zhuǎn)化過程：
內(nèi)能→機械能
排氣沖程 排出廢氣 排出廢氣
主要特點 輕巧、效率較低 笨重、效率較高
適用范圍 小汽車、小型農(nóng)業(yè)機械、飛機等 載重汽車、拖拉機、火車、輪船等
如圖甲所示,用酒精燈加熱試管中的水,當(dāng)水沸騰一段時間后,塞子被試管內(nèi)的水蒸氣推出,水蒸氣的　　　能轉(zhuǎn)化為塞子的機械能。圖　 　(選填“乙”或“丙”)中汽油機的工作過程與這一實驗過程中能量的轉(zhuǎn)化是一致的。
內(nèi)
乙
練一練
B
練一練
如圖是四沖程汽油機的工作示意圖，下列說法正確的是（　　）
A．這四個沖程的正確順序是：丙→甲→丁→乙
B．靠慣性完成的沖程是甲、乙、丙
C．甲沖程中是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機械能
D．丁沖程中是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能
四、火箭
觀察思考
對比古代“火箭”和現(xiàn)代火箭，了解它們的用途和特點
用途：早期的火箭主要用于 戰(zhàn)爭而今火箭可應(yīng)用在軍用和民用兩大方面，按不同的飛行任務(wù)，大致可分為三類：探空火箭，用于高空大氣測量；彈導(dǎo)式導(dǎo)彈，是帶戰(zhàn)斗部的有控火箭；衛(wèi)星（宇宙飛船）運載器，把衛(wèi)星或飛船送上軌道。
特點：功率巨大，不僅可以在高空飛行還可以飛出大氣層。多級火箭可以作為星際航行的運載工具！
整流罩
燃燒箱
燃燒室
氧化
劑箱
輸送
裝置
噴口
火箭的結(jié)構(gòu)
火箭(rocket)使用的是噴氣發(fā)動機。噴氣發(fā)動機的燃料在燃燒室內(nèi)燃燒后產(chǎn)生高溫、高壓的氣體,這種氣體從發(fā)動機尾部以極高的速度噴出,同時產(chǎn)生很大的反沖推力推動機身向前運動。由于它不需要內(nèi)燃機中的活塞、曲軸等傳動裝置,從而減少了能量的損失,大大提高了機身的飛行速度。
火箭的工作原理
三級火箭的每一級都像一支獨立的火箭。先點燃第一級火箭，引燃第二級火箭(脫落)，第三級火箭開始工作.
三級火箭像接力賽一樣，都是在前一級的速度基礎(chǔ)上再加速。比單級火箭優(yōu)越得多。
制導(dǎo)與控制系統(tǒng)
動力系統(tǒng)
第3級火箭
第2級火箭
第1級火箭
有效負(fù)荷
多級火箭
現(xiàn)代火箭使用的燃料多為液體燃料。液體火箭的推進(jìn)劑為液體，燃料和氧化劑的組合情況很多，如：酒精和液態(tài)氧、煤油和液態(tài)氧、液態(tài)氫和液態(tài)氧等。
液體火箭燃燒時間長，便于控制，控制推進(jìn)劑的輸送，可以使火箭停火、重新點燃，從而控制火箭的飛行速度，操縱很方便。液體火箭的燃料不易儲藏，成本很高。
火箭的燃料
中國自1956年開始展開現(xiàn)代火箭的研制工作。
1970年4月24日“長征1號”運載火箭誕生,首次發(fā)射“東方紅1號”衛(wèi)星成功。現(xiàn)在,“長征”系列火箭已經(jīng)走向世界,享譽全球，在國際發(fā)射市場占有重要一席。
目前，我國長征系列運載火箭已研制成功7個型號。
中國火箭的發(fā)展?fàn)顩r
長征二號C型
長征三號C型
長征1號
長征三號A型
長征三號B型
長征四號B型
中國火箭的發(fā)展?fàn)顩r
1.在火箭的使用中采用多級火箭的好處是（ ）
A、使火箭的總質(zhì)量增大。
B、使火箭的體積變大，增大推力。
C、為了美觀大方。
D、為了在一級火箭燃料用盡后，下一級火箭工作時把沒用的空殼脫掉，使火箭的總質(zhì)量減小，加快飛行速度。
2.當(dāng)火箭由地面騰空而起加速上升的過程中（ ）
A、機械能減少，內(nèi)能增加 B、機械能增加，內(nèi)能減少
C、機械能和內(nèi)能都增加 D、機械能不變，內(nèi)能增加
D
B
練一練
熱機的種類
火箭
內(nèi)燃機
柴油機
汽油機
課堂小結(jié)
熱機
蒸汽機
噴氣式發(fā)動機
內(nèi)燃機
汽輪機
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