改变世界的热机教科版九级物理上册习题精品课件

想想议议： 汽油机和柴油机的工作过程有什么相同点，有什
么不同点？
相同点
汽油机和柴油机的比较
汽油机
柴油机
内燃机、内能转化为机械能、一个工作循环有4个冲程， 飞轮转2周，做功1次。
构造
火花塞
喷油嘴
燃
烧
排气冲程
后
的
废
进气门关闭，排气门打开，活
气
塞向上运动，把废气排出汽缸。
内燃机的启动
内燃机不能自行启动。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。
内燃机的应用
(1)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。
(2)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。
一、什么是内燃机
汽油、柴油等燃料与空气混合,如果遇到火花,就会发生爆炸。 这样的爆炸在汽缸内进行,会生成高温高压的燃气,推动活塞 做功。 内燃机是燃料在汽缸内燃烧， 对外做功的机器。它将内能转 化为机械能。 常见的内燃机有汽油机和柴 油机。
汽油机的构造
火花塞
汽缸
进气门 活塞
连杆
排气门 曲轴
二、汽油机工作过程
。活塞由上端向下端运动，将
空气吸进汽缸。
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。
做功完成
排出废气 利用惯性完成

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A．汽缸内的蒸汽推动活塞做功，将蒸汽的内能转 化为活塞的机械能
B．在燃料燃烧的时候要产生热量，这是将内能传递 给锅炉中的水
C．蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增大 D．蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度 【解析】在燃料燃烧的时候要产生热量，这是将化 学能转化为内能；蒸汽机推动活塞做功，将内能转化为 机械能，内能减小；废气带走的不是温度，是热量．
10. 现代的火电站和热电站，靠蒸汽轮机把 内 能转化为 机械 能，然后带动发动机发电．
11. 世界上很多发明都是受到生活现象的启发而萌 生的创意，比如热机中的蒸汽机和汽油机，它们工作时， 能的转化过程是 内能转化为机械能 ．图中 甲 是 蒸汽机的工作原理图．
12. 法国工程师发明了以压缩空气为动力的“迷你 猫”环保车．汽车使用前需要压缩储存气体，这一过程 中通过 做功 的方式使气体内能增加，开动时，释放 的气体推动发动机，将气体的内能转化为 机械 能， 汽车的时速可达 144 km/h，合 40 m/s.
6. 南极“万年冰”中含有很多压缩气泡，科考队员 取一小块放入盛有酒的杯中，冰块会在酒面上飘来飘 去．下面几种说法中错误的是( B )
A．冰块熔化，气泡破裂，使冰块飘来飘去 B．冰块吸热，内能增加，使冰块飘来飘去 C．冰块熔化，气泡破裂，气泡的内能减少 D．冰块吸热，酒水放热，酒水的内能减少
7. 如图所示，是蒸汽机工作的原理示意图，关于蒸 汽机的工作过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是 (A)
第二章 改变世界的热机
第一节 热机
1. 利用内能主要有两种途径：一是利用内能直接 加热物体 ，其实质是应用 热传递 的方式，把 内 能 转移 给被加热的物体；另一种是利用内能来 做 功 ，其实质是把内能转化为 机械 能．

火箭
喷气发动机
汽油机
化学能 工 作 原（燃料）
理
内能（做功） 机械能
火箭发动机.
例题：1、对盛水的试管加热使水沸腾，不 一会儿水蒸气把原先塞住管口的软木塞冲开， 产生这种现象的原因是（C） A.水蒸气克服摩擦做功，水蒸气内能减少 B.压缩气体做功，水蒸气内能增加 C.水蒸气膨胀做功，水蒸气内能减少 D.水蒸气的重力做功，水蒸气的内能增加
A.冬天，用手摸户外的金属会感到冷 B.点燃爆竹的导火线后，爆竹腾空而起 C.锯木头时锯子发烫 D.闭合开关，用电饭煲烧水 E.电动机带动水泵把水抽到高处 F.烧红的金属块投入水中后温度升高
玉不琢、不成器，人不学、不知义。
义务教育教科书九年级物理上册（教科）
第二章 改变世界的热机
第 1节 热机
1.利用内能来做功化为内能，传给水和水 蒸气，水蒸气把塞子冲
出去，内能转化为塞子
的机械能。
热机的种类
蒸气机、内燃机、汽轮机、 喷气发动机、火箭等
即将告别舞台的蒸汽机车
涡轮（喷气）发动机
2、开启啤酒瓶盖瞬间伴有“嘭”的一声， 瓶口有一股“白烟”，下列说法中正确的 是（ D ） A.瓶内外温度相等，啤酒内能不变
B.瓶内气体对外做功，啤酒内能增加
C.瓶口“白烟”是瓶内CO2液化形成的
D.瓶口“白烟”是瓶口水蒸气液化形成的
3、下列几种现象中，只有能的转移而不发 生能的转化的过程是（ A F）

