下载文档原格式
14.1 热机知识讲解内能的利用：①加热物体（烧水、做饭）①做功：热机1.热机（1）概念：利用内能做功的机械。
（2）种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
（3）工作原理：燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功把内能转化为机械能。
考点2 内燃机及其四个冲程1.内燃机（1）概念：燃料直接在汽缸内燃烧产生动力的热机。
（2）分类：汽油机和柴油机，它们分别以汽油和柴油为燃料。
2.汽油机①工作原理：利用气缸内高温高压的燃气推动活塞做功的热机①工作过程：冲程定义：汽油机工作时，活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到气缸的另一端四个冲程特点：冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程工作示意图特点①进气门打开，排气门关闭①活塞由上端向下运动，吸入汽油和空气组成的燃料混合物①进气门和排气门都关闭①活塞向上运动，压缩汽缸内燃料空气和汽油的混合物①外界对物体做功温度升高，内能增加①进气门和排气门都关闭①活塞在高温高压的燃气作用下向下运动，带动曲轴转动，对外做功，温度降低，内能减小进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸能量转化机械能转化为内能内能转化为机械能废气带走很多热量注意：只有做功冲程对外做功，其他三个冲程都是靠飞轮的惯性来完成的方法指导：汽油机四个冲程识别（1）进气门打开就是吸气冲程，仅排气门打开是排气冲程（2）火花塞点火就是做功冲程，另一个图就是压缩冲程（3）两气门都关闭：活塞向上运动是压缩冲程；活塞向下运动是做功冲程。
①工作循环：（4冲2转1功）1个工作循环：4个冲程，活塞往复2次，曲轴转2周，飞轮转2圈，对外做功1次例题：如图为一台单缸四冲程汽油机，飞轮转速为2400r/min ，该汽油机每秒钟对外做功 20次，每秒钟共有 20 个冲程，如图所示是汽油机的 80 冲程。
解：（1）汽油机的转速为2400r/min ，说明1s 内汽油机曲轴的转动次数等于40．一个工作循环中，曲轴转动两周，对外做功一次，1s 内曲轴转动40次，对外做功20次，共80个冲程；（2）由题中示意图可知：两气门关闭，炎花塞点火，活塞下移，是做功冲程。
【教材习题1】教材P21页“动手动脑学物理”第1题【答案】轮船、拖拉机、小型农业机械、火车等都用到了热机，这些热机也都是内燃机。
【解析】人们发现内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械——热机（heat engine）。
热机的发明及广泛使用，使人类迈入了工业化社会，对人类社会的发展起到了重要的作用。
热机的种类很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
内燃机是现代社会中最常见的一种热机。
【要点点拨】（1）热机定义：将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的机械统称为热机。
（2）热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气式发动机等。
（3）燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
（4）内燃机及其工作原理：将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转化为机械能。
按燃烧燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机等。
【方法指导】知道内燃机及其工作原理：将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，又通过做功，把内能转化为机械能。
按燃烧燃料的不同，内燃机可分为汽油机、柴油机等。
【教材习题2】教材P21页“动手动脑学物理”第2题【答案】见解析。
【解析】图略。
压缩冲程进排气门都关闭，活塞向上运动。
做功冲程进排气门都关闭活塞向下运动。
排气冲程进气门闭合，排气门打开活塞向上运动。
【要点点拨】（1）燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
（2）了解内燃机四个冲程进气门、排气门打开与关闭情况。
【方法指导】要结合各个冲程结构图和工作过程分析。
【教材习题3】教材P21页“动手动脑学物理”第3题【答案】（1）做功冲程（2）做功冲程（3）压缩冲程【解析】（1）对于汽油机，做功冲程中，在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。
高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
对于柴油机，在压缩冲程结束时，汽缸内空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气便立刻燃烧起来。
第十四章内能的利用导学案第1节热机【学习目标】1、知道热机的概念，了解内燃机是热机的一种。
复述热机的定义，解释热机中能量的转化列举热机的种类。
2、了解汽油机、柴油机的构造。
