2017 2018人教版九年级物理第十四章第一节热机
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人教版九年级物理《第十四章内能的利用》知识点汇总第一节:内能的利用内能的利用方式利用内能来加热:实质是热传递。
利用内能来做功:实质是内能转化为机械能。
第二节:热机1、热机:定义:热机是利用内能来做功,把内能转化为机械能的机器。
热机的种类:蒸汽机、内燃机(汽油机和柴油机)、汽轮机、喷气发动机等2、内燃机:内燃机活塞在汽缸内往复运动时,从气缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
四冲程内燃机包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
在单缸四冲程内燃机中,吸气、压缩、做功、排气四个冲程为一个工作循环,每个工作循环曲轴转2周,活塞上下往复2次,做功1次。
在这四个冲程中只有做功冲程是燃气对活塞做功,而其它三个冲程(吸气冲程、压缩冲程和排气冲程)是依靠飞轮的惯性来完成的。
压缩冲程将机械能转化为内能。
做功冲程是由内能转化为机械能。
①汽油机工作过程:②柴油机工作过程:3、汽油机和柴油机的比较:①汽油机的气缸顶部是火花塞;柴油机的气缸顶部是喷油嘴。
②汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气组成的燃料混合物;柴油机吸气冲程吸入气缸的是空气。
③汽油机做功冲程的点火方式是点燃式;柴油机做功冲程的点火方式是压燃式。
④柴油机比汽油及效率高,比较经济,但笨重。
⑤汽油机和柴油机在运转之前都要靠外力辅助启动。
4、热值燃料燃烧,使燃料的化学能转化为内能。
定义:1kg某种燃料完全燃烧放出的热量,叫做这种燃料的热值。
用符号q表示。
单位:固体燃料的热值的单位是焦耳每千克(J/kg)、气体燃料的热值的单位是焦耳每立方米(J/m3)。
热值是燃料本身的一种特性,只与燃料的种类有关,与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧等无关。
公式:、①Q=qmm=q=Q——放出的热量——焦耳(J);q——热值——焦耳每千克(J/kg);m——燃料质量——千克(kg)。
②Q=qVV=q=Q——放出的热量——焦耳(J);q——热值——焦耳每立方米(J/m3);V——燃料体积——立方米(m 3)。
教案:人教版九年级物理第十四章内能的利用第一节热机一、教学内容本节课的教学内容选自人教版九年级物理第十四章内能的利用第一节热机。
具体内容包括:1. 热机的定义和工作原理。
2. 不同类型的热机及其特点。
3. 内能转化为机械能的过程。
4. 热机的效率及其影响因素。
二、教学目标1. 理解热机的定义和工作原理,能够描述不同类型的热机及其特点。
2. 掌握内能转化为机械能的过程,能够分析热机的工作过程。
3. 了解热机的效率及其影响因素,能够计算简单热机的效率。
三、教学难点与重点1. 教学难点:热机效率的计算和提高热机效率的方法。
2. 教学重点:热机的工作原理和不同类型的热机及其特点。
四、教具与学具准备1. 教具:热机模型、PPT课件。
2. 学具:笔记本、笔、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入:展示一辆汽车,提问学生汽车是如何工作的,引导学生思考热机的概念。
2. 知识讲解:通过PPT课件,介绍热机的定义和工作原理,讲解不同类型的热机及其特点。
3. 例题讲解:举例子说明内能转化为机械能的过程,让学生理解热机的工作过程。
4. 随堂练习:让学生计算一个简单热机的效率,巩固所学知识。
5. 知识拓展:介绍提高热机效率的方法,引导学生思考热机效率的影响因素。
六、板书设计板书设计如下:热机1. 定义:利用内能做功的机器。
2. 工作原理:内能转化为机械能。
3. 类型:汽油机、柴油机、蒸汽机等。
4. 特点:不同类型的热机有不同的特点。
热机效率1. 定义:热机有效利用的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。
2. 计算公式:热机效率 = (有效利用的能量 / 燃料完全燃烧放出的能量) × 100%。
3. 提高方法:减少热量损失。
七、作业设计1. 题目:计算一辆汽车的热机效率,并分析如何提高汽车的效率。
2. 答案:根据汽车的实际数据进行计算,提出合理的提高效率的方法。
八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:本节课通过实践情景引入,让学生了解了热机的概念,通过知识讲解和例题讲解,让学生掌握了热机的工作原理和不同类型的热机及其特点。
人教版九年级物理第十四章《内能的利用》知识点总结第十四章内能的利用知识点总结(一)热机1、定义:把内能转化为机械能的机器。
