物理（人教版）《14.1 热机》
学案
导学目标知识点：
①了解四冲程汽油机的基本工作原理。
②知道热机的工作原理及其种类。
③理解四冲程内燃机工作过程中的能量转化。
④知道汽油机、柴油机的异同。
学习重点：
汽油机的工作原理及能的转化过程。
学习难点：
内燃机各冲程的工作状态和能量转化。
学习过程：
自学指导一：热机
1、如图14.1-1所示实验，展示了人类利用内能的过程。其中，酒精燃烧过程中，能量转化关系是＿＿＿能转化为＿＿＿能，软木塞被冲开，能量转化关系是＿＿＿能转化为＿＿＿能。www.21-cn-jy.com
2、热机是利用＿＿＿＿做功的机械；它是将＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿能；热机的种类有＿＿＿＿ 、蒸气轮机、＿＿＿＿、＿＿＿＿ 、火箭发动机等。其中＿＿＿＿是现代社会最常见的一种热机。21·世纪*教育网
3、燃料在＿＿＿＿燃烧的热机叫内燃机。内燃机的种类有＿＿＿＿机和＿＿＿＿机。其中用汽油作燃料的叫做＿＿＿＿；用柴油作燃料的叫做＿＿＿＿。
自学指导二：汽油机
1、汽油机的结构图如图14.1-2所示，请填出相应部分的名称。
2、用在小型汽车上的动力机械，一般是＿＿＿＿，它是以＿＿＿＿为燃料，
3、汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做＿＿＿＿。汽油机工作时四个冲程的不断循环来保证连续工作的。完成四个冲程叫做一个＿＿＿＿。
4、汽油机通过在＿＿＿＿里面燃烧汽油生成高温高压的燃气，用来推动活塞＿＿＿＿。汽油机的工作过程是由＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿、＿＿＿＿四个冲程组成。
5、在汽油机的四个冲程中，＿＿＿＿冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动。在这个过程中把＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿能；＿＿＿＿冲程燃气推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功，把＿＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿能。www-2-1-cnjy-com
6、如图14.1-3所示是热机的＿＿＿＿冲程。
自学指导三：柴油机
1、柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：汽油机的汽缸顶部是＿＿＿＿。柴油机的汽缸顶部是＿＿＿＿。21·cn·jy·com
2、柴油机和汽油机工作过程中的主要区别是：燃料不同：汽油机的燃料是＿＿＿＿；而柴油机的燃料是＿＿＿＿。吸入气缸的物质不同：汽油机吸进＿＿＿＿和＿＿＿＿的混合气体，柴油机只吸进＿＿＿＿。点火方式不同：汽油机点火方式属＿＿＿＿，柴油机点火方式属＿＿＿＿。【来源：21·世纪·教育·网】
3、柴油机热效率较高为＿＿＿＿＿＿＿＿；汽油机的热效率比柴油机的效率要低一些为＿＿＿＿＿＿＿＿，从＿＿＿＿＿＿＿＿、降低燃料成本角度上讲，柴油机轿车的推广使用具有重大意义。21cnjy.com
达标测试
1、关于“热机”，下列说法中正确的是：（ ）
A．做功冲程的能量转化是机械能转化为内能
B．改进技术，可以使热机的效率达到100%
C．用水循环来降低热机的温度，主要是利用水蒸发时吸热的特性
D．冬天晚上要把热机水箱中的水放出，是防止气温降低时水凝固胀坏水箱
2、如图14.1-4所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是：（ ）
A．压缩冲程，将化学能转化成内能]
B．压缩冲程，将机械能转化成内能
C．做功冲程，将内能转化成机械能
D．做功冲程，将机械能转化成内能
3、下列关于热机的叙述，正确的是：（ ）
A．热机是把内能转化为机械能的机器
B．内燃机每经过一个工作循环，曲轴就要转动4周
C．汽油机有喷油嘴，柴油机有火花塞
D．汽油机利用压燃式点火，柴油机利用点燃式点火
4、汽油机吸入气缸的物质是：（ ）
A．汽油 B．空气 C．汽油与空气混合物 D．柴油
5、汽油机在某个冲程中，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，此冲程是：（ ）
A．吸气冲程? B．压缩冲程? C．做功冲程? D．排气冲程?
