14.1 热机 课件（共32张PPT）人教版物理九年级全一册

(共32张PPT)
第十四章 内能的利用
第1节 热机
学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练
人教版-物理-九年级上册
人教版物理 九年级
学习目标
1.体会现代化交通工具对人们生活的巨大影响
2.通过实验探究及阅读教材，了解可以利用内能来做功，知道热机的概念，知道内燃机是热机的一种
3.通过模型或挂图了解四冲程汽油机和柴油机的构造
4.通过阅读材料，能用文字或口头表述内燃机各冲程的工作状态和能量转化
5.知道内燃机工作时有废气污染，竖立环保意识
【重点】汽油机的工作原理及能的转化过程
【难点】汽油机和柴油机的异同
新课导入
汽车、列车、客机、舰船等在各自领域大显神威，它们是如何获得机械能的呢？
飞驰的汽车
高速的列车
飞行的客机
航行的舰船
新知探究
知识点 热机
一
[演示实验]在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，用酒精灯将水加热，观察现
象，该过程中涉及到哪些形式的能量之间的转化和转移？
[现象]塞子被试管内的热气推出，试管口有“白雾”生成。
新知探究
知识点 热机
[现象和分析]酒精燃烧时化学能转化为内能，传递给水，使水的内能增大，
温度升高，产生大量水蒸气，水蒸气把塞子冲出去，水蒸气的内能转化为塞子
的机械能。
[结论]内能可以做功。
一
新知探究
1.定义：利用内能做功的机械。
知识点 热机
2.种类：热机的种类有很多，如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭发动机等。
一
新知探究
蒸汽机车
火电站的汽轮机
喷气发动机
火箭发动机
内燃机
3.能量转化：热机工作时是把燃料燃烧释放的内能转化为机械能。
知识点 热机
一
新知探究
1.内燃机：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。
2.内燃机分为汽油机和柴油机两大类。
汽油机
柴油机
知识点 热机
一
新知探究
1.汽油机的构造
知识点 汽油机
二
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。
（1）冲程：活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。
（2）工作过程：汽油机通过吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作。
新知探究
知识点 汽油机
汽油机的工作过程：
二
新知探究
知识点 汽油机
3.工作过程：汽油机的一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、
压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
吸气
压缩
做功
排气
二
新知探究
知识点 汽油机
（1）吸气冲程：
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
吸入气体: 。
打开
关闭
向下
汽油和空气的燃料混合物
二
新知探究
知识点 汽油机
（2）压缩冲程：
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
关闭
关闭
向上
燃料混合物：压强 ，
温度 。
增大
升高
活塞对燃料混合物做功，燃料内能增大，温度升高。
能量转化：
能
能
机械
内
二
新知探究
知识点 汽油机
（3）做功冲程：
阀门：进气阀 ；排气阀 。
关闭
关闭
能量转化：
能
能
内能
机械
在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞_____运动，并通过连杆带动曲轴转动。
向下
二
新知探究
知识点 汽油机
（4）排气冲程：
阀门：进气阀 ；
排气阀 。
活塞运动方向： 。
打开
关闭
向上
二
新知探究
知识点 汽油机
工作过程 进气门 排气门 活塞 说明
一 个 循 环 吸气
压缩
做功
排气
关
关
开
开
关
关
关
关
向下
向下
向上
向上
机械能转化为内能
内能转化为机械能
吸进空气和汽油的混合物
消耗机械能
4.对比
二
新知探究
知识点 汽油机
2.汽油机一个工作循环包括____冲程，活塞往复____次，曲轴转动____圈，与曲轴
相连的飞轮也转____圈，做功____次。有___次能量转化。
1.汽油机工作的四个冲程中，只有____________燃气对外做功，其他三个冲程都是
