第二章 第二节 内燃机 导学案（含答案）

2. 内燃机
【学习目标】
1．理解内燃机的基本原理。
2．了解汽油机的工作过程。
3．了解汽油机与柴油机的异同。
4．知道汽油机、柴油机是活塞发动机；知道轮机和火箭发动机的原理。
【教材解读】
一．内燃机
由上一节课的“试管热机”燃料在试管外部加热，内能散失较多，内能利用率很低。这节课学习的任务是研究燃料在内部燃烧的装置。
做教材P24的实验，观察到酒精燃烧释放的内能，使盒盖炸开，可见内能转化成机械能更多。
阅读教材P24，了解内燃机的工作原理，了解汽油机的构造。
填一填：
内燃机汽缸内燃料燃烧产生的高温高压燃气，推动活塞________，而活塞通过连杆、曲轴带动飞轮转动，完成______能转化成_________能的过程。
常见的活塞式内燃机有________和_________。
二．汽油机的工作过程
结合教材上的图片，阅读教材汽油机的工作过程的内容，总结形成下表内容：
吸气冲程
压缩冲程
做功冲程
排起冲程
进气门
打开
关闭
关闭
关闭
排气门
闭合
关闭
关闭
打开
活塞
向下运动
向上运动
向下运动
向上运动
主要作用
汽油与空气的混合气体被吸入
压缩燃气，温度升高
火花塞产生电火花，燃气燃烧，推动活塞对外做功
燃烧过的废气被排出
特征
利用惯性完成
利用惯性完成
内能通过曲杆推动活塞
利用惯性完成
填一填：
汽油机一个工作循环有四个冲程分别为___________、___________、____________和______________。活塞往复运动_____次，做功______次。
阅读教材P28关于柴油机的内容，与汽油机作比较，完成下表：
汽油机
柴油机
相同点
吸气、压缩、做功、排气四冲程活塞式内燃机
不
相
同
吸入物质
混合气
______________
构造上
火花塞
______________
点火方式
点燃式
_______________
优点
轻便
便宜，功率大，效率高
关于火箭发动机
阅读教材飞向太空的内容，了解我国航天技术的重要地位，和我国航天人的艰苦奋斗精神和举世瞩目的杰出贡献。
【例题精讲】
例1 四冲程内燃机工作时，机械能转化为内能的冲程是（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程
C．做功冲程 D．排气冲程
【思路点拨】四个冲程中，只有两个冲程有能量的转化，一个是压缩冲程，机械能转化成内能；一个是做功冲程，内能转化成机械能。
【完全解答】B
【我的小结】研究内燃机的工作原理，主要研究能量的转化情况。
例2 2003年10月15日9时整，我国自行研制的“长征”二号F型火箭载着“神舟五号”载人飞船成功升入太空，绕地球飞行数圈后又于10月16日6时54分顺利返回地面，实现了我国第一次载人航天飞行。根据你对这一过程的了解，列举出与此事件相关的两个不同的物理知识。
（1）__________________________________________________。
（2）__________________________________________________。
【思路点拨】火箭依靠燃料燃烧产生动力，主要是化学能转化成内能，再由内能转化成机械能的过程。
【完全解答】（1）火箭上升过程中，内能转化为机械能。（2）火箭燃烧燃料的过程是把化学能转化为内能。
【我的小结】能够用所学知识解释生活、科技中的现象，是“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课标理念的充分体现。
【尝试练习】
1．夏季是雷电多发季节，强雷电的内部温度可高达3×104℃。因树木中含有水分，当雷电劈中树木时，强电流通过树身会产生大量的热，使树木中的水分发生___________（填物态变化的名称）现象，形成高温高压的水蒸气，这些气体体积迅速膨胀对树木____________，会将树木劈开。请同学们雷雨天不要在树下避雨。
答案：汽化　　做功
2．柴油机和汽油机在构造上的主要区别是柴油机的汽缸顶部没有_________而有_______，在吸气冲程里，汽油机吸入汽缸的是______ _____，而柴油机吸入汽缸的是________。
答案：火花塞 喷油嘴 汽油和空气的混合物 空气
3．如图所示为汽油机工作过程的示意图，其中表示做功冲程的是（ ）
答案：B
4. 小王同学分析了四个常见事例中的能量转化，其中正确的是（ ）
A．在汽油机的做功冲程中，内能转化为机械能
B．电风扇正常工作过程中，电能主要转化为内能
C．电热水器工作过程中，内能转化为电能
D．跳水运动员在空中下落的过程中，动能转化为重力势能
答案：A
5．柴油机上安装一个笨重的飞轮，是为了（ ）
A．提高热机效率
B．节省燃料
C．可以做更多的功
D．利用飞轮惯性完成吸气、压缩、排气三个辅助冲程
答案：D
6．在内燃机四个冲程中，发生能量转化的冲程有（ ）
A．四个
B．三个
C．两个
D．一个
答案：C
7．一台四冲程汽油机的转速为1800 rad/min，则汽油机在1min内做功的次数为（ ）
A．1800次 B．600次
C．900次 D．200次
答案：C
8．（选做题）当手扶拖拉机的柴油机出现故障而使转速急骤增加，正常操作已经不能使它停转（这种故障叫“飞车”）时，下列应急措施中可行的是（ ）
A．捂住进气口
B．立即找一个隔热的东西捂住排气口
C．脚踏刹车板，同时手拉制动器
D．让它空转，等油全部耗完自动停下
答案：A
解析：柴油机是把内能转化为机械能的机器，“转速急骤增加”说明内能转化为机械能增多以至失控，“正常操作已不能使它停转”说明关闭油门、刹车等措施都已失灵，要使拖拉机停下来，必须阻止内能转化成机械能。对于柴油机来说，只要没有空气吸入汽缸，就能阻止柴油燃烧，所以选A。B、C两个措施无效；D选项要浪费柴油和时间，还有可能发生事故，故不选。