6、一台四冲程汽油机的飞轮转速为1200 r/min，则1 min内对外做功次数和完成冲程数分别为：（ ）21世纪教育网版权所有
A．1200次 1200个 B．600次 2400个
C．1200次 4800个 D．2400次 4800个
7、 关于热机，下列说法正确的是：（ ）
A．汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞
B．柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气体吸入汽缸
C．汽油机在做功冲程中，进气门关闭排气门打开
D．汽油机在做功冲程中，是把内能转化为机械能
8、汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，如图14.1-5所示中表示机械能转化为内能的冲程是：（ ）21教育网
9、于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法： ①在做功冲程中，是机械能转化为内能；②在做功冲程中，是内能转化为机械能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④汽油机在一个工作循环中，只有一个冲程发生能量变化。以上说法中正确的是：（ ）
A．只有②③????????????B．只有①③ C．只有②④????????????D．只有②③④
10、在汽油机的四个冲程中，都发生能量转化的一组冲程是：（ ）
A．吸气冲程，压缩冲程? B．压缩冲程，做功冲程
C．做功冲程，排气冲程? D．排气冲程，吸气冲程
11、汽油机上安装了一个笨重的飞轮，是为了：（ ）
A．提高效率 B．可以做更多的功
C．节省燃料 D．利用飞轮的惯性，完成吸气、压缩、排气三个辅助冲程
12、关于内燃机，下列说法中不正确的是：（ ）
A．内燃机的大量使用会造成环境污染? B．所有的内燃机都是用汽油作燃料
C．压缩冲程是将机械能转化为内能? D．做功冲程是将内能转化为机械能
13、一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速是2400转/分钟，该汽油机在秒内完成＿＿＿＿个工作循环，对外做功＿＿＿＿次，完成能量转化＿＿＿＿次。2·1·c·n·j·y
2、汽油 柴油 汽油 空气 空气 点燃式 压燃式
3、30~45% 20~30% 节约能源
达标测试
1、D 2、C 3、A 4、C 5、B 6、B
7、D 8、A 9、A 10、B 11、D 12、B
13、200 100 200
物理（人教版）《14.1 热机》
教案
一、教学目标
1．知识与技能。
①了解人类“利用内能做功”的历史发展进程，了解四冲程内燃机的基本工作原理和工作过程。
②通过观察汽油机模型和动画，知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。
③观察、对比汽油机和柴油机的模型和工作过程，了解二者的异同。
2．过程和方法。
①了解可以利用内能做功，学会通过阅读和倾听来学习和掌握知识。
②通过阅读“科学世界”，了解现代汽车的一些常识，培养自学能力。
3．情感、态度和价值观。
①通过对热机发展简史、汽油机的结构以及工作过程的学习，感受到人类对美好事物孜孜不倦的追求，逐步培养学生崇尚科学、爱科学、学科学的兴趣。
②了解生活中各种常见的热机工作时的利弊，唤起学生节约能源，保护环境的意识。
二、教学重点
①了解四冲程汽油机的基本工作原理。
②知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。
三、教学难点
整个工作过程中，能量的转移和转化。
四、教学教具
内能做功演示器、汽油机模型、柴油机模型。
教学过程
一、创设情境，引入课题
介绍瓦特及蒸气机的发明，
世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球，但它只不过是一个玩具而已。
瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。
其实，瓦特观察水壶中的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。
进一步介绍蒸气机对从类的贡献，热蒸汽为我们提供了强大的推力，它带动了第一次工业革命，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。2·1·c·n·j·y
从而引入新课：第十四章 内能的利用 第1节 热机
二、进行新课
1、热机
（1）演示实验：
①看到了什么现象？ 塞子被冲出，并且瓶口有雾生成。
②整个过程中, 能量是怎样转化的：
燃料燃烧将化学能转化为内能；传给水和水蒸气，水蒸气将塞子推出，将它的内能能转化为塞子的机械能。
（2）热机
①什么叫做热机？利用内能做功的机械叫做热机。
②热机的工作原理：利用内能做功。
③热机的能量转化：内能转化为机械能。
（3）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、火箭发动机等。
（4）内燃机
①内燃机的定义：燃料在机械内部燃烧的热机
②内燃机的种类：内燃机分为汽油机和柴油机两大类。使用汽油作为燃料的叫汽油机。（如：摩托车的发动机）（重型使用柴油作为燃料的叫柴油机。（如：重型卡车的发动机）
2、汽油机
（1）汽油机的构造
观看汽油机剖面图，介绍进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等重点结构。
（2）几个重要概念
播放动画介绍一个冲程、一个工作循环等概念。
冲程：汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。
一个工作循环：把这四个冲程称为内燃机的一个工作循环。
（3）汽油机的工作过程
播放动画讲解汽油机制工作过程：
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸。21教育网
压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。
机械能转化成内能
做功冲程：在压缩冲程末.火花塞产生电火花.使燃料猛烈燃烧.产生高温高压燃气.推动活塞向下运动.并通过连杆带动曲轴转动21cnjy.com
