班级：九年级（ ）班 姓名：
14.1热机（导学案）教师版
一、学习目标
1.通过实验,知道利用内能可以做功,初步了解热机的工作原理。
2.了解四冲程汽油机的基本结构、工作过程及能量转化。
3.了解柴油机与汽油机的工作过程的异同。
二、教学过程
学习内容 学习任务
导入新课 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？（引入）
热机 如图14.1-1，在试管内装些水，用橡胶塞塞管口，将水加热一段时间，观察现象。 讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。 实验现象：橡胶塞被冲出来，试管口出现白雾。 现象分析: 酒精燃烧,将化学能转化为水和水蒸气的内能,水蒸气膨胀对橡胶塞做功,橡胶塞被冲出;水蒸气的内能减少,温度降低,水蒸气液化成小水滴,因而在试管口出现“白雾”。 实验结论: 利用内能可以做功。 例题：1改变内能有不同的方式，如图所示，是通过热传递方式把试管里的水进行加热。水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出管口，水蒸气的内能 减小（选填“增大”或“减小”），在活塞被推出的过程中，是内能转化为机械/动能能。试管口出现了白雾，这是液化（填物态变化名称）现象。 解析：[1]如图，酒精灯对水加热，水的内能增加，这是通过热传递的方式改变水的内能。 [2][3][4]当瓶内水蒸气把瓶塞冲出时，瓶内水蒸气对瓶塞做功，使得其内能减小，。 [5]试管内气体对活塞做功时，内能减小，温度降低，水蒸气放出热量发生液化现象，出现白雾。 这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理。 人们发现内能可以做功，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。 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机 例题2：热机是各种将燃气或蒸汽的内能转化为机械能的发动机，汽油机和柴油机统称为内燃机。 解析：[1][2]各种将燃气或蒸汽的内能转化为机械能的发动机被称为热机。 [3]汽油机和柴油机都是燃料在汽缸内燃烧，统称为内燃机。
汽油机 1.结构：图14.1-3 是四冲程汽油机的剖面图。汽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。 2.工作原理：汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。 3.工作过程：要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内往复运动。活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的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。 例题3：汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是单缸四冲程汽油机工作循环示意图。下列说法正确的是（ CD ） A．汽油机一个工作循环的工作过程依次是丁、乙、丙、甲 B．丙冲程把机械能转化为内能，使汽车获得了动力 C．丁冲程是吸气冲程，吸入的是空气和汽油的混合物 D．汽油机飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次 解析：AB．乙图中排气门打开，活塞向上运动，气缸容积减小，是排气冲程；甲图中两气门都关闭，活塞向上运行，气缸容积减小，是压缩冲程，将机械能转化为内能；丁图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程；丙图中两气门都关闭，火花塞点火，活塞向下运行，气缸容积增大，是做功冲程，将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，为汽车提供动力；四冲程内燃机在一个工作循环中的工作过程依次是丁、甲、丙、乙，故AB错误； C．丁图中进气门打开，活塞向下运行，气缸容积增大，是吸气冲程，吸入的是空气和汽油的混合物，故C正确； D．图中因为四冲程汽油机在一个工作循环中曲轴转2圈，完成4个工作冲程，并对外做功1次，且该汽油机工作时曲轴转速为3000r/min=50r/s，每秒做功25次，故D正确。 故选CD。 1. 在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？ 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？ 答：1、在四个冲程中，压缩冲程将机械能转化为汽油和空气混合物的内能；做功冲程将燃气的内能转化为机械能。 2、做功冲程使汽车获得动力。 3排气冲程将燃料燃烧产生的废气排出汽缸之外。
柴油机 1、构造：柴油机的构造和汽油机 相似，但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。 2、工作原理：汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。 3、工作过程：柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 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。 由于柴油机工作的过程中压强较大，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，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。 