使用柴油作为燃料 的叫柴油机
讲授新课
二 汽油机的工作过程 1.汽油机的构造
讲授新课
2.汽油机的工作原理
讲授新课
归纳与小结
内燃机工作时，活塞在汽缸内做一次单向运 动，叫作一个冲程。
汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程、 压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
讲授新课
观察与思考
Ⅰ.吸气冲程
阀门：进气阀 打开 ； 排气阀 关闭 。
活塞运动方向： 向下 。 吸入气体: 汽油和空气的燃料混合物。
讲授新课
观察与思考
Ⅱ.压缩冲程 阀门：进气阀 关闭 ；
排气阀 关闭 。 活塞运动方向： 向上 。 燃料混合物：压强 增大 ，
温度 升高 。 活塞对燃料混合物做功，燃料内能增大，温度升高。
能量转化：机械 能
内能
讲授新课
观察与思考
Ⅲ.做功冲程 在压缩冲程末尾，火花
随堂训练
2.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（BCD ）
A.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是一个喷油嘴 B.汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合 C.吸气冲程是内能转化为机械能 D.压缩冲程是内能转化为机械能
随堂训练
3．依靠飞轮惯性完成的冲程是（BCD ）
A
B
讲授新课
6.汽油机和柴油机的优缺点
汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低 廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上， 特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。
柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、 火车轮船上。
柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%， 因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油 发动机的推广使用具有重大意义。
CDΒιβλιοθήκη 随堂训练4．汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（ C ） 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

第二章 改变世界的热机
类型二 汽油机与柴油机 汽油机和柴油机同属于内燃机，工作原理是相同的，但它们 的工作方式、工作物质等有所不同。
第二章 改变世界的热机
[解析] 热机的原理是利用燃烧燃烧燃烧产生的高温高压燃气 推动活塞做功，从而把内能转化为机械能。由图可知，该内燃 机有喷油嘴，所以是柴油机；又因为活塞向上运动并且进气门 和排气门关闭，所以此过程为紧缩冲程。
4.6×107 J/kg＝7.36×108 J，
则该汽车发动机的效率为
η
＝
2.16×108 7.36×108
J J
×
100%
≈
29.3%。ຫໍສະໝຸດ 第二章 改变世界的热机(2)50 L 汽油完全燃烧放出的热量： Q 放′＝m′q 汽油＝ρ 汽油 V′q 汽油＝0.8×103 kg/m3×50×10－3 m3×4.6×107 J/kg＝1.84×109 J， 用来做有用功的能量： W′＝Q 放′η＝1.84×109 J×29.3%＝ 5．39×108 J， 则汽车行驶的路程：s＝Wf′＝54..359××110038NJ≈1.2×105 m＝ 120 km。
第二章 改变世界的热机
例 4 一辆 60 kW 的载重汽车保持功率不变在平直的马路 上行驶，受到的阻力是 4.5×103 N，发动机每小时耗油 20 L， 求：
(1)发动机的效率。 (2)如果油箱内还有汽油 50 L，那么还能行驶多远？(ρ 汽油 ＝0.8×103 kg/m3, q 汽油＝4.6×107 J/kg)
[答案] (1)29.3% (2)120 km
第二章 改变世界的热机
[解析] (1)载重汽车每小时做的功：
W＝Pt＝60×103 W×3.6×103 s＝2.16×108 J，