深化升华:热机的基本原理是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。
热机的种类很多,这些热机在人类社会的工业化进程中起到了举足轻重的作用,而且在现代社会中还发挥着巨大作用。
2、种类:热机常见有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。
3、内燃机(1)分为汽油机和柴油机两大类。
(2)内燃机一个工作循环由四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
其中,每完成一个工作循环,活塞往复两次,飞轮转动两周,只有做功冲程实现内能向机械能的转化。
要点提示:在四个冲程中,压缩冲程和做功冲程中发生了能量转化,压缩冲程中活塞运动的机械能转化为汽油和空气混合物的内能。
做功冲程中,燃料燃烧把燃料的化学能转化为燃气的内能,然后通过做功把燃气的内能转化为活塞的机械能。
(二)燃料的热值1、定义:1千克的某种燃料完全燃烧而放出的热量。
2、物理意义:透露表现燃料燃烧时放热才略的物理量,燃烧相同质量的不同燃料,放出的热量是不同的,就是说,不同燃料在燃烧时放热的才略不同,物理学中用热值来透露表现燃料的这种特征。
3、单元:热值的单元是:焦/千克,读做焦每千克,用符号J/kg。
如酒精的热值为:3.0×107J/kg,透露表现 1 kg酒精完全燃烧放出的热量是3.0×107J。
4、本色:燃料燃烧过程中,燃料储藏的化学能转化为内能。
5、热值是描述燃料性质的物理量,它反映的是1 XXX的某种燃料完全燃烧放出的热量。
热值的单位为J/kg。
难点剖析:对于热值的理解应抓住三个关键词语:1kg、某种燃料、完全燃烧。
(1)“1 kg”是指热值针对1 kg的燃料而言,如果不是1 kg的燃料,完全燃烧放出的热量值与热值不同。
(2)“某种燃料”是指热值与燃料的种类有关,确定了燃料才干确定热值,不同燃料的热值普通不同。
教案:人教版九年级全一册物理第十四章第1节热机一、教学内容本节课的教学内容来自于人教版九年级全一册物理第十四章第1节热机。
具体内容包括:1. 了解热机的概念和原理。
2. 掌握热机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
3. 理解热机的工作原理和能量转化过程。
4. 学习热机的效率及其计算方法。
二、教学目标1. 能够正确描述热机的概念和原理,掌握热机的四个冲程。
2. 能够理解热机的工作原理和能量转化过程,计算热机的效率。
3. 能够运用热机的相关知识解决实际问题,提高学生的实践能力。
三、教学难点与重点重点:热机的概念和原理,热机的四个冲程,热机的工作原理和能量转化过程,热机的效率计算。
难点:热机效率的计算方法,热机工作过程中的能量损失。
四、教具与学具准备教具:热机模型、PPT课件、黑板、粉笔。
学具:笔记本、尺子、计算器。
五、教学过程1. 实践情景引入:展示一辆汽车,提问学生汽车是如何工作的?引入本节课的主题热机。
2. 知识讲解:(1) 讲解热机的概念和原理,通过PPT课件展示热机的结构和工作过程。
(2) 讲解热机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程,并通过PPT课件和热机模型进行演示。
(3) 讲解热机的工作原理和能量转化过程,引导学生理解内能转化为机械能的过程。
(4) 讲解热机的效率及其计算方法,公式为:热机效率 = 做的功/ 燃料燃烧释放的热量。
3. 例题讲解:例题:一辆汽车的热机效率为30%,如果汽车每小时燃烧10升汽油,每小时可以做多少功?讲解:计算每小时汽油燃烧释放的热量,然后根据热机效率的公式计算汽车每小时可以做的功。
4. 随堂练习:练习题:一艘船的热机效率为40%,如果船每小时燃烧8千克柴油,每小时可以做多少功?六、板书设计板书内容:热机:概念:利用内能做功的机器。
原理:内能转化为机械能。
热机的四个冲程:吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程热机的工作原理:吸气冲程:气缸内气体的体积增大,温度升高。
人教版九年级物理全一册第十四章内能第一节节热机最新教案第十四章内能的利用第1节热机【教学目标】1、知识与技能●了解四冲程内燃机的基本构造和工作原理。
●知道四冲程内燃机的工作过程和能量转化情况。
●知道柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。
●了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。
2.过程与方法●通过演示实验使学生了解可以利用内能来做功。
●利用动画、图片或模型讲解四冲程内燃机的基本结构和工作过程。
