沪科版九年级全册物理 13.3 内燃机 教案+当堂检测+备课资源

13.3 内燃机
　　　　　　 　　　　　 　　　　　
1.了解内燃机是热机的一种,通过模型或挂图了解汽油机、柴油机的构造及工作原理,了解汽油机和柴油机的主要区别.
2.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.
【重点难点】
重点:内燃机各个冲程的工作状态及其能量转化.
难点:汽油机与柴油机的区别.
【新课引入】
导入1:情境导入
汽车奔驰,列车飞驶,舰船劈波斩浪,飞机凌空穿云.人们日行千里的愿望已经实现.车、船与飞机之所以能大展神威,就是因为都有内燃机.内燃机是靠燃烧燃料来驱动的,那么内燃机是如何实现这种由燃料的化学能到汽车的动能的转变的呢?行驶相同的路程,为什么不同的内燃机消耗燃料会不同呢?
导入2:复习导入
复习提问:
(1)改变物体内能的两种方式是什么?
答案:做功和热传递.
(2)内能有哪两方面的主要作用?
答案:可以利用内能加热物体;可以利用内能来做功.
导入3:新课引入
热机是指把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置.热机应用历史上从蒸汽机到内燃机,内燃机有汽油机及柴油机等,大多数交通工具都使用它们.下面我们来学习内燃机原理.
【课堂探究】
1.汽油机
阅读教材,依据图1315自学并填写、汇报:
(1)汽油机是利用　汽油　作燃料来工作的.?
(2)构造:　进气阀、排气阀、气缸、火花塞、活塞、曲轴、连杆、飞轮　.?
(3)工作过程:学生依据教材图1316自学,交流、填写.
第一冲程:吸气冲程中吸入的是什么气体?气缸中活塞由哪端向哪端运动?进气门和排气门的开合情况如何?吸气冲程的作用是什么?
答案:吸入汽油跟空气的混合物.活塞由上端向下端运动.此时进气门打开,排气门关闭.活塞向下运动使气缸里的气体体积变大,压强减小(低于大气压),于是汽油和空气组成的混合物从进气门被吸入气缸里.
第二冲程:压缩冲程中,活塞压缩燃料混合物是什么能向什么能转化?气缸中活塞由哪端向哪端运动?进气门和排气门的开合情况如何?
答案:机械能转化为内能.活塞由下端向上端运动.进气门和排气门都关闭.
压缩冲程末产生什么结果?　生成高温高压的燃料混合物　.汽油机是利用什么方式点火的?　点燃式　.?
第三冲程:做功冲程中为什么能做功?是什么能向什么能转化?进气门和排气门的开合情况如何?
答案: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.高温高压燃气对活塞做功,推动活塞向下运动,并通过连杆带动轴转动.燃气的内能转化为活塞运动的机械能.进气门和排气门都关闭.
第四冲程:排气冲程有什么作用?排出废气的温度如何?
答案:活塞向上运动、进气门关闭、排气门打开、废气被排到气缸外.排出废气的温度降低.
2.柴油机(学生对比学习)
依据柴油机模型,观察并填写、汇报,并找出不同之处.
(1)柴油机是利用　柴油　作燃料来工作的.?
(2)构造:　进气阀、排气阀、气缸、喷油嘴、活塞、曲轴、连杆　.?
(3)工作过程:
请一位同学依据模型,讲解柴油机的工作过程并找出不同之处,其他同学补充.
(学生依据课本中的结构图自学,交流、填写)
小结:一个工作循环有　四　个冲程,飞轮转动　两　周,对外做功　一　次,活塞往复　两　次,其他冲程靠飞轮的惯性完成.?
1.如图为汽油机工作各冲程的示意图,表示做功冲程的是(　D　)
2.单缸四冲程内燃机工作时,依靠飞轮惯性完成的是(　D　)
A.只有吸气和压缩两个冲程
B.只有压缩和排气两个冲程
C.只有排气和吸气两个冲程
D.有吸气、压缩和排气三个冲程
3.我们知道: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连续工作的,关于压缩冲程的作用,下列说法正确的是(　D　)
A.将废气排出气缸外
B.完成对外做功
C.吸进汽油和空气的混合物
D.压缩燃料和空气的混合物
4.下列关于汽油机与柴油机的说法中,不正确的是(　D　)
A.汽油机和柴油机使用的燃料不同
B.汽油机采用点燃式点火,柴油机采用压燃式点火
C.汽油机气缸顶部有个火花塞,柴油机气缸顶部有个喷油嘴
D.汽油机和柴油机除使用的燃料不同外,在构造上完全相同
5.热机是把内能转化为　机械　能的装置,汽油机的一个工作循环是由吸气冲程、　压缩　冲程、　做功　冲程和排气冲程组成.每个工作循环活塞对外做功　1　次,曲轴转动　2　周.?
6.一柴油机的飞轮转速为2 400 r/min,由此可推断,该柴油机每秒做功多少次?
答案:因该柴油机飞轮转速为2 400 r/min=40 r/s,即1 s内完成20个工作循环,所以每秒做功20次.
几种发动机原理简介
蒸汽轮机　利用锅炉产生的高温、高压蒸汽从喷嘴中高速喷出,冲击叶轮,使叶轮与机轴一同旋转.蒸汽轮机的输出功率很大,大型的蒸汽轮机输出功率可达几十万千瓦.
燃气轮机　基本原理与蒸汽轮机相似,但工质不是蒸汽.而是燃料燃烧后生成的烟气.中国工艺品“走马灯”,即是一种原始简单的燃气轮机,早在800年前就已在我国出现.燃气轮机不仅输出功率很大,而且效率高,可达50%~60%.
空气喷气发动机　燃料在发动机的燃烧室内燃烧,生成的烟气从喷口高速喷出,根据反冲原理,发动机身将向反方向运动.
火箭发动机　其结构与原理和喷气发动机相似.区别是空气喷气发动机燃料燃烧时的氧化剂(氧气)来自空气,因此空气喷气发动机只能在大气层内工作,主要用在飞机上;火箭发动机则自带氧化剂,燃料燃烧时不依赖于空气,因此可在大气层外工作,是发射人造卫星和宇宙飞船的动力源.中国在节日放的“起花”也即是火箭的原型,中国是火箭的放乡.