14.1热机导学案2022-2023学年人教版物理九年级（Word版无答案）

14.1《热机》 导学案
课堂导入
做功改变内能的实质是什么？
外界对空气做功， 能转化为 能 空气对外做功， 能转化为 能
实质：做功改变内能就是把机械能转化成内能 或 内能转化成机械能
问题1：他们运行的能量来自于哪里？
(
汽车奔驰
喷气式飞机
大型客轮
蒸汽机车
)
一、自主预习
1．热机
(1)定义：是把_______转化为__________的机器．
(2)种类：蒸汽机、________、 _______、喷气发动机等；__________是最常见的热机．
2．内燃机：燃料直接在发动机_______内燃烧产生动力的热机．
(1)工作原理：燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压的燃气，把________能转化为____能；然后燃气推动活塞做功，把____能转化为_______能．
单缸四冲程：汽油机的一个工作循环是由_________、________、_________、 ________四个冲程组成的．除了做功冲程，其他三个冲程是靠安装在曲轴上的飞轮的_______来完成的；一个工作循环，活塞往返____次，飞轮转____周，对外做功____次．
(2)分类：内燃机分为_______和__________两大类，它们分别用______和_______作为燃料．
一、演示实验：在一个试管中装一些水，用橡胶塞塞紧。对试管加热使水沸腾。
观察到的现象有：
① 。
②_____________________。
思考：
实验中的能量转化过程为：
① 酒精燃烧放出热量，酒精的_______能转化为水的 能；
②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞做功，气体的 能转化为瓶塞的 能 .
例 1： 如图所示，在试管中装入适量的水，用瓶塞塞住试管口，然后对水加热使水沸腾，水沸腾后观察到的现象是__________________________．在这个实验中，燃料燃烧放出________，传递给水和水蒸气，使得水和水蒸气的______增加，水蒸气体积膨胀，把瓶塞冲出去，这一过程中，_______转化为_________，这就是热机的原理．
一、热机
1.定义：利用内能做功的机械
2.工作原理：热机利用内能做功，将内能转化为机械能。
3. 种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等
(
最早
的汽车
(1886
年）
)
(
)
1814年，英国人史蒂芬孙把瓦特的蒸 热蒸汽提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。
汽机装在火车上，蒸汽机的体积庞大、效率很低
二、内燃机
（1）工作原理：燃料直接在发动机气缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气对外做功，把内能转化成机械能。
(
柴油机
)（2）种类： 汽油机 、 柴油机
(
汽油机
)
（1）汽油机
(
冲程：活塞从气缸的一端运动到另一端的过程。
)
汽油机的四个工作冲程：
讨论：
1.在四冲程汽油机的四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？
压缩冲程：
做功冲程：
2.哪个冲程使汽车获得动力？
3.哪个冲程排出了汽车的废气？
(
2.
一循环：
4
冲程、转
2
圈（对外做功
1
次）
)
例 3 在热机的四个冲程中属于机械能转化为内能的是_______冲程，其中内能转化为机械能的是____冲程．若热机的飞轮转速是1 800转∕分钟，该热机每秒对外做功____次．
（2）柴油机
(
和汽油机不同的是：喷油嘴代替
火花塞
)
(
2.
柴油机的工作过程
)
柴油机和汽油机都是：一个工作循环都有四个冲程，曲轴和飞轮转动两周，对外做功一次。
想想议议：柴油机和汽油机的相同点与不同点？
相同点：都是把 能转化成 能，都包括 个冲程
内燃机 汽油机 柴油机
燃料 汽油 柴油
构造
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
主要特点
主要用途
(
1.
汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴。
2.
一循环：
4
冲程、转
2
圈（对外做功
1
次）。
)
课后作业
一．选择题（共5小题）
1．关于四冲程汽油机，下列说法中正确的是（　　）
A．在吸气冲程，吸入气缸内的是空气
B．在压缩冲程，燃料燃烧，化学能转化为内能
C．在做功冲程，内能转化为机械能
D．在排气冲程，进气门和排气门都打开
2．如图所示是内燃机工作中的一个冲程，下列描述正确的是（　　）
A．压缩冲程，内能转化为机械能 B．压缩冲程，机械能转化为内能
C．做功冲程，机械能转化为内能 D．做功冲程，内能转化为机械能
3．关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　）
A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低
C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能
4．2021年3月12日凌晨，长征七号改遥二运载火箭成功将试验九号卫星送入预定轨道，“长七改”将填补我国运载火箭高轨轨道运载能力的空白。下列说法不正确的是（　　）
A．火箭点火升空时相当于热机的做功冲程，将机械能转化为内能
B．卫星脱离火箭时，由于具有惯性，能保持原有运动状态
C．火箭加速升空的过程中，机械能变大
D．火箭加速升空时，火箭推力大于重力
5．如图是内燃机的某个冲程。下列情况与该冲程能的转化方式一致的是（　　）
A．瓶塞冲出 B．搓手取暖 C．压缩气体 D．钻木取火
二．填空题（共4小题）
6．如图所示为一辆汽车的发动机四个冲程中的　 　冲程；为了不让发动机在工作时温度升得太高，在设计制造时，汽缸外有一个水套，用水来冷却汽缸是因为水的　 　较大。阳江近段时间有关汽车撞伤行人事故频发，据调查，汽车超速和超载是造成重大交通事故的主要原因。当汽车　 　（选填“超速”或“超载”）时，它的惯性将变大。
用天然气烧水，水烧沸腾时，壶盖不断向上跳动，此过程中能量转化与四冲程汽油机的　 　冲程的能量转化相同；在标准大气压下用天然气把3kg的水从20℃加热至刚沸腾时，水的比热容　 　（填“增大减小“或“不变”），水吸收了　 　J的热量。[c水＝4.2×103J/（kg ℃）]
8．用稳定的热源给一个1kg物体均匀加热，得到它的熔化图象如图所示，已知该物体在固态时的比热容为0.2×103J/（kg ℃），则该物质在液态时的比热容是　 　J/（kg ℃）；物体在BC段熔化过程中吸收的热量　 　J。在内燃机的工作循环中，实现将内能转化为机械能的是　 　冲程。某内燃机飞轮转动速度为3600r/min，则每秒完成涉及能量转化的冲程有　 　次，吸入燃气　 　次。
9．如图表示的是汽油机的　 　冲程；在压缩冲程中，是通过　 　方式增加气体内能的。一台单缸四冲程柴油机转速为1200转/min，则柴油机1s内做功　 　次。