通过实验探究，发现汽油机、柴油机冲程的工作状态和能量转化。
能表述汽油机、柴油机冲程各冲程的工作状态和能量转化。
3、区分汽油机和柴油机。
【学习重点】汽油机各冲程的工作状态和能量转化。
【预习检测】●温故而知新1.物体内部所有分子热运动的能与分子能的总和，叫作物体的内能。
⑵一切物体都有内能，内能的单位是，用字母表示。
2．物体分子的无规则运动剧烈程度与温度有关，温度越高，物体内分子运动速度越大，分子动能就越，物体内能也就越。
例如：同一物体温度越高，内能越。
【共同探究】★学生活动一：阅读p135内容回答下列问题：1、图16.4-1的实验观察并思考酒精灯对试管中水加热时，水的内能变化。
思考；（1）看到什么现象？________________（2）木塞被顶开，是谁对它做了功？________________（3）水蒸气既然能够对木塞做功，说明水蒸气具有能，它具有的是什么能？________________（4）在加热过程中水蒸气内能的变化情况是怎样的？________________（5）在这个过程中，有没有不同形式能量的相互转化？___________ 2、热机是指把燃料燃烧时释放的__________转变为_________的装置。
热机应用历史上从蒸汽机到内燃机，内燃机有________及________等3、内燃机：燃料直接在发动机________燃烧产生动力的热机。
最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，分别叫作______和_______4、汽油机★学生活动二：阅读教材，依据图自学并填写、汇报：（1）汽油机是利用作燃料来工作的。
（2）构造：。
（3）工作过程：工作过程以一个循环为一个单元，一个循环有______个冲程。
包括：_______ 、 ________ 、 _______ 、 ________四个冲程第一冲程：吸气冲程中吸入的是什么？汽缸中活塞由哪端向哪端运动？进气门和排气门的打开和关闭情况？第二冲程：压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物的过程中，是什么能向什么能转化？压缩冲程末产生什么结果？汽油机是利用什么方式点火的？第三冲程：做功冲程为什么能做功？是什么能向什么能转化？第四冲程：排气冲程有什么作用？5、柴油机（对比汽油机学习）（1）柴油机是利用作燃料来工作的。
（2）构造：（3）工作过程：工作过程以一个循环为一个单元，一个循环有______个冲程。
包括：_______ 、 ________ 、 _______ 、 ________四个冲程第一冲程：吸气冲程中吸入的是什么？汽缸中活塞由哪端向哪端运动？第二冲程：压缩冲程中，活塞压缩燃料混合物是什么能向什么能转化？压缩冲程末产生什么结果？柴油机是利用什么方式点火的？第三冲程：做功冲程为什么能做功？是什么能向什么能转化？第四冲程：排气冲程有什么作用？【归纳整理】一个工作循环有个冲程，飞轮转动周，对外做功次，活塞往复次，其他冲程靠飞轮的完成。
【拓展练习】1．摩托车上的热机工作时提供动力的是 ( )A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程D．排气冲程2．我们知道：多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来连续工作的．关于压缩冲程的作用，下列说法正确的是（）A ．将废气排出缸外B ．完成对外做功C ．吸进汽油和空气的混合物D ．压缩燃料和空气的混合物3．汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，下图16.4－1中表示做功冲程的是（ ）A. 甲B. 乙C. 丙D.丁4．汽油机的一个工作循环由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度升高，是通过 方式增加内能的。
为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱体，使汽缸被水包围着，这是通过热传递的方式减少汽缸内能的，用水来包围汽缸是因为水的 。
5.汽油机工作四个冲程中, 冲程是燃气对活塞做功，此过程将 能转化为 能。
6、汽油机吸入汽缸的物质是 ( )A.汽油B.空气C.汽油与空气混合物D.燃气7、柴油机的构造跟汽油机相似，主要不同点是柴油机的汽缸顶部有一个_____，没有__________。
8、汽油机的一个工作循环是排气,吸气,压缩,_______这四个冲程,其中能将机械能转化为内能的冲程是_________冲程。
9、如图是内燃机的某一个冲程的工作情况，可以断定是 冲程，它将____能转化成_______能。
10、 在四冲程内燃机的工作过程中，压缩冲程将 能转化成 能。
11、 关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法（ ）①在做功冲程中，是机械能转化为内能 ②在做功冲程中，是内能转化为机械能③只有做功冲程是燃气对外做功 ④汽油机和柴油机的点火方式相同以上说法中正确的是A ．只有②③B ．只有①③C ．只有②④D ．只有①④12、汽油机的一个工作循环的由四个冲程组成，其中在压缩冲程中，气体的温度声高，是通过______方式增加内能的，在压缩冲程结束时，火花塞产生点火花，是燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞做功，为了降低汽缸体的温度，汽缸外有一个水箱体，是汽缸被水包围，这是通过______的方式减少汽缸体的内能的，用水包围汽缸是因为水的______________。
