14.1 热机 课件 (共46张PPT)（2022新课标）

(共46张PPT)
课题 14.1 热机
人教版九年级物理全一册
制作 高文超
教学目标
1.物理观念：
（1）理解热机的原理就是将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能。
（2）了解历史上和现实社会中的几种热机。
（3）了解汽油机和柴油机的工作过程。
2.科学思维：
通过加热装水的试管，水管口的塞子被冲出分析得出热机的工作原理。
教学目标
3.科学探究：
通过演示实验，加热装水的试管。观察试管口的塞子发生的现象。
4.科学态度与责任：
（1）通过了解蒸汽机的发展历程，认识人类非凡的创造力对世界的影响。
（2）通过汽油机和柴油机的工作原理的学习，了解内燃机对人类文明的进步和对环境造成污染。
教学目标
教学重点
认识热机的工作过程是“燃料的化学能转化成内能再转化成机械能”和汽油机的工作过程。
教学难点
了解汽油机的工作过程能量转化。
新知导入
神舟十六号载人飞行任务是载人航天工程在2023年的第二次飞行任务，也是空间站应用与发展阶段首个载人飞行任务。
新知导入
2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。
新知导入
2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。
新知导入
长征二号F遥十六运载火箭是怎样将神舟十六号飞船送入太空的？运载火箭是怎样利用内能工作的呢？
新知导入
火，能驱散寒冷和黑暗，带来温暖和光明。钻木取火，人类第一次学会使用自然的力量。
新知导入
古老的热机——蒸汽机的发明则给人类带来了巨大的动力。
新知导入
现代的热机广泛使用在汽车、火车、轮船、飞机、火箭上。热机到底是怎样将内能转化成我们需要的能量的呢？通过这一章的学习，你就会清楚了。
新知讲解
18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有数千米每小时，而目前最快的汽车速度已经超过了声速。汽车是如何获得机械能的呢？
新知讲解
演示 如图，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。
一、热机
新知讲解
讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。
一、热机
新知讲解
在这个实验中，燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能。
这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理。
一、热机
新知讲解
蒸汽机的工作原理。燃料燃烧，燃料的化学能转化为内能，内能传给工作物质水，水蒸气膨胀做功，水蒸气的内能转化为机械能。
一、热机
新知讲解
人类发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械——热机（heat engine）。热机的发明及广泛使用，使人类迈入了工业化社会，对人类社会的发展起到了重要的作用。
一、热机
新知讲解
热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
一、热机
新知讲解
燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机是现代社会中最常见的一种热机。汽车作为我们生活中不可缺少的交通工具。它的动力机械就是内燃机。
一、热机
新知讲解
内燃机分为汽油机和柴油机两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。
一、热机
新知讲解
二、汽油机
图是四冲程汽油机剖面图。气缸上部有进气门和排气门、顶部有火花塞，下部有活塞，活塞用连杆跟曲轴相连。汽油在气缸里燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。
新知讲解
二、汽油机
要使汽油机连续工作，活塞必须能在气缸内往复运动。活塞在气缸内往复运动时，从气缸一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
新知讲解
吸气冲程
吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气混合物进入气缸。
吸气冲程
新知讲解
压缩冲程
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。
压缩冲程
新知讲解
做功冲程
做功冲程：进气门和排气门都关闭。在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
做功冲程
新知讲解
排气冲程
排气冲程：进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。
排气冲程
新知讲解
四冲程汽油机工作示意图
排气冲程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
新知讲解
想想议议
1.在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程个发生了怎样的能量转化？
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？
汽油车
新知讲解
汽油车的能量转化
1.压缩冲程：机械能转化为内能。做功冲程：燃料的化学能转化为气体的内能，气体膨胀做功，气体的内能转化为活塞的机械能。
2.做功冲程使汽车获得动力。
3.排气冲程排出汽车的废气。
汽油车
新知讲解
三、柴油机
柴油机的构造和汽油机相似，但柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机气缸顶部没有火花塞，而是一个喷油嘴。
柴油机
新知讲解
三、柴油机
柴油机的工作过程分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。在吸气冲程里吸进气缸的只有空气。在压缩冲程中，活塞把空气的体积压缩得非常小，使得空气的温度很高。
柴油机
柴油机
新知讲解
三、柴油机
在压缩冲程结束时，气缸的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便立刻燃烧起来。在做功冲程中，燃烧放出的热使得气体的压强和温度急剧升高，从而推动活塞对外做功。
柴油机
新知讲解
三、柴油机
由于柴油机对空气的压缩程度比汽油机更高，因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机，因而可以输出更大的功率。
柴油机
新知讲解
三、柴油机
由于柴油机工作的过程压强较大，要求各有关零件具有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重。
新知讲解
三、柴油机
柴油机主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上，有的地方还用它带动发电机发电。随着近年来柴油机技术的发展，其体积、噪声和污染等方面的缺点都逐步得到了改善，越来越多的汽车也开始使用柴油机了。
新知讲解
三、柴油机
想一想 汽油机和柴油机有那些相同点和不同点？
汽油机 柴油机
相同点 一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成
构造 火花塞 喷油嘴
吸气冲程 吸入汽油和空气 吸入空气
点火方式 点燃式 压燃式
结构 轻巧 笨重
课堂练习
1.下列说法不正确的是（ ）
A. 热机是利用内能做功的机械
B. 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机
C. 蒸汽机属于内燃机
D. 内燃机分为汽油机和柴油机两大类
C
课堂练习
2.汽油机中存在着化学能转化为内能的过程的冲程是（ ）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
C
课堂练习
3.汽油机存在着内能转化为机械能的过程的冲程是（ ）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
C
课堂练习
4.汽油机有明显的机械能转化为内能的过程的冲程是（ ）
A.吸气冲程
B.压缩冲程
C.做功冲程
D.排气冲程
B
课堂练习
5.如图所示，属于吸气冲程的是（ ）
A
A B C D
课堂总结
1.热机工作原理：燃料的化学能通过燃烧释放内能，传给工作物质，通过做功，将内能转化为机械能。
2.燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机分为汽油机和柴油机。
3.汽油机和柴油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲出将内能转化为机械能。
汽油机有火花塞，吸入汽油和空气混合物，点燃式；柴油机有喷油嘴，吸入空气，压燃式。柴油机笨重，应用载重汽车、坦克、轮船。
板书设计
1.热机工作原理：燃料的化学能通过燃烧释放内能，传给工作物质，通过做功，将内能转化为机械能。
2.燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。内燃机分为汽油机和柴油机。
3.汽油机和柴油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
压缩冲程将机械能转化为内能；做功冲出将内能转化为机械能。
汽油机有火花塞，吸入汽油和空气混合物，点燃式；柴油机有喷油嘴，吸入空气，压燃式。柴油机笨重，应用载重汽车、坦克、轮船。
作业布置
1.课堂作业P21.T4
2.家庭作业P21T1、T2、T3。
谢谢
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