2019年九年级物理全册 10.4 热机教案 (新版)北师大版

10.4 热机

1.通过观察汽油机模型理解汽油机的工作过程,能够简单描述汽油机的四个冲程.

2.知道热机中能量的转化;理解四冲程汽油机和柴油机的构造和工作原理.

3.识别汽油机和柴油机的异同点.

【重点难点】

重点:汽油机和柴油机的工作过程.

难点:汽油机和柴油机的工作过程.

【新课导入】

导入1:情景导入

用酒精灯给试管中的水加热,由于燃料在试管外燃烧,热量损失较大,内能的利用率较低.能不能把燃料移到内部去燃烧,来获得更大的动力?

导入2:复习引入

复习提问:(1)请举例说明机械能可以转化为内能.

学生举例:打气时气筒会发热;用锯子锯木料时锯条会发热.

(2)刚才的事例都说明机械能可以转化为内能,那么反过来想内能会转化为机械能吗?

从而引入新课.

【课堂探究】

一、热机

1.演示实验:水蒸气冲开橡皮塞

现象:在水沸腾一段时间后,橡皮塞被水蒸气冲开.

思考:这个实验现象说明了什么?

引导回答:说明了水蒸气的内能会转化为橡皮塞的机械能.

师述:刚才用酒精灯给试管中的水加热,由于燃料在试管外燃烧,热量损失较大内能会转化为机械能的效率较低.能不能把燃料移到内部去燃烧,来获得更大的机械能?

分析:这个实验说明了水蒸气的内能快速转化为盖子的机械能;这个实验说明了把燃料移到容器的内部去燃烧,可以获得更大的机械能.

2.热机的原理:将燃料燃烧时产生的内能转化为机械能的机器.

二、汽油机

1.内燃机:燃料在汽缸内燃烧的热机.汽油机是最常见的内燃机,以汽油为燃料,今天我们来学习热机中的内燃机的代表:汽油机.

2.构造(观看活动挂图,边指示边讲解).

进气门、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、曲轴.(介绍名称的同时,介绍各部分的功能)

3.一个冲程:活塞从汽缸一端运动到另一端叫做一个冲程.

4.工作原理:(观察模型并结合课本图1029讲解)

(讲解时提醒学生注意观察活塞的运动方向、气门的开闭、连杆、曲轴的运动情况)

内燃机的工作过程以一个循环为一个单元,一个循环又分为四个冲程.

吸气冲程:开始工作前,活塞位于汽缸上端,进、排气门均关闭.工作时,活塞由上向下运动,进气门打开,排气门仍关闭.由于缸内体积增大,压强减小,空气和汽油的混合气体被吸入汽缸.

压缩冲程:活塞运动到最下端,就开始转为向上运动.这时进气门、排气门都关闭,混合气体被强行压缩,使气体的温度升高,压强增大.此时活塞的机械能转化为燃料混合物的内能.

做功冲程:压缩结束时虽然温度较高,但未能达到燃料的着火点.在压缩冲程结束的瞬间,火花塞产生电火花,使燃料剧烈燃烧,产生高温高压的气体,高温高压的燃气推动活塞由上向下运动,通过连杆带动曲轴转动.此冲程中高温燃气的内能转化为活塞的机械能.

排气冲程:做功冲程结束,活塞继续由下向上运动,进气门关闭,排气门打开,把燃烧后的废气排出汽缸.

此后,活塞又由上向下运动,从此进入下一轮循环.

5.重点强调能的转化

在压缩冲程中,活塞向上运动压缩汽缸中汽油和空气的混合气,机械能转化为内能;在做功冲程中,燃气对活塞做功,内能转化为机械能,其余的三个冲程都是辅助冲程,是靠飞轮的惯性来完成的.

6.热机的启动

热机不能自行启动.开始运转时,要靠外力使飞轮和曲轴转动起来,由曲轴通过连杆带动活塞运动,以后内燃机才能自己工作.

7.汽油机的应用

汽油机比较轻巧,常用在汽车、飞机和小型农业机械上面.

三、柴油机

1.柴油机:用柴油作燃料的内燃机.

2.构造(观看模型,边指示边讲解).

进气门、排气门、喷油嘴、汽缸、活塞、连杆、曲轴.(介绍名称的同时,介绍各部分的功能) 3.工作原理(观察模型并讲解).

(讲解时提醒学生注意观察活塞、气门、连杆、曲轴的运动情况)

柴油机的工作过程也以一个循环为一个单元,一个循环又分为四个冲程.

吸气冲程:开始工作前,活塞位于汽缸上端,进、排气门均关闭.工作时,活塞由上向下运动,进气门打开,排气门仍关闭.由于缸内体积增大,压强减小,空气被吸入汽缸.

压缩冲程: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.

做功冲程:在压缩冲程末,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.

排气冲程:进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,把废气排出汽缸.

此后,活塞又由上向下运动,从此进入下一轮循环.

4.柴油机的应用

柴油比较便宜,但柴油机比较笨重,主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面.

四、汽油机和柴油机的异同点

1.柴油机与汽油机的相同点

都是内燃机;基本构造和主要部件的作用相似;每个工作循环都经历四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.

2.柴油机与汽油机的不同点

构造不同:汽油机汽缸顶有火花塞,而柴油机汽缸顶部有喷油嘴;

燃料不同:汽油机的燃料是汽油,而柴油机的燃料是柴油;

吸气不同:汽油机吸进汽油和空气的混合气体,柴油机只吸进空气;

点火不同:汽油机属点燃式点火,柴油机属压燃式点火;

应用不同:汽油机比较轻巧,常用在汽车、飞机和小型农业机械上面.柴油比较便宜,但柴油机比较笨重,主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面.

第4节热机

1.热机:内能转化为机械能的机器

2.汽油机

(1)构造

(2)工作原理

(3)一个工作循环,包括四个冲程,对外做功一次,活塞往复两次,曲轴(飞轮)转两转.

3.柴油机

4.汽油机和柴油机的异同点

(1)相同点

(2)不同点

1.在汽油机的四个冲程中,机械能转化为内能的是( B )

A.吸气冲程

B.压缩冲程

C.做功冲程

D.排气冲程

2.一个单缸四冲程柴油机的转速为1 800 r/min,则此柴油机每秒钟( C )