人教版初中物理-九年级(初三)物理全册同步课程-第14章 第1节 热机 导学案

第14章第1节热机导学案
学习目标：
1．了解四冲程汽油机的基本工作原理；
2．知道热机工作过程中的能量转化情况，知道四冲程内燃机的工作过程。

学案导学
知识点一：热机
1.什么是热机？
热机是利用内能来做功的机械，在工作时，它把内能转化成机械能。

内能的利用有两个方向：利用内能来加热，利用内能来做功。

炉子是利用内能来加热的设备，工作时是把内能转移，能量形式没有发生变化；热机是利用内能来做功的设备，在工作时把内能转化成机械能。

以下两个实验中塞子都被推出，其能量转化过程都与热机相同。

2.热机的种类
实际上，燃放的烟花爆竹，火箭，以及正在烧水的水壶，都可以看作是热机。

在生产和生活中，热机的种类很多：蒸汽机、汽轮机、喷气发动机、内燃机等都属于热机。

其中的内燃机是现代社会最常见的一种热机，内燃机的燃料直接在汽缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气推动活塞对外做功。

内燃机又包括汽油机和柴油机。

【典型例题】下列机械属于内燃机的是（）
A．喷气发动机 B. 蒸汽机 C. 汽轮机 D. 柴油机
【答案】D
【解析】
热机包括蒸汽机、汽轮机、喷气发动机、内燃机等，其中内燃机又有汽油机和柴油机，所以D属于内燃。

知识点二：汽油机
1.汽油机的工作过程：
2.汽油机的一个工作循环包括：四个冲程，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。

【典型例题1】下图表示的是汽油机工作的哪一个冲程（）
A.吸气
B.压缩
C.做功
D.排气
【答案】A
【解析】
图中活塞向下运动，一个气门开，一个气门关，是吸气冲程。

【典型例题2】一台四冲程汽油机工作时，曲轴转速是1800r/min，则它每秒完成_____个做功冲程，曲轴转动______周。

【答案】15；30
【解析】
曲轴转速为1800r/min，则每秒转动30圈，一个工作循环曲轴转两圈，转30圈完成15个工作循环，每个工作循环对外做功一次，15个工作循环对外做功15次。

【针对训练1】如图为汽油机的气缸，画出吸气冲程进气门、排气门的开关情况、曲轴、连杆、活塞的运动方向。

【答案】
【解析】
吸气冲程进气门开、排气门关，活塞向下运动，图中，曲轴顺时针转动，所以连杆位置如图所示。

【针对训练2】一台四冲程汽油机工作时，每秒完成80个冲程，则其飞轮转速是______r/min。

【答案】2400r/min
【解析】
一个工作循环有4个冲程，80个冲程是20个工作循环，每个工作循环曲轴转两周，20个工作循环曲轴转40周，每秒转40圈，则没分钟转2400圈，所以飞轮转速是2400r/min。

知识点三：柴油机
汽油机和柴油机的区别：
【针对训练】下列有关热的说法正确的是（）
A．晶体在熔化过程中温度不变，内能也不变
B．内燃机的压缩冲程，主要是用热传递的方法增加了气缸内的物质的内能
C．用水作汽车冷却液，是因为水的比热容大
D．柴油机能输出更大的功率，是因为柴油机对空气的压缩程度小
【答案】C
【解析】
A晶体熔化的条件是达到熔点，不断吸热。

晶体在熔化时要吸热，内能增加，但温度保持不变。

选项错误；B内燃机的一个工作循环包括四个冲程，其中压缩冲程机械能转化为内能，是利用做功的方法增加气缸内物质的内能，做功冲程将内能转化为机械能，是气缸内的物质对外做功，自身内能会减小。

选项错误；
C因为水的比热容最大，和其它物质比较，在质量相同和升高相同温度时，能吸收更多的热量，所以用水作汽车的冷却液，选项正确；
D柴油机能输出更大的功率，这主要是因为柴油机的构造和工作过程与汽油机有所不同，柴油机在压缩冲程中的压缩程度比汽油机大，做功冲程中柴油机汽缸内的燃气产生的压强和温度比汽油机里的高。