《机械能与内能的相互转化》同步练习
1.下面关于内燃机的说法错误的是( )
A.蒸汽机是一种热机
B.内燃机一般在燃料燃烧的同时就对外做功
C.汽油机和柴油机都是内燃机
D.内燃机只能在燃料燃烧完全结束后才对外做功
2.(2014南京)如图所示是内燃机的四个冲程,其中属于压缩冲程的是( )
3.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,气缸中的( )
A.压强增大,温度降低
B.压强减小,温度升高
C.压强增大,温度升高
D.压强减小,温度降低
4.如图所示是内燃机的一个工作循环,其中四冲程的顺序是( )
A.甲、乙、丙、丁 B.乙、甲、丙、丁
C.乙、甲、丁、丙 D.乙、丁、丙、甲
10.
.(2014新疆)汽油机的四个冲程中,使汽车获得动力的是( )
A.吸气冲程 B.压缩冲程
C.做功冲程 D.排气冲程
6.汽油机和柴油机在下列区别中,错误的是( )
A.柴油机的气缸顶部是喷油嘴
B.柴油机的飞轮大,比汽油机笨重
C.在压缩冲程中,柴油机比汽油机压缩程度高
D.柴油机用点燃式完成做功
7.如图表示的是汽油机的 冲程;在压缩冲程中,是通过 方式增加气体内能的.?
8.(2015泸州)汽车四冲程内燃机的一个工作循环一般分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程,在这四个冲程中,把机械能转化为内能的是 冲程.某单缸四冲程内燃机飞轮转速为 1 200 r/min,该内燃机每秒钟对外做功的次数为 次.?
9.(2014巴中)一柴油机的转速是3 000 r/min,它1秒钟对外做功 次,它完成吸气冲程时,吸入气缸里的物质是 .?
10.(拓展题)如图所示为汽油机工作过程中某一冲程的示意图,此图是
冲程,有一种单缸汽油机在原有四冲程的基础上增加两个冲程,成为六冲程汽油机,也就是在原有四冲程汽油机完成排气冲程后向气缸内喷水,水在气缸内气化成水蒸气,水蒸气膨胀对外做功,?
这种汽油机一个工作循环有六个冲程,做功 次,
这种汽油机这样设计的目的是 .?
11.(材料阅读题)热机(如汽车、拖拉机的发动机等)是将燃料燃烧时放出的内能转化为机械能的装置,热机的发展和应用推动了社会的发展,热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量,并且对环境造成一定的污染.汽车业的发展日趋明显,我们的周围也在慢慢升温,即温室效应.
(1)下列各项中属于无污染车辆的是( )
A.汽油汽车 B.拖拉机
C.太阳能汽车 D.汽油摩托车
(2)汽车上的许多地方要利用光的反射,如图所示中的A、B两处,A处为后视镜,B为车头灯内的反射镜,A应为 ,B应为 (填“平面镜”、“凹面镜”或“凸面镜”).?
(3)汽油汽车的发动机中,不是靠飞轮的惯性来完成的是( )
A.压缩冲程 B.做功冲程
C.吸气冲程 D.排气冲程
答案和解析
1.【答案】 D
【解析】蒸汽机工作时,把燃料燃烧产生的内能转化为机械能,而热机是把内能转化为机械能的机器,所以蒸汽机也是一种热机,A正确;燃料在气缸内燃烧的热机叫做内燃机,汽油机和柴油机都是内燃机,C正确;由于燃料燃烧的过程中高温高压气体推动活塞对外做功,因此B正确,D错误.
2.【答案】 A
【解析】:A项中两个气阀都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程;B项进气阀关闭,排气阀打开,活塞向上运动,是排气冲程,C项两气阀都关闭,火花塞点火,是做功冲程,D项进气阀打开,排气阀关闭,活塞向下运动,是吸气冲程.
3.【答案】 C
【解析】3.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,气缸中的( )
A.压强增大,温度降低
B.压强减小,温度升高
C.压强增大,温度升高
D.压强减小,温度降低
4.【答案】D
【解析】内燃机的一个工作循环包括四个冲程,按顺序应该是:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程和排气冲程.在这四个冲程中,进气阀、排气阀、活塞的运动情况如下:
?
进气阀
排气阀
活塞运动情况
吸气冲程
打开
关闭
向下运动
压缩冲程
关闭
关闭
向上运动
做功冲程
关闭
关闭
向下运动
排气冲程
关闭
打开
向上运动
5.【答案】 C
【解析】在汽油机的四个冲程中,只有做功冲程对外做功,对汽车提供动力.其余三冲程都是靠飞轮的惯性完成的.