汽油机和柴油机的异同点 例题5：下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（ A ） A．柴油机汽缸顶部有个火花塞，汽油机汽缸顶部有个喷油嘴 B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油 C．汽油机与柴油机使用的燃料不同 D．汽油机与柴油机的工作过程都分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程 解析：A．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞，故A错误，符合题意； B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，采用压燃式，故B正确，不符合题意； C．汽油机与柴油机使用的燃料不同，汽油机的燃料是汽油，柴油机的燃料是柴油，故C正确，不符合题意； D．柴油机和汽油机的工作过程分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，故D正确，不符合题意。 故选A。 例题6：如图为一台单缸四冲程柴油机（选填“汽油机”或“柴油机”），它吸气冲程吸入汽缸内的物质是空气（选填“空气”“柴油”“汽油和空气的混合物”），若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功20次。 解析：[1]由图可知，图中有喷油嘴，没有火花塞，所以如图为一台单缸四冲程柴油机。 [2]四冲程柴油机在吸气冲程中吸入汽缸的是空气，汽油机在吸气冲程中吸入汽缸的是汽油和空气的混合物。 [3]飞轮转速是2400r/min，即40r/s，由于四冲程柴油机一个工作循环完成4个冲程，飞轮和曲轴转2圈，对外做功1次，所以该柴油机每秒对外做功20次。班级：九年级（ ）班 姓名：
14.1热机（导学案）
一、学习目标
1.通过实验,知道利用内能可以做功,初步了解热机的工作原理。
2.了解四冲程汽油机的基本结构、工作过程及能量转化。
3.了解柴油机与汽油机的工作过程的异同。
二、教学过程
学习内容 学习任务
导入新课 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？
热机 如图14.1-1，在试管内装些水，用橡胶塞塞管口，将水加热一段时间，观察现象。 讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。 实验现象： 现象分析: 实验结论: 例题：1改变内能有不同的方式，如图所示，是通过______方式把试管里的水进行加热。水沸腾后，水蒸气推动活塞迅速冲出管口，水蒸气的内能 ______（选填“增大”或“减小”），在活塞被推出的过程中，是______能转化为___ ___能。试管口出现了白雾，这是______（填物态变化名称）现象。 这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理。 人们发现内能可以做功，并制造了各种利用 .的机械—— （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。 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做 例题2：热机是各种将燃气或蒸汽的______能转化为______能的发动机，汽油机和柴油机统称为______。
汽油机 1.结构：图14.1-3 是四冲程汽油机的剖面图。 上部有 和 ，顶部有 ，下部有 ，活塞用 跟 相连。 2.工作原理： 3.工作过程：要使汽油机连续工作，活塞必须能在汽缸内 。活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个 。多数汽油机是由 、 、 、 四个冲程的不断 来保证连续工作的。 例题3：汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分，汽车多数采用汽油机作为发动机，如图是单缸四冲程汽油机工作循环示意图。下列说法正确的是（ ） A．汽油机一个工作循环的工作过程依次是丁、乙、丙、甲 B．丙冲程把机械能转化为内能，使汽车获得了动力 C．丁冲程是吸气冲程，吸入的是空气和汽油的混合物 D．汽油机飞轮转速3000r/min，则该汽油机1s能做功25次 1. 在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？ 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？
柴油机 1、构造：柴油机的构造和汽油机 ，但是柴油机通过 直接点燃柴油，因此柴油机汽缸顶部没有 ，而有一个 。 2、工作原理： 3、工作过程： 由于柴油机对空气的压缩程度比汽油机 ，因此在做功冲程中气体的压强也 汽油机，因而可以输出更大的功率。 由于柴油机工作的过程中压强较大，要求各有关零件具有较高的 ，因此柴油机比较 ，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。 例题5：下列关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（ ） A．柴油机汽缸顶部有个火花塞，汽油机汽缸顶部有个喷油嘴 B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油 C．汽油机与柴油机使用的燃料不同 D．汽油机与柴油机的工作过程都分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程 例题6：如图为一台单缸四冲程______（选填“汽油机”或“柴油机”），它吸气冲程吸入汽缸内的物质是______（选填“空气”“柴油”“汽油和空气的混合物”），若飞轮转速是2400r/min，则每秒对外做功______次。