内能转化成机械能
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。
再播放汽油机连续工作的动画，引导学生仔细观察汽油机工作时各个环节的状态。
3、柴油机
（1）柴油机的构造
观看柴油机剖面图，介绍进气门、排气门、火花塞、活塞、汽缸、连杆、曲轴等重点结构。并与汽油机进行比较，引导学生找出柴油机和汽油机结构上的区别。
（2）柴油机的工作过程
播放动画介绍的工作过程：
柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。21世纪教育网版权所有
（3）汽油机和柴油机的异同点
相同点
①基本构造和主要部件的作用相似。
②每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
③四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。
④一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。
不同点
①构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。
②燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。
③吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。
④点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。
（4）汽油机和柴油机的优缺点
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。
柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。
柴油机热效率为 30~45%与汽油机的热效率为20~30% ，从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油机轿车的推广使用具有重大意义。21·cn·jy·com
3、科学世界
（1）现代汽车的特点
①汽车发动机把内能转化为机械能；汽车的电气设备的主要作用是产生电火花以点燃气缸中的可燃气体。
②现代汽车采用四缸或六缸发动机。每个气缸都进行着四个冲程循环，且各气缸交替工作，使汽车运行平稳。
③由于电子技术的发展，现代汽车已采用了电子燃油喷射系统，由微电脑精确控制，提高 燃料燃烧效率，减少了空气污染。www.21-cn-jy.com
（2）现代汽车的发展
播放图片，了解现代汽车的发展过程
（3）现代汽车的动力系统
观察图片介绍现代汽车的传动系统。
三、课堂小结
1、热机
利用内能做功的机械叫做热机。
内能转化为机械能。
2、汽油机
构造：有火花塞
工作原理：吸气、压缩、做功、排气
3、柴油机
构造：有喷油嘴
工作原理：吸气、压缩、做功、排气
汽油机的效率：20~30%；柴油机的效率：30~45%
四、布置作业
动手动脑学物理：（1）（3）（4）
课件30张PPT。热机人教版 九年级物理 第十三章 内能的利用 第1节 热机最新人教版制作：老河口市洪山嘴中学 詹振亚制作：老河口市洪山嘴中学 詹振亚制作：老河口市洪山嘴中学 詹振亚洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球，但它只不过是一个玩具而已。
瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。
其实，瓦特观察水壶中的水烧开，推动壶盖，从而发明了蒸汽机，是一个善意的杜撰。瓦特的贡献：洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚蒸汽机与第一次工业革命！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。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚1、演示实验：（1）看到了什么现象？
塞子被冲出，并且瓶口有雾生成。
（2）整个过程中, 能量是怎样转化的：
燃料燃烧将化学能转化为内能；传给水和水蒸气，水蒸气将塞子推出，将它的内能能转化为塞子的机械能。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚2、热机（1）什么叫做热机？利用内能做功的机械叫
做热机。（2）热机的工作原理：利用内能做功。（3）热机的能量转化：内能转化为机械能。3、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、火箭发动机等。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚3、热机的种类洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚4、内燃机（1）内燃机的定义：燃料在机械内部燃烧的热机（2）内燃机的种类：内燃机分为汽油机和柴油机两
大类使用汽油作为燃料的叫汽油机。使用柴油作为燃料的叫柴油机。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚火花塞进气门活塞连杆气缸排气门曲轴1、汽油机的构造洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚1、汽油机的构造多缸汽油机制结构图洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚2、几个重要概念汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动，活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做冲程。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚一个工作循环：把这四个冲程称为内燃机的一个工作循环。2、几个重要概念吸气压缩做功排气洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚3、汽油机的工作过程（1）吸气冲程进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸入汽缸。