【学习目标】 2 热机的效率1.从能量转化的角度认识热值，并能进行相关的计算。
图16.4－12.通过能量的转化与转移，认识效率，能计算热机的效率。
3.通过探究活动，培养学生严谨求实的科学态度和团结协作的科学精神。
【学习重难点】认识热值，利用热值计算物质燃烧放出的热量。
认识热机的效率，能计算热机的效率。
热机的工作原理是什么呢？【自主学习】1、某种燃料完全燃烧所放出的________与____________之比，叫作这种燃料的热值。
2、热值的单位由______与________的单位组合而成，在国际单位制中，热量的单位是焦耳，质量的单位是千克，所以热值的单位是焦每千克，符号是___________。
3、酒精的热值是3.0×107J/kg，物理意义是：____________________________。
4、对于热机而言，燃料释放的能量一部分用来做功，一部分散失了。
用来做______的那一部分能量与燃料______________放出的热量之比，叫热机效率。
5、蒸汽机的效率只有__________，汽油机的效率可以达到__________，柴油机的效率可以达到_____________。
6、设法利用_______________带走的热量，是提高燃料利用率的重要措施。
【共同探究】★学生活动一：燃料热值的理解及计算问题展示：1.你知道的燃料有哪些？2.我们要烧开同一壶水，现有三种燃料：干草、木柴、煤炭，用哪种燃料用量最少？小组讨论，交流，展示请学生学习课本P23分，回答下列问题：(1)燃料的热值是燃料的一种(2) 叫作这种燃料的热值；单位。
(3)汽油的热值是，表示【归纳整理】(一) 燃料的热值1、定义：2、单位：（固体、液体），（气体）3、公式：Q＝mq（或Q＝Vq）4、计算：（二）热机效率1、定义：热机转变为有用功的能量与燃料完全燃烧所释放的能量的比值称为热机效率。
用η表示。
2、公式：η＝Q有/Q总×100％3、提高热机效率的主要途径：减少热机各种能量损失【拓展练习】1.将一瓶酒倒去一半，剩余酒精的（）A.密度不变，比热容和热值减半B.质量、比热容、热值都为原来的一半C.比热容不变，热值和密度减半D.比热容、密度、热值都不变，质量为原来的一半2.少数不法商贩将煤矸石粉碎后掺在优质煤中高价销售，客户为了不上当，最恰当的方法是检测下列物理量中的（）A.温度B.比热容C.热值D.质量3.汽油机的效率往往比柴油机低，这说明（）A.汽油机的功率比柴油机小B.汽油机做的功比柴油机少C.柴油机消耗柴油多D.柴油机的内能转化为机械能的百分比大4.用煤炉给水壶中的水加热，2kg的无烟煤完全燃烧产生的热量是 J。
水壶里的水吸热后，水的内能（选填“增加”“不变”或“减少”）。
当水沸腾后，水壶内的水蒸气将壶盖顶起，这一现象表明，水蒸气的内能转化成了壶盖的能（无烟煤的热值为3.2×107J/kg）。
5.热值为3.0×107J/kg的焦炭70g完全燃烧时放出的热量为2.1×106J，这些热量若被50kg 的某液体完全吸收，其温度由28℃升高到38℃，则此液体比热容为。
学习目标】3能量的转化和守恒1.知道能量守恒定律。
2.能举出日常生活中能量守恒的实例。
3.有用能量守恒的观点分析物理现象的意识。
【重点难点】1.重点是能量的转化和守恒定律，强调能量的转化和守恒定律是自然科学中最基本的定律。
2.难点是应用能量的转化和守恒原理计算一些物理习题；运用能量的转化和守恒定律对具体的自然现象进行分析，说明能量是怎样转化的。
【共同探究】★学生活动一小组讨论完成课本“想想做做”中的问题：（1）来回迅速摩擦双手，会感到手变热，说明机械运动现象和现象有联系，在这个过程中，能转化为能。
（2）黑塑料袋内盛水，插入温度计后系好，放在阳光下，一段时间后，温度计的示数会上升，说明光现象和现象有联系，在这个过程中，能转化为能。
（3）将连在小电扇上的太阳电池对着阳光，小电扇会转动，说明光现象与电现象、现象之间有联系。
在这个过程中，先是转化为能，然后能转为能。
（4）用钢笔杆在头发或毛衣上摩擦后再靠近细小的纸片，纸片会被吸起，表明钢笔杆带了电，这个实验说明了力现象与现象有联系，在这个过程中，能转化为能。
1.从上面的例子可以看出自然界中的各种现象都是互相联系的，可以从能量的角度反映这种联系。
你还能指出一些例子说明力现象与热现象、电现象、光现象有联系吗？2.在一定条件下，各种形式的能都可以相互转化：①摩擦生热，能转化为能。
②水电站里水轮机带动发电机发电，能转化为能。
③电动机带动水泵把水送到高处，能转化为能。
④植物吸收太阳光进行光合作用，能转化为能。
⑤燃料燃烧时发热，能转化为能。
★小组讨论完成课本图中的能量转化。
★讨论“想想议议”中的问题：①荡秋千时，停止用力，秋千为什么会越摆越低？②掉在地上的弹性小球会跳起，但是为什么会越跳越低？分析：荡秋千时，秋千在往复运动时，能和能在不断的相互转化，秋千越摆越低，说明秋千的能在减少，这是因为秋千在运动过程中还要克服摩擦、空气阻力等，这些都需要消耗能量，而这些能量只能从秋千的能中获得，所以秋千的能会减少。
因此它越摆越低。
同样，掉在地上的弹性小球在不断上升、下落的运动过程中，能和能在不断地相互转化，小球越跳越低，说明小球的能在减少，这是因为小球在运动过程中要克服空气阻力消耗能量，而这些能量只能从小球的能中获得，所以小球的能会减少，因此它越跳越低。