辅助冲程，要靠安装在曲轴上的____________来完成。必须靠外力来启动。
做功冲程
飞轮的惯性
4
2
2
1
2
2
5.总结
二
新知探究
知识点 柴油机
1.工作原理:利用柴油在汽缸内燃烧所产生的高温高压的燃气
来推动活塞做功，将内能转化为机械能。
2.柴油机的构造：
与汽油机的区别：
汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。
三
3. 柴油机的工作过程
知识点 柴油机
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
新知探究
三
（1） 吸气冲程
知识点 柴油机
空气
进气门打开，排气门关闭。活塞由上端向下端运动，将空气吸进汽缸。
新知探究
空气和汽油的混合物
三
（2） 压缩冲程
知识点 柴油机
进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，活塞把空气压缩得很小，空气的压强更大，温度更高。在压缩冲程末，缸内空气温度已超过柴油的着火点。机械能转化为内能。
新知探究
三
（3）做功冲程
知识点 柴油机
从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气立即猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。内能转化为机械能。
新知探究
三
（4）排气冲程
知识点 柴油机
燃烧后的废气
进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。
新知探究
三
想想议议
汽油机和柴油机的对比：
种类 汽油机 柴油机
相同点 不 同 点 构 造
燃 料
吸入气体
点火方式
都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程
火花塞
喷油嘴
汽油
柴油
汽油和空气
空气
点燃式
压燃式
特别提醒
1.汽油机的特点和应用：
（1）特点：轻巧、效率较低
（2）应用：常用在汽车、飞机和小型农业机械等。
2.柴油机的特点和应用
（1）特点：笨重、效率较高
（2）应用：主要用在载重汽车、拖拉机、坦克等。
课堂小结
课堂小结
内能转化为机械能
热机
应用
分类
蒸汽机
内燃机
汽轮机
喷气发动机
包括
汽油机和柴油机
相同点
不同点
工作过程：吸气、压缩、做功、排气四个冲程
汽缸顶部构造（火花塞、喷油嘴）；吸入气体（燃气混合物、空气）
课堂训练
1.我国将面向2030年部署一批与国家战略长远发展和人民生活紧密相关的重大科技项目和重大工程。其中，航空发动机和燃气轮机专项已经启动，下列我国“陆、海、空、天”装备中动力机械不属于热机（利用内能做功的机械）的是（　　）
A．中国高铁交流异步牵引电动机
B．052D型导弹驱逐舰燃气轮机
C．歼20战机涡扇15煤油发动机
D．长征五号火箭液氢液氧发动机
A
2.如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是（　　）
A．一个工作循环的正确顺序是：甲乙丙丁
B．甲图冲程能获得动力
C．丙图冲程存在化学能转化为内能的过程
D．丁图冲程存在内能转化为机械能的过程
D
课堂训练
甲
乙
丙
丁
3.下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
课堂训练
A.瓶塞冲出
B.搓手取暖
C.钻木取火
D.压缩气体
课堂过关
4. （双选）如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程，下列判断正确的是（　　）
A．图甲中活塞向下运动使汽缸内压强增大
B．图乙中，是把机械能化为内能
C．图丙中，汽缸内的气体压强比外界的小
D．这三个冲程都是依靠飞轮的惯性来完成的
课堂训练
BD
甲
乙
丙
5.（双选）下列关于汽油机和柴油机的主要区别，错误的是（　　）
A．柴油机的汽缸顶部是火花塞，汽油机的汽缸顶部是喷油嘴
B．柴油机的点火方式为压燃式，汽油机的点火方式为点燃式
C．一般情况下，汽油机比柴油机效率高
D．柴油机与汽油机的工作过程基本相同
课堂训练
AC
6. 汽油机吸气冲程时，吸入汽缸里的物质是
________________________。如图所示是四
冲程汽油机工作状态示意图，此时它正处在
______冲程；若汽油机飞轮转速2400r/min，
则该汽油机1s完成___个冲程，对外做功__次。
空气和汽油的燃料混合物
压缩
课堂训练
80
20