作业
1、完成课本28页“自我评价”。 2、阅读课本28页物理在线“柴油机” 这部分内容，思考柴油机与汽油机在
汽油机的构造 火花塞
进气门 活塞 连杆 曲轴
气缸 排气门
汽油机的工作过程
冲程：活塞在往复运动中从
汽缸一端运动到另一端叫做 一 个冲程。
吸气冲程 压缩冲程
做功冲程
排气冲程
吸气冲程
进气门 打开，排气门 关闭
。活塞向 下 运动，汽油和 汽
空气的混合物从进气门吸
油 和
入气缸。
空 气
压缩冲程
进气门 关闭，排气门 关闭 。活塞向下 运动，燃料混 合物被压缩，压强增大， 温度升高。
3、什么叫热机？
热机是燃料通过燃烧获取内能并转化 为机械能的装置。
最早的热机是什么？
蒸汽机。
目前使用最广泛的热机是什么？
内燃机。
内燃机
教学目标
1、常识性了解四冲程内燃机的构造。 2、了解汽油机的工作原理。 3、了解汽油机中能量的转化。
内燃机
内燃机：燃料在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，产生
的燃气直接推动活塞做功，因此叫做活塞式内燃机。 常见的活塞式内燃机是汽油机和柴油机。
交流与讨论
1、如图所示是四冲程汽油机的一个工 作循环示意图，其中属于做功冲程的 是（ C）
2、某单缸四冲程汽油机工作时每秒钟 内燃机对活塞做功25次，则汽油机的 转速为（ C ）
A、20r/min B、25r/min
C、3000r/min D、6000r/min
知识总结
1、汽油机的工作过程包括哪些冲程？
压缩冲程将 机械 能 转化为 内 能
做功冲程
在压缩冲程结束时，火花塞产 生电火花，使燃料猛烈燃烧， 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，进气门 关闭 ，排 气门关闭 。

13．天然气在我市被广泛使用，已知天然气的热值为4×107 J/m3，完 全燃烧0.05 m3天然气可以放出__2_×__1_0_6__J的热量，这些热量若只有42% 被水吸收，则可以使常温下5 kg的水温度上升___4_0___℃。[水的比热容 为4.2×103 J/(kg·℃)]
14．汽车为人类文明作出了巨大贡献，但同时也对自然生态环境造成 了污染。为减少汽车尾气对居民的危害，长沙市政府购进了不少以天 然气为燃料的公交车，成为长沙街头一个新的亮点。
(2)化学能、内能、机械能；通过燃料燃烧化学能转化为内能，蒸气 向后喷出，将内能转化为机械能
(3)力的作用是相互的，向后喷出的蒸气反过来给车一个向前的推力； 喷出的蒸气是施力物体
16．一辆小汽车油箱内装满35 kg汽油，司机小王驾车到某城市执行 任务，路程为300 km。在高速公路上匀速行驶时，车受到的阻力是920 N 。 ( 汽 油 完 全 燃 烧 产 生 的 内 能 有 30% 转 化 为 机 械 能 ； 汽 油 的 热 值 为 4.6×107 J/kg)求：
解：(1)克服摩擦耗能 废气带走热量
(2)η＝
W有 Q放
＝
Pt mq
＝
P×vs ρVq
＝
Ps ρVqv
＝
P0×103×100×103 ρ0V0×10－3×q0×90×13
000 600
＝
4×109P0 ρ0V0q0
(1)汽车到达目的地牵引力所做的功。 (2)通过计算说明汽车在行驶途中是否需要加油。
解：(1)车在高速路上行驶时，向前的牵引力等于车受到的阻力F＝f ＝920 N，牵引力所做的功W＝Fs＝920 N×300×103 m＝2.76×108 J
(2)所需要的内能Q＝

具体方法： 首先要减少燃烧过程中的热量损失；（让燃料充分燃烧） 其次是减小机械摩擦以减少机械损失。（如选用优良的 润滑材料） 再次是要尽量简化机械传动部分，以减少机械损失。
例3、热机的效率高，它表明这台热机( ) A．燃料燃烧放出的热量多 B．做的功多 C．做功快些 D．用来做有用功的热量跟燃料完全燃烧放出热量的比值大
消耗机械能
教科版九 年级上 册物理 课件改 变世界 的热机 复习课 件
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例1、汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分，现代 汽车多数采用汽油机作为发动机。如图是四冲程汽油机的 工作时各冲程示意图，排列顺序正确的是( ) A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．甲、丙、乙、丁 D．丁、甲、丙、乙
燃料的 化学能
内能
机械能
内燃机
内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。 常见的内燃机有汽油机和柴油机。
汽油机
1、汽油机：用汽油作燃料的内燃机。
2、汽油机的结构： 气缸
火花塞
进气 门
排气门
活 塞
曲 轴
连杆 飞轮
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汽油机的工作原理
冲程：内燃机工作时，活塞在气缸内做一次单向运动，叫做
答案：D
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柴油机
柴油机：用柴油作燃料的内燃机 。 燃烧原料：柴油。
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