6.【答案】 D
【解析】柴油机用压燃式完成做功,D项错
7.【答案】做功 做功
【解析】排气、吸气阀门闭合,火花塞点燃,是做功冲程;在压缩冲程中,通过压缩气体做功的方式使气体内能增加.
8.【答案】压缩 10
【解析】在单缸内燃机四个冲程中,压缩冲程是将机械能转化为内能;做功冲程是将内能转化为机械能.内燃机每经历一个工作循环,飞轮转动两周,活塞对外做一次功.该内燃机飞轮转速为 1 200 r/min,即每秒转动20转,因飞轮每转动两周,活塞对外做一次功,故对外做的功为10次.
9.【答案】25 空气
【解析】由题意知转速n=3 000 r/min=50 r/s,飞轮转动两次,对外做功1次,故1秒钟对外做功25次;柴油机吸气冲程中吸入气缸里的物质是空气.
10.【答案】压缩 两次 节约能源
【解析】图中两气阀都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程;比原有的四冲程汽油机多做一次功,因此六冲程中共做功两次,因为是利用排气冲程后的余热,所以大大的提高了热机的效率,节约了能源.
11.【答案】（1）C （2）凸面镜 凹面镜 （3）B
《机械能与内能的相互转化 》
学生已经了解机械能与内能及热传递等相关知识,知道热传递是改变内能的一种方式,新教材本节分成2课时教授,本课主要教学内容:做功是改变内能的另一种方式,机械能与内能之间的相互转化,汽油机工作原理。课堂教学主要由五个环节组成,活动一:学生利用铁丝分组探究做功是否能改变物体的内能; 活动二:利用空气压缩引火仪演示棉花燃烧----将机械能转化为内能;活动三:演示高温高压的气体推动活塞,讲授将内能转化为机械能 活动四:介绍热机概念--讲授汽油机的构造及汽油机的工作原理、能量转化情况; 活动五:引导学生阅读"生活·物理·社会"--热机的发展历程,开拓学生的视野,激发他们的学习兴趣。 新教材 从探究做功能否改变物体的内能开始,承接上一节热传递改变物体内能 ,有利于学生理解改变物体内能 异同点。接着,利用实验呈现内能转化为机械能,为介绍内燃机进行铺垫。 通过热机的发展历程,让学生初步了解我们国家的航天事业激发他们的爱国精神。
【知识与能力目标】
(1)通过实验探究,知道做功是改变物体内能的一种方式。
(2)借助动画视频和模型,了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。
【过程与方法目标】
(1)通过自主探究活动,培养学生分析归纳,解决问题的能力。
(2)体验用类比方法,加深对物理概念理解的过程,学会迁移学习。
(3)通过阅读课本知识,培养学生看图识义,收集和处理信息的能力。
【情感态度价值观目标】
(1)有应用科学原理解决实际问题的意识和积极性。
(2)学生通过合作探究活动体验成功的喜悦 ,激发主动学习的兴趣。
【教学重点】
（1）做功可以改变物体的内能。
（2）汽油机的工作原理。
【教学难点】
汽油机的工作原理 汽油机的工作原理及工作过程中的能量转化
多媒体课件：
实验器材：汽油机模型、酒精、火柴、自制气体做功演示器、压缩器等
【导入】利用播放视频导入课题
同学们,请观看图片(PPT投影图片)汽车高速行驶时,为什么轮胎的温度会升得很高?瓶塞为什么飞了? 本节课就来探究其中的原因。
板书: 机械能与内能的相互转化。
【活动1】探究做功是改变物体内能的另一种方式
要搞清轮胎温度为何会升得很高的原因,我们需先要了解做功是否能改变物体的内能,请同学们快速 折弯铁丝,小心触摸 ,说出你的感觉。学生自主活动 回答现象:铁丝的弯折处发热分析:对铁丝做功,铁丝温度升高,内能增大。
【活动2】：教师利用空气压缩引火仪做演示
现象:棉花燃烧 分析:活塞压缩空气对其做功,使空气的内能增大,温度升高,达到棉花的着火点。
引导学生讨论:⑴上述实验中,物体增加的内能从何而来?能量如何转化? ⑵举出日常生活中类似的实例
引导学生讨论:日常生活中做功使物体内能增加的实例。
议一议: 只根据铁丝温度升高这一现象,能否判断是通过热传递方式还是做功方式来增大内能呢?
