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第十四章
內能的利用
第1節
熱機
人教版
九年級
物理
上冊
18世紀第一輛汽車問世時，它的速度只有數千米每小時，而目前最快的汽車速度已經超過了聲速。汽車是如何獲得機械能的呢？
第一輛汽車
最快的汽車
1.
了解熱機的工作原理。了解四沖程汽油機、柴油機的基本工作過程。
2.
通過分析汽油機和柴油機的構造及工作過程的異同，學習分析和比較等研究方法。
該實驗中，燃料燃燒時產生的熱量傳給水和水蒸氣；塞子受到水蒸氣的壓力而沖出去，水蒸氣的內能轉化為塞子的動能。
蒸汽機原理
探究新知
知識點
1
熱
機
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探究實驗
能量之間的轉化
人們發現內能可以做功，并制造了各種利用內能做功的機械——熱機。
蒸汽機
內燃機
汽輪機
噴氣發動機
熱機的種類
蒸汽機帶來一場革命！第一次工業革命！
蒸汽輪機
蒸汽紡紗機
蒸汽火車
蒸汽輪船
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。
內燃機：燃料直接在發動機汽缸內燃燒產生動力的熱機。
一種內燃機的剖面圖
內燃機分為汽油機和柴油機兩大類。
使用汽油作為燃料的叫汽油機。
使用柴油作為燃料的叫柴油機。
汽油機的構造
知識點
2
汽油機
汽油機由汽缸、火花塞、進氣門、排氣門、活塞、曲軸、連桿組成。
汽油機工作時，活塞在汽缸內做往復運動，從汽缸的一端運動到另一端的過程，叫作一個沖程。
汽油機一個工作循環有四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程。
點擊播放：了解汽油機的結構和工作過程
汽油機的結構與工作過程
汽油機在四個沖程中的工作過程
進氣門打開，排氣門關閉，活塞向下運動，汽油和空氣混合物進入汽缸。
進氣門和排氣門都關閉，活塞向上運動，燃料混合物被壓縮。
汽油機在四個沖程中的工作過程
進氣門關閉，排氣門打開，活塞向上運動，把廢氣排出汽缸。
在壓縮沖程結束時，火花塞產生電火花，使燃料猛烈燃燒，產生高溫高壓氣體，推動活塞向下運動，帶動曲軸轉動，對外做功。
【想想議議】1.在四個沖程中，哪些沖程發生了能量的轉化？
2．哪個沖程使汽車獲得動力？
做功沖程使汽車獲得動力，其他三個沖程依靠飛輪的慣性。
3．哪個沖程排出了汽車的尾氣？
壓縮沖程
做功沖程
機械能轉化為內能
內能轉化為機械能
排氣沖程
例1
下列表示四沖程汽油機處于壓縮沖程的是（　
）
A
B
C
D
A
連接中考
噴油嘴
知識點
3
柴油機
柴油機的構造
柴油機結構和汽油機相似，它們的主要區別是：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。
吸入物質也只有空氣，在壓縮沖程結束時，壓縮空氣的溫度已經超過柴油的燃點，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。
點擊播放：了解柴油機的結構和工作過程
柴油機的結構與工作過程
點擊播放：了解汽油機、柴油機的結構和工作過程的異同點
汽油機與柴油機的結構與工作過程的異同點
汽油機和柴油機的優缺點
柴油機比較笨重，主要用于載重汽車、拖拉機、火車輪船上。
柴油發動機與汽油發動機相比熱效率高30%，因而從節約能源、降低燃料成本角度上講，柴油發動機轎車的推廣使用具有重大意義。
汽油機轉速高，結構簡單，質量輕，造價低廉，運轉平穩，使用維修方便。汽油機在汽車上，特別是小型汽車上大量使用。
【思考】老式摩托在啟動時，需踏動啟動桿，這是為什么？現代汽車里的“馬達”（起動機）起什么作用？
答：老式摩托在啟動時，需踏動啟動桿，帶動飛輪轉動，完成吸氣與壓縮沖程、排氣沖程，然后發動機（汽油機）才能開始正常工作。
同樣，小汽車啟動時，轉動鑰匙，電動機開始帶動飛輪轉動，完成吸氣與壓縮沖程、排氣沖程，從而啟動發動機。
內燃機不能自行啟動。開始運轉時，要靠外力使飛輪和曲軸轉動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運動，以后內燃機才能自己工作。
例2
常規潛艇以四沖程柴油內燃機為動力，工作時包括吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程，其中機械能轉化為內能的是
沖程。
連接中考
壓縮
1．汽油機在壓縮沖程中工作物質被壓縮，汽缸中的（
）
A．壓強增大，溫度降低
B．壓強減小，溫度升高
C．壓強增大，溫度升高
D．壓強減小，溫度降低
C
基礎鞏固題
C
2.
汽油機和柴油機相比較，下列敘述中正確的是（
）
A．柴油機吸入汽缸的是柴油和空氣的混合物，汽
油機吸入的是空氣
B．在壓縮沖程中它們的壓縮程度是一樣的
C．柴油機里推動活塞做功的燃氣的壓強比汽油機
里的高
D．在壓縮沖程末，汽油機汽缸內的溫度比柴油機
的高
3.
科學家發明了一款單缸六沖程內燃機，它每一個工作循環的前四個沖程與單缸四沖程內燃機相同，在第四沖程結束后，立即向汽缸內噴水，水在高溫汽缸內迅速汽化成高溫、高壓水蒸汽，推動活塞再次做功，第五沖程是________沖程，這一沖程將______能轉化成__________能。為進入下一個工作循環，這款內燃機的第六沖程是__________沖程。
做功
內
機械
排氣
1.
一臺單缸四沖程汽油機，如圖所示為________沖程，若飛輪轉速為3600r/min，該汽油機活塞1s對外做功_______次。
做功
30
能力提升題
2.
根據汽油機和柴油機的區別，下列說法正確的是（
）
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
C.
吸氣沖程是內能轉化為機械能
D.
壓縮沖程是內能轉化為機械能
A
熱機是利用內能做功的機器
內燃機分為汽油機和柴油機兩大類
汽油機和柴油機的異同
四沖程熱機
吸氣沖程
壓縮沖程
做功沖程
排氣沖程
一個工作循環，活塞往復兩次，飛輪轉動兩周，做功一次
作業
內容
教材作業
完成課后“動手動腦學物理”練習
自主安排
配套練習冊練習

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