●通过分析汽油机和柴油机的构造及工作过程的异同,学习分析和比较的研究方法。
3.情感态度与价值观●通过演示实验养成学生观察和分析问题的能力。
●通过阅读“科学世界” ,了解现代汽车的一些常识,扩展学生的知识面,养成学生的环保意识。
●了解这些内燃机在生产和生活中的应用,提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。
【教学重点】热机的工作原理和汽油机的工作过程【教学难点】汽油机和柴油机的异同点和能量转化【教学准备】教师准备:PPT课件、flash动画(汽油机和柴油机工作过程)、试管、水、橡皮塞、酒精灯、铁架台、火柴、四冲程汽油机模型(J2255型)和柴油机模型等。
学生每组准备:四冲程汽油机模型(J2255型)、四冲程柴油机模型【教学过程】教学过程教学内容教师活动学生活动一、创设情境,激趣导入【创设情境】同学们,汽车已经是我们现代生活中不可缺少的交通工具,18世纪第一辆汽车问世时,速度只有数千米每小时,而目前最快的汽车速度已经是声速的几倍,达到了1678千米每小时。
世界上第一辆汽车世界上最快的汽车你想知道汽车是如何获得这么大的机械能的吗?我们这节课要学习的知识——热机,将会揭开它神秘的面纱。
倾听讲述。
听讲,愉快地进入新课学习。
板书课题:§14.1热机(设计意图:设置问题悬念,让学生感受热机的威力,诱发学生强烈的探索欲望,由生活走向物理。
)二、探究过程:(一)热机1、热机的原理【演示实验】如图:在试管内装少许水,用一层红色塑料薄膜裹着棉花塞在试管中上部,利用点燃的酒精灯对封闭试管中的水加热一段时间,当水沸腾时,水蒸汽会慢慢推动塞子向试管口运动,让学生观察现象。
第 1 页2019-2019学年人教版九年级物理第十四章第一节热机一、单选题(共10题;共20分)1.如图表示四冲程内燃机工作时的示意图,一个工作循环的正确顺序为()A. 甲、乙、丙、丁B. 丁、丙、乙、甲C. 甲、丁、乙、丙D. 甲、丙、乙、丁2.下列说法中,错误的是()A. 在四冲程内燃机中,只有做功冲程对外做功B. 热机排出的废气、产生的噪声,都会污染环境C. 因为汽油的热值比柴油的高,所以汽油机的效率比柴油机高、对环境污染小D. 内燃机中是靠连杆和曲轴将活塞的往复运动变成曲轴的转动的3.(2019?上海)在四冲程汽油机工作过程中,将内能转化成机械能的冲程是()A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程4.四冲程内燃机工作时,把内能转化为机械能的是()A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程 D. 排气冲程5.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循环示意图,下列说法中正确的是()A. 甲冲程是把机械能转化为内能B. 乙冲程是把内能转化为机械能C. 丙冲程是把机械能转化为内能D. 丁冲程是把内能转化为机械能第 2 页 6.在四冲程汽油机工作过程中,将内能转化成机械能的冲程是()A. 吸气冲程B. 压缩冲程C. 做功冲程D. 排气冲程7.(2019?滨州)汽车已经成为现代生活不可缺少的一部分,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循环示意图,下列说法中不正确的是A. 甲冲程是把机械能转化为内能B. 乙冲程是排气冲程C. 丙冲程是把机械能转化为内能D. 丁冲程是吸气冲程8.如图所示是四冲程汽油机一个工作循环中的三个冲程,缺少的一个冲程的名称及顺序,下列判断正确的是()A. 吸气冲程,应在甲图之前B. 压缩冲程,应在甲、乙图之间C. 做功冲程,应在乙、丙图之间D. 排气冲程,应在丙图之后9.内燃机工作过程中,关于能量转化的下列说法中错误的是()A. 燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能B. 在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能C. 在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能D. 在压缩冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能10.内燃机在做功冲程,高温气体迅速膨胀做功后,气体的温度和内能变化的情况()第 3 页 A. 温度降低,内能减小 B.温度不变,内能不变C. 温度升高,内能增大D. 温度降低,内能增大二、多选题(共1题;共3分)11.关于热机,下列说法中正确的是()A. 热机性能好坏的重要标志之一是热机效率B. 在四冲程内燃机中减少废气带走的大量热量可以大大提高热机的效率C. 柴油机的效率比汽油机的高,这是因为柴油的热值比汽油的大D. 在压缩冲程中内燃机将机械能转化为内能三、填空题(共5题;共13分)12.热机是________ 的机械.内燃机的四个冲程中,________ 冲程把机械能转化为内能,________ 冲程把内能转化为机械能.13.在四冲程汽油机的一个工作循环中,________冲程是将内能转化为机械能.14.在汽油机工作的四个冲程中,将内能转化为机械能的是________ 冲程,将机械能转化为内能的是________ 冲程。