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚（2）压缩冲程进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。机械能转化成内能3、汽油机的工作过程洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚（3）做功冲程在压缩冲程末.火花塞产生电火花.使燃料猛烈燃烧.产生高温高压燃气.推动活塞向下运动.并通过连杆带动曲轴转动内能转化成机械能3、汽油机的工作过程洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚（4）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。3、汽油机的工作过程洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚3、汽油机的工作过程洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚1、柴油机的构造喷油嘴进气门活塞连杆排气门气缸曲轴火花塞洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚2、柴油机的工作过程洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚2、柴油机的工作过程柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚3、汽油机和柴油机的异同点（1）相同点①基本构造和主要部件的作用相似。 ②每个工件循环都经历四个冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 ③四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 ④一个工作冲程中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚（1）不同点①构造不同：汽油机气缸顶有火花塞，而柴油机气缸顶部有喷油嘴。 ②燃料不同：汽油机的燃料是汽油，而柴油机的燃料是柴油。 ③吸气不同：汽油机吸进汽油和空气的混合气体，柴油机只吸进空气。 ④点火不同：汽油机属点燃式点火，柴油机属压燃式点火。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。 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。 柴油机热效率为 30~45%与汽油机的热效率为20~30% ，从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油机轿车的推广使用具有重大意义。4、汽油机和柴油机的优缺点洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚1、现代汽车的特点（1）汽车发动机把内能转化为机械能. 汽车的
电气设备的主要作用是产生电火花以点燃气缸
中的可燃气体。（2）现代汽车采用四缸或六缸发动机。每个气
缸都进行着四个冲程循环，且各气缸交替工作
，使汽车运行平稳。（3）由于电子技术的发展，现代汽车已采用了
电子燃油喷射系统，由微电脑精确控制，提高
燃料燃烧效率，减少了空气污染。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚2、现代汽车的发展洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚3、现代汽车的动力系统洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚汽油机的效率：20~30%；柴油机的效率：30~45%2、汽油机构造：有火花塞工作原理：吸气、压缩、做功、排气3、柴油机构造：有喷油嘴工作原理：吸气、压缩、做功、排气1、热机利用内能做功的机械叫做热机。内能转化为机械能。洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚1、 四冲程汽油机，由机械能转化为内能的是＿＿＿＿＿冲程，做功冲程是＿＿＿＿能转化为＿＿＿＿能。 2、汽油机吸入汽缸的是＿＿＿＿＿＿，点火方式是＿＿＿＿。柴油机吸入汽缸的是＿＿，点火方式是＿＿＿＿。压缩冲程内能机械能燃料混合物点燃式压燃式空气3、某汽油机飞轮转速为3000r/min，那么，每秒钟内完成＿＿个冲程，活塞往复＿＿次，燃气推动活塞做功的次数为＿＿次。1005025洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚4、在四冲程内燃机工作的一个工作循环中，存在着机械能转化为内能的过程, 也存在着内能转化为机械能的过程．这两个能量转化的过程存在于（ ）
Ａ．吸气冲程和压缩冲程
Ｂ．压缩冲程和做功冲程
Ｃ．做功冲程和排气冲程
Ｄ．吸气冲程和排气冲程B 5、汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的 Ａ．压强增大，温度降低 （ ）
Ｂ．压强减小，温度升高；
Ｃ．压强增大，温度升高；
Ｄ．压强减小，温度降低C洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚6、根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是
（ ）
Ａ. 汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴
Ｂ. 汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物
Ｃ. 吸气冲程是内能转化为机械能
Ｄ. 压缩冲程是内能转化为机械能A7、四冲程柴油机工作时，活塞向上运动的冲程是( )
A、吸气和排气 B、压缩和做功
C、做功和排气 D、压缩和排气D洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚
