人教版（2024）九年级全册（2024）第十四章 内能的利用第2节 热机教案配套课件ppt

这是一份人教版（2024）九年级全册（2024）第十四章 内能的利用第2节 热机教案配套课件ppt，共8页。PPT课件主要包含了导入新课，合作探究，探究点1热机，燃料的化学能，水的内能，塞子的机械能，实验现象，能量转化，交流讨论，机械能等内容，欢迎下载使用。
我们出行时使用的交通工具：汽车、火车、轮船、飞机……为什么能在交通运输方面大展神威呢？
演示：观察现象，讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。
橡胶塞冲出去，试管口出现“白雾”
如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住，加热使水沸腾，水蒸气会把胶塞冲开。
这个实验虽然简单，却展示了蒸汽机的工作原理，同学们交流讨论此实验中能量的转化过程，以此来分析出蒸汽机的工作过程。
世界上第一台蒸汽机是由古希腊数学家希罗于 1 世纪发明的汽转球，但它只不过是一个玩具而已。 　　瓦特在前人的启迪下，对蒸汽机作出一系列重大改进，在工业上得到广泛应用。他开辟了人类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。
视频：蒸汽机的运行原理
（2）工作时的能量转化
利用内能做功的机械叫热机。热机工作时将燃料的化学能转化成内能再转化成机械能。热机种类很多，有蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等，内燃机又分为汽油机和柴油机两大类。
内燃机的起源第一台实际使用过的内燃机，是1859年法国工程师勒努瓦制造的，这是一台煤气机，效率很低。1876年德国工程师奥托制成了按四冲程原理工作的煤气机，这是内燃机划时代的进步。后来，人们也把内燃机的四冲程循环称为“奥托循环”。1892年，德国工程师狄塞尔提
出了压缩点火式内燃机的设计原理，经过多次试验和改进，于1897年制成第一台压燃式内燃机，使用液体燃料，热效率比以前的内燃机都高。内燃机的发明，使热机的效率由蒸汽机的10%左右，提高到了40%左右。而且由于内燃机轻巧，适于用在交通工具上，对促进交通运输业的发展起了关键的作用。
汽油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。
(1)汽油机的构造：气缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴、火花塞等。(2)活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。
活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。
讨论四个冲程的具体工作情况，并完成表格。
吸入汽油和空气的混合物
压缩燃料混合物，使其内能增加、温度升高
压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功。
1. 在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？
2. 哪个冲程使汽车获得动力？
3. 哪个冲程排出了汽车的尾气？
压缩冲程将机械能转化为内能,做功冲程将内能转化为机械能。
做功冲程使汽车获得动力。
(1)汽油机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。(2)在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，燃气对外做功一次；在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。(3)在这四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。
走马灯的原理及制作方法原理： 在一个或方或圆的纸灯笼中，插一铁丝作立轴，轴上方装一叶轮，其轴中央装两根交叉细铁丝，在铁丝每一端黏上人、马之类的剪纸。当灯笼内灯烛点燃后，热气上升，形成气流，从而推动叶轮旋转，于是剪纸随轮轴转动，它们的影子投射到灯笼纸罩上。
方法/步骤： ①取一个普通的纸杯，在纸杯底部沿半径方向剪出8条缝。(八条缝不能贯通，按照顺时针方向，把每条缝隙和杯壁连接处的二分之一割断，从而形成八个角，把八个角向上折成45度)
②在纸杯侧面贴上四幅喜欢的动物的图案。如老虎、狮子、猴子等等(动物的头部朝着左边)
③用针线将纸杯吊在铅笔上，放在点燃的蜡烛上，走马灯就制作完成。
柴油在汽缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。
柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且四个冲程构成一个工作循环。
在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周,对外做功一次。
(1)观察柴油机的剖面图，分析比较汽油机与柴油机在构造上有哪些区别？(2)对照汽油机的工作过程，分析柴油机的工作过程。
相同点：（1）都是燃料在汽缸内燃烧。（2）都是将内能转化为机械的机器。（3）汽油机的火花塞与柴油机的喷油嘴的工作时刻都是压缩冲程末。（4）都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，一个工作循环曲轴和飞轮均转两圈，对外做功一次。（5）排气冲程排出废气的过程相同。（6）启动时都是靠外力使飞轮和曲轴转动起来。
汽油机与柴油机的区别：
吸入空气和汽油的混合物
柴油机的工作过程：①柴油机一个工作循环也包括四个冲程。②在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，燃气对外做功一次；在压缩冲程中，机械能转化为内能，在做功冲程中，内能转化为机械能。③在这四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的冲程是吸气、压缩和排气冲程。
吸气、压缩、做功、排气
1. 下图展示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。在这一过程中，不同形式的能量是如何转化的？这一能量转化过程与四冲程汽油机的哪个冲程相似？
点燃底部的蜡烛，化学能转化为内能和光能，热空气驱动扇叶转动，内能转化为机械能，扇叶带动纸片小人转动，扇叶的机械能转移到纸片上.热空气驱动扇叶转动的能量转化过程与四冲程汽油机的做功冲程相似。
2. 除了飞机、汽车、摩托车之外，你还知道哪些地方用到了热机？你列举的这些热机中哪些是内燃机？
解：除了飞机、汽车、摩托车外，还有轮船、拖拉机、收割机、推土机、压路机、坦克等都使用了热机，这些热机都是内燃机。火车可分为电力机车、内燃机车和蒸汽机车，其中内燃机车使用的是内燃机。
3. 在下图中，甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。请在图乙、丙、丁中，分别画出压缩、做功、排气冲程中活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。
4. 从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中（1）哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程？（2）哪个冲程存在着内能转化为机械能的过程？（3）哪个冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程？
解：（1）做功冲程；（2）做功冲程；（3）压缩冲程。
5. 某同学看到爸爸启动汽车时，转速表如图所示转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机，请根据图中信息计算此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的次数。