15.小清家的下水管堵了,他爸爸用固体疏通剂进行疏通,具体操作是先将适量的疏通剂倒入下水道,再缓慢加入清水,疏通剂与水发生化学反应造成高温高压气体.通过高温高压气体的膨胀将管道疏通.在疏通剂与水的化学反应过程中,能量的转化情况是________,高压气体疏通管道的过程相当于四冲程汽油机的________冲程;其四冲程汽油机飞轮的转速为2400r/min.则在1s内,汽油机完成了________个冲程,对外做功________次.16.如图为汽油机工作时四个冲程的示意图,其中B是________冲程,此冲程把________能转化为________能.四、综合题(共1题;共3分)第 4 页17.火箭中国科学技术馆新馆,中国古代传统技术展厅,陈列着反映中华民族灿烂文明成就的珍品,介绍四大发明及天文、陶瓷、建筑、青铜、冶铸、纺织、刺绣、中医中药、机械、手工艺等学科内容。
并陈列有古代的火箭、战船,天文学的浑仪、简仪,设计精巧的水磨、水车、指南针等。
中国人首先发明火箭这样一个事实已经被世界所公认。
宋朝的时候出现了很多烟花爆竹,这些爆竹也是喷气式的原始火箭。
明朝时期的毛元仪在他的著作里面就记载了30多种火箭的基本原理和结构,其中有飞火飞天、火龙出水等。
中国是从明朝开始发射火箭的,大明史嘉靖年间,万户进行最早的火箭升空试验(如图1所示),成为现代载人飞行先驱,现在月球和火星均有以其名字命名的环形山.现代火箭的飞行原理与万户的飞行试验原理基本相同。
现代火箭大多是利用喷气发动机升空的,喷气发动机将推进剂贮箱或运载工具内的反应物(推进剂)燃烧后变成高速气流,高速气流对火箭产生巨大的反作用力使火箭加速升空。
最常见的火箭燃烧的是固体或液体的化学推进剂。
推进剂燃烧产生热气,通过喷口向火箭后部喷出高速气流。
火箭自带燃料和氧化剂,而其他喷气发动机仅须携带燃料,燃料燃烧所须的氧取自空气中。
所以,火箭可以在地球大气层以外使用,而其他喷气发动机不能。
人类要在太空中走的更远,就需要不断提高火箭运行速度增大推力,科学家们为此做了大量的研究和反复的实验.提高火箭运行速度和增大推力的主要措施包括:减小火箭质量(例如三级火箭升空过程,燃料燃尽后逐级脱落,以减小火箭的质量)、增大喷出气流的速度、改善推进剂等。
火箭远离地球后,质量和重力影响不断下降,火箭速度也因此越来越快。
从1970年4月,长征一号火箭成功发射东方红1号卫星开始到现在,我国火箭研究与应用处于世界领先水平,火箭的稳定性和运载能力等各项性能都大大提高。
(1)火箭发射升空是将燃料燃烧时释放的内能转化为火箭的________ 能;(2)万户成功加速升空过程中,万户与他的座椅是________ 的(选填“运动”或“静止”);第 5 页(3)某科技活动小组利用可乐瓶等材料制作的水火箭如图2所示,小组同学为了探究影响水火箭飞行高度的众多因素,做了多项探究实验,其中包括:探究改变胶塞与可乐瓶的松紧程度对水火箭飞行高度的影响。
请你简要写出与他们目的相同的探究实验:________。
五、解答题(共1题;共5分)答案解析部分一、单选题1.【答案】C【解析】【解答】解:甲图中进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,是吸气冲程.乙图中两个气门都关闭,活塞向下运动,是做功冲程;丙图中进气门关闭,排气门打开,活塞向上运动,排气冲程;丁图中两个气门都关闭,活塞向上运动,是压缩冲程.故选C.【分析】解决此题要知道内燃机的四个冲程按照顺序有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;判断冲程可用口诀:“先看气门开关情,再看活塞上下行;开下吸气开上排,关上压缩关下功”;其中,气阀门都关闭谓之关,只有一个气阀门打开谓之开.2.【答案】C第 6 页【解析】【解答】解:A、内燃机的四个冲程中只有做功冲程对外做功,其它三个冲程都靠飞轮的惯性完成,故A正确;B、热机工作时会发出噪声,排气冲程把废气排出气缸,会对大气造成污染,故B正确;C、柴油机的效率比汽油机的高,故C错误;D、内燃机工作时用连杆和曲轴将活塞的往复运动变成曲轴的转动,故D正确.故选C.