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九全物理同步课件
主题式解学课件
（北师大版九年级
全
2025年秋北师大九全物理教学（自学）课件嵌视频（新教材）
第十章 机械能 内能及其转化
10.4 热机
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。
蒸汽机带来第一次工业革命！
演示实验：气体推动木塞运动
燃料燃烧时化学能转化为内能，传给水和水蒸汽
水蒸汽把塞子冲出去，内能转化为塞子的机械能
热机----将燃料燃烧产生的高温、高压气体的内能转化为机械能的机器，统称为热机。
蒸汽机车
火电站的汽轮机
内燃机车
喷气发动机
火箭发动机
一、热机的种类
汽油机：使用汽油作为燃料
柴油机：使用柴油作为燃料
内燃机
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机叫内燃机。
喷气式发动机：燃料在燃烧室内燃烧产生高温高压的燃气，这种气体从发动机尾部以极高的速度喷出，从而产生很大的反冲推力，推动机身向前运动
喷气式发动机
空气喷气发动机
火箭喷气发动机
只携带燃料，利用外界空气来助燃
飞行高度受到一定的限制
自身携带燃料和氧化剂
飞行高度不受限制
练一练
下列所示的工具工作过程中使用热机的是（ ）
B
构造
汽油在汽缸内燃烧
产生高温高压燃气
推动活塞做功
带动曲轴转动
一个冲程：
活塞从汽缸
的一端运动
到另一端的
过程
二、汽油机
四冲程汽油机的工作过程
进气门 ，排气门 ，
活塞由汽缸最 向 运动， 和 的混合物从
被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端， 关闭， 曲轴转动 圈。
四冲程汽油机----吸气冲程
打开
关闭
上端
下
汽油
空气
进气门
进气门
半
进气门和排气门 ，活塞由汽缸最 向 运动，燃料的混合物被 ，汽缸内温度 ，气压 。曲轴转动 圈。在此过程中， 转化 。
都关闭
下端
上
压缩
升高
增大
半
机械能
内能
四冲程汽油机----压缩冲程
在压缩冲程末，火花塞产生电火花
（点燃式），燃料混合物剧烈燃烧，产生 的燃气，推动活塞由汽缸向 运动，并通过连杆驱使曲轴转动，曲轴转动 圈。
高温高压
下
半
四冲程汽油机----做功冲程
进气门 ，排气门 ，
活塞由汽缸最 向 运动， 把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端， 关闭，曲轴转动 圈。
关闭
打开
下端
上
排气门
半
四冲程汽油机----排气冲程
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排气冲程
1. 汽油机四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，
其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成
2. 汽油机1个工作循环有4个冲程，活塞上下往复2次，曲轴转动2周，
对外做功1次， 有2次能量转化
四冲程汽油机----总结
汽油机和柴油机构造对比
三、柴油机
空气
吸入新鲜空气
四冲程柴油机油机----吸气冲程
压缩的空气压强更大，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。
四冲程柴油机----压缩冲程
在压缩冲程末，从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到空气立即猛烈燃烧，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。
四冲程汽油机----做功冲程
把废气排出气缸。
四冲程柴油机----排气冲程
汽油机和柴油机的区别
内燃机 项目 汽油机 柴油机
构造 汽缸顶部是火花塞 汽缸顶部是喷油嘴
一个工作循环 吸气冲程 吸入物质：汽油和空气的混合物 吸入物质：空气
压缩冲程 压缩程度较小，能量转化过程： 机械能→内能 压缩程度大，能量转化过程：
机械能→内能
做功冲程 点燃式，能量转化过程： 内能→机械能 压燃式，能量转化过程：
内能→机械能
排气冲程 排出废气 排出废气
主要特点 轻巧、效率较低 笨重、效率较高
适用范围 小汽车、小型农业机械、飞机等 载重汽车、拖拉机、火车、轮船等
如图甲所示,用酒精灯加热试管中的水,当水沸腾一段时间后,塞子被试管内的水蒸气推出,水蒸气的 能转化为塞子的机械能。图 (选填“乙”或“丙”)中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。
内
乙
练一练
B
练一练
如图是四冲程汽油机的工作示意图，下列说法正确的是（ ）
A．这四个冲程的正确顺序是：丙→甲→丁→乙
B．靠惯性完成的冲程是甲、乙、丙
C．甲冲程中是内能转化为机械能
D．丁冲程中是内能转化为化学能
四、火箭
观察思考
对比古代“火箭”和现代火箭，了解它们的用途和特点
用途：早期的火箭主要用于 战争而今火箭可应用在军用和民用两大方面，按不同的飞行任务，大致可分为三类：探空火箭，用于高空大气测量；弹导式导弹，是带战斗部的有控火箭；卫星（宇宙飞船）运载器，把卫星或飞船送上轨道。
特点：功率巨大，不仅可以在高空飞行还可以飞出大气层。多级火箭可以作为星际航行的运载工具！
整流罩
燃烧箱
燃烧室
氧化
剂箱
输送
装置
喷口
火箭的结构
火箭(rocket)使用的是喷气发动机。喷气发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温、高压的气体,这种气体从发动机尾部以极高的速度喷出,同时产生很大的反冲推力推动机身向前运动。由于它不需要内燃机中的活塞、曲轴等传动装置,从而减少了能量的损失,大大提高了机身的飞行速度。
火箭的工作原理
三级火箭的每一级都像一支独立的火箭。先点燃第一级火箭，引燃第二级火箭(脱落)，第三级火箭开始工作.
三级火箭像接力赛一样，都是在前一级的速度基础上再加速。比单级火箭优越得多。
制导与控制系统
动力系统
第3级火箭
第2级火箭
第1级火箭
有效负荷
多级火箭
现代火箭使用的燃料多为液体燃料。液体火箭的推进剂为液体，燃料和氧化剂的组合情况很多，如：酒精和液态氧、煤油和液态氧、液态氢和液态氧等。
液体火箭燃烧时间长，便于控制，控制推进剂的输送，可以使火箭停火、重新点燃，从而控制火箭的飞行速度，操纵很方便。液体火箭的燃料不易储藏，成本很高。
火箭的燃料
中国自1956年开始展开现代火箭的研制工作。
1970年4月24日“长征1号”运载火箭诞生,首次发射“东方红1号”卫星成功。现在,“长征”系列火箭已经走向世界,享誉全球，在国际发射市场占有重要一席。
目前，我国长征系列运载火箭已研制成功7个型号。
中国火箭的发展状况
长征二号C型
长征三号C型
长征1号
长征三号A型
长征三号B型
长征四号B型
中国火箭的发展状况
1.在火箭的使用中采用多级火箭的好处是（ ）
A、使火箭的总质量增大。
B、使火箭的体积变大，增大推力。
C、为了美观大方。
D、为了在一级火箭燃料用尽后，下一级火箭工作时把没用的空壳脱掉，使火箭的总质量减小，加快飞行速度。
2.当火箭由地面腾空而起加速上升的过程中（ ）
A、机械能减少，内能增加 B、机械能增加，内能减少
C、机械能和内能都增加 D、机械能不变，内能增加
D
B
练一练
热机的种类
火箭
内燃机
柴油机
汽油机
课堂小结
热机
蒸汽机
喷气式发动机
内燃机
汽轮机
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