教师板书:做功与热传递对改变物体的内能具有等效性 实质不同:一热传递改变物体内能—内能的转移 二做功改变物体内能—其他形式的能(如机械能)与内能之间的转化
【活动3】钻木取火
思考:钻木取火,通过什么方式改变物体的内能?
例题:说说下列各例子改变物体内能的主要方式
(a)晒太阳,身体感到暖和(b)用酒精灯给水加热 (c)一杯水放在房间里逐渐变冷(d)陨石下落到大气层时发光(e)擦火柴(f)给车胎打气,气筒发热(g)点燃的爆竹腾空而起(i)水蒸汽将试管塞顶飞
教师提问: 做功能使物体内能增加如,上述(d)(e)(f),能否使物体的内能减少呢?请同学们观察被压缩的气体顶飞瓶塞发生什么现象?
【活动4】学生实验
教师介绍实验仪器及实验方法,让学生辅助 , 并播放视频。实验中,高压气体对外做功,气体的内能怎样变化?气体的内能转化为哪种形式的能量?
教师引导学生分析“白气”的形成 说明:高压气体对外做功内能减少,温度降低。
板书:物体对外做功,使物体的内能减少,温度降低。 能的转化:内能转化为机械能
【讲授】热机的工作原理
热机:热机是热力发动机的简称,它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置 教师播放PPT出示图片
构造:进气门、汽缸、曲轴、连杆、活塞、排气门、火花塞
冲程:汽油机工作时,活塞在气缸里做往复运动,活塞从气缸的一段运动到另一端的过程叫做冲程。
活动.播放汽油机的工作过程视频 教师利用汽油机模型分段讲解汽油机的工作过程。
汽油机的一个工作循环: (1)吸气冲程 (2)压缩冲程 (3)做功冲程 (4)排气冲程
1.引导学生演示压缩冲程,并说出压缩冲程的特点。启发学生思考:燃气的温度升高了,但未能达到着火点,怎么办呢?(火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃气)
2. 在学生演示做功冲程时提出问题:做功冲程与压缩冲程中的能量转换有什么区别?
3. 汽油机的一个工作循环里面哪个冲程是燃气对外做功的,其他冲程靠什么完成?
板书: 汽油机的一个工作循环,曲轴旋转 ____圈,活塞往复_____ 次
【讲授】热机的发展历程
教师介绍生活·物理·社会热机的发展历程,汽油机与柴油机的区别及中国的航天技术
【讲授】例题讲解
例题1 一台单缸四冲程汽油机曲轴每分钟转 2000 转,则该汽油机在 3min内 做功多少次? 例题2 如图所示,此图是汽油机的_____冲程。在此冲程中,气缸中的气体体积______,压强_____ 。(填“变大”、“变小”或“不变”)
【练习】小练习
小练习 1.内燃机在做功冲程中,高温气体迅速膨胀而做功,此时这些气体的温度和内能变化的情况是 ( ) A.内能减少,温度降低 B.内能增加,温度升高 C.内能减少,温度升高 D.内能增加,温度降低
2.以下的日常生活事例,通过做功来增加物体内能的是( ) A.给自行车车胎打气,气筒发烫 B.放进太阳能热水器中的水,温度升高 C.点燃的爆竹腾空而起 D.用水壶烧水,水蒸气将壶盖顶起
3.下图为我国成功发射的长征三号火箭升空的情景,请你试着分析一下,它在工作过程中能量转化的过程,你是否知道它利用了哪种类型的热机?
4.冬天双手捧着热水袋会感到暖和,这是利用____ 方式增加了手的内能;双手反复摩擦也会感到暖和,这是利用_______的方式增加了手的内能。
5.在保温瓶内倒入开水,但不倒满,上面还留有一些空间,内有空气,然后塞上木塞,过一会儿木塞被冲起.这个现象说明____对瓶塞做功,_____的内能转化成木塞的 ___ 能.
【作业】课堂小结
指导学生总结本节课的知识点: (1)做功是改变物体内能的另一种方法 (2)汽油机的主要结构和工作原理
四、布置作业 完成《伴你学》达标导测部分题2,3,5, 完成课后小练习
【活动】板书设计
机械能与内能的相互转化
一、做功可以改变物体内能 做功和热传递在改变物体的内能时是等效的。
二、热机 1. 热机是热力发动机的简称,它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置
2. 冲程:汽油机工作时,活塞在气缸里做往复运动,活塞从气缸的一段运动到另一端的过程叫做冲程
3. 汽油机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。汽油机的一个工作循环,曲轴旋转 ____圈,活塞往复_____ 次
4.压缩冲程与做功冲程的区别 前者是机械能转化为内能;后者是内能转化为机械能。
略。