【分析】(1)内燃机的一个工作循环由四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;在四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其它三个冲程都靠飞轮的惯性完成;(2)热机工作时会发出噪声,排气冲程把废气排出气缸;(3)柴油机为压燃式,压缩的程度更高,气缸内温度更高,所以柴油机的效率比汽油机的高;3.【答案】C【解析】【解答】解:在做功冲程中,两个气门关闭,活塞下行带动曲轴转动做功,气体的内能转化为机械能;故选:C.【分析】汽油机的四个冲程中只两个冲程伴随能量的转化.压缩冲程中活塞向上运动,汽油和空气的混合物被压缩,内能增大,温度升高,活塞运动的动能转化为混合气体的内能;做功冲程中,火花塞冒出电火花,将混合气体点燃,混合气体剧烈燃烧,产生高温高压的燃气,推动活塞运动,燃气的内能转化为活塞运动的动能.内燃机属于热机,热机就是利用内能来工作的机械,将内能转化为机械能.内燃机中涉及到的能量转化是经常考查的知识点,需要引起注意.4.【答案】C【解析】【解答】解:内燃机的一个工作循环包括:吸气、压缩、做功、排气四个冲程.压缩冲程活塞向下运动,压缩燃料混合物做功,将机械能转化为内能;做功冲程是高温高压的燃气推动活塞做功,是将内能转化为机械能的过程,带动曲轴转动,对外提供动力.故选C.【分析】内燃机的一个工作循环有吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程四个冲程组成,将机械能转化为内能的是压缩冲程,将内能转化为机械能的是做功冲程;只有做功冲程对外输出功,其它三个冲程依靠飞轮惯性完成.5.【答案】A第 7 页【解析】【解答】解:热机的四个冲程,吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.甲图:气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,将机械能转化为了内能,故A正确;乙图:排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程,没有能量转化的过程,故B错误;丙图:气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,将内能转化为了机械能,故C错误;丁图:进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程,没有能量转化的过程,故D错误.故选A.【分析】热机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.压缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中内能转化为机械能.6.【答案】C【解析】【解答】解:在做功冲程中,两个气门关闭,活塞下行带动曲轴转动做功,气体的内能转化为机械能;故选:C.【分析】汽油机的四个冲程中只有两个冲程伴随有能量的转化.压缩冲程中活塞向上运动,汽油和空气的混合物被压缩,内能增大,温度升高,活塞运动的动能转化为混合气体的内能;做功冲程中,火花塞冒出电火花,将混合气体点燃,混合气体剧烈燃烧,产生高温高压的燃气,推动活塞运动,燃气的内能转化为活塞运动的动能.7.【答案】C【解析】【解答】解:热机的四个冲程,吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.甲图:气门都关闭,活塞向上运行,气缸容积减小,是压缩冲程,将机械能转化为了内能,A正确;乙图:排气门打开,活塞向上运动,气缸容积减小,是排气冲程,B正确;丙图:气门都关闭,活塞向下运行,气缸容积增大,是做功冲程,将内能转化为了机械能,C错误;丁图:进气门打开,活塞向下运行,气缸容积增大,是吸气冲程,D正确.故选C.【分析】热机的四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.压缩冲程中机械能转化为内能;做功冲程中内能转化为机械能.8.【答案】C【解析】【解答】解:甲图进气门打开、排气门都关闭,活塞由上向下运动,所以为吸气冲程;乙图中进气门、排气门都关闭,活塞由下向上运动,所以为压缩冲程;第 8 页丙图进气门关闭、排气门打开,活塞由下向上运动,所以为排气冲程;综上所述可以知道,在乙和丙之间补充做功冲程.故选C.【分析】汽油机的一个工作循环由如图所示的四个冲程组成:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程;根据曲轴的转动方向判断活塞的运行方向,再根据气门的关闭情况就可以确定是哪一个冲程;读出图中三个冲程的名称即可找出应补充冲程的名称.9.【答案】D【解析】【解答】解:A、燃料燃烧时将化学能转化为燃气的内能,说法正确;BD、在压缩冲程中将飞轮的机械能转化为燃气的内能,故B说法正确,D说法错误;C、在做功冲程中将燃气的内能转化为飞轮的机械能,说法正确。