九年级物理全册 第14章 内能的利用 第1节 热机课件 （新版）新人教版(3).ppt

尖子生学案 人教版物理九年级上册 第十四章内能的利用 第1节热机 汽油机四个冲程的判断 规律方法 只有一个气门打开 两个气门都关闭 活塞向下 活塞向下 活塞向上 活塞向上 判断汽油机工作的四个冲程应抓住两点 一是气门的开与关 二是活塞的运动方向 如下表所示 宜昌中考 如图14 6所示的四个冲程不是按照热机正常工作的顺序排列的 你认为让汽车获得动力的冲程是 解析 汽油机的四个工作冲程是 吸气 压缩 做功和排气 区别它们的依据有活塞的运动方向 进气门和排气门的开闭情况 如活塞向下运动 进气门和排气门都关闭时 燃气推动活塞做功 是做功冲程 就是这个冲程让汽车获得动力 故正确答案为b b 例1 1 如图表示的是汽油机的冲程 在压缩冲程中 是通过方式增加气体内能的 提示 图中所示进气门和排气门都关闭 活塞向下运动 火花塞发出电火花 所以是做功冲程 在压缩冲程中 通过压缩气体做功的方式使气体内能增加 做功 做功 内燃机的一个工作循环要经历四个冲程 活塞往复运动两次 曲轴转动两周 对外做功一次 冲程 转速 做功间的关系 易错点 例2 一个单缸四冲程柴油机的飞轮转速为1800转 分 则此柴油机每秒钟内 a 完成30个工作循环 做功30次b 完成15个工作循环 做功15次c 完成30个工作循环 做功15次d 完成15个工作循环 做功30次 b 解析 对于四种程内燃机 一个工作循环包括四个冲程 四个冲程中 曲轴转动两周 只有做功冲程燃气对外做功 即存在这样一个关系式 一个工作循环 4个冲程 曲轴转动2转 做功1次 题目中飞轮转速为1800转 分 即30转 秒 根据上述关系可知 相当于每秒完成15个工作循环 做功15次 故正确答案为b 2 一台四冲程柴油机 它的转速是800r min 做功冲程推动活塞一次做功1500j 那么这台柴油机的功率为 a 10kwb 15kwc 20kwd 120kw 提示 柴油机的飞轮每转2周 做功一次 而该柴油机的转速是800r min 即1分钟内转800r 做功400次 故这台柴油机的功率 a 实际应用题 当手扶拖拉机的柴油机出现故障而使转速急剧增加 正常操作已经不能使它停转 这种故障叫 飞车 时 下列应急措施中可行的是 a 捂住进气口b 立即找一个隔热的东西捂住排气口c 脚踏刹车板 同时手拉制动器d 让它空转 等油全部耗完自动停下 解析 柴油机是把内能转化为机械能的机器 转速急剧增加 说明内能转化为机械能增多以致失去控制 正常操作已不能使它停转 说明关闭油门 刹车等措施都已失灵 要使拖拉机停转 必须阻止内能转化为机械能 若无内能来源 拖拉机即可停转 而内能是由柴油燃烧转化而来的 只要没有空气吸入汽缸 就能阻止柴油燃烧 故正确答案为a a 例1 解题归纳 本题很容易误选d项 事实上让内燃机空转 等油全部耗完自动停下不但等候时间过长 浪费燃油 更易使内燃机部件因不能正常工作而损坏 而且紧急情况下可能会发生事故 故不可取 实际应用题 科学家发明了一款单缸六冲程内燃机 它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同 在第四冲程结束后 立刻向汽缸内喷水 水在高温汽缸内迅速汽化成高温 高压的水蒸气 推动活塞再次做功 水蒸气温度 填 升高 降低 或 不变 其内能 填 增大 减小 或 不变 这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能 提高了热机的效率 为进入下一个工作循环 这款内燃机的第六冲程应是冲程 解析 在第四冲程结束后 立即向汽缸内喷水 水在高温汽缸内迅速汽化成高温 高压水蒸气 推动活塞再次做功 水蒸气温度降低 内能减小 这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能 提高了热机的效率 为进入下一个工作循环 这款内燃机的第六冲程是排气冲程 例2 降低 减小 排气 学科综合题 如图14 7所示是四冲程汽油机工作示意图 其中压缩冲程是把能转化为能 如图14 8甲 乙所示是我们课堂演示的两个实验 与压缩冲程原理相同的是实验 机械 例3 解析 压缩冲程是把机械能转化为内能的过程 甲图是用力将活塞压下 活塞对空气做功 空气的内能增大 温度升高 达到了棉花的着火点 棉花就会燃烧 是通过对物体做功来增大物体内能的 即是将机械能转化为内能的过程 乙图对试管中的水加热 加快水的蒸发 使试管中水的内能增大 体积膨胀 对外做功 使塞子飞出去 内能转化为塞子的机械能 因此与压缩冲程原理相同的是甲实验 14 7 甲14 8乙 内 甲 探索创新题 如图14 9所示是某种内燃机某一冲程的示意图 由图可知 1 这种内燃机是机 2 它表示的是冲程 3 在这个冲程中能转化为能 4 完成这一冲程 曲轴和飞轮转转 5 仔细观察其铭牌 可见1800r min字样 则它正常工作时1s对外做功次 图14 9 解析 根据汽缸顶部是喷油嘴可判断它是柴油机 根据两个气阀都关闭且活塞向上处于压缩冲程 此冲程内活塞压缩汽缸内气体 使缸内气体内能增大 温度升高 其能量转化是机械能转化为内能 每完成一个冲程 曲轴与飞轮只转半转 由于1800r min 30r s 即曲轴与飞轮每秒转30转 再根据转数是做功次数的2倍可知每秒钟做功15次 柴油 压缩 例4 机械 半 15 内 阅读材料题 2015 赤峰中考 阅读短文 回答问题 从火车到火箭生产的发展需要强大的动力 17世纪 人类发明了热机 最早的热机是蒸汽机 在锅炉里把水烧成水蒸气 水蒸气在汽缸里推动活塞做功 原始的蒸汽机不便于使用 交通运输的发展迫切需要轻便的热机 于是 内燃机应运而生 内燃机分为汽油机 柴油机两大类 汽油机是1876年发明的 柴油机是1892年发明的 内燃机行驶时不需要携带很多的水和煤 不但轻便 效率也提高了 早期的飞机是由内燃机提供动力的 从上世纪40年代开始 飞机上越来越多的使用喷气发动机 它向后高速喷出气体 从而获得前进的动力 在功率相同时 喷气发动机比内燃机更轻便 例5 解析 1 在功率相同时 蒸汽机最重 内燃机次之 喷气发动机最轻 因此蒸汽机 内燃机 喷气发动机的重力依次减小 2 汽油机与柴油机的构造不同 汽油机的顶部为火花塞 柴油机的顶部为喷油嘴 3 汽油机工作过程中燃料的化学能先转化为内能 内能再转化为机械能 根据材料内容 回答下列问题 1 在功率相同时 蒸汽机 内燃机 喷气发动机的重力依次 填 增大 或 减小 2 在结构上汽油机的顶部是火花塞 柴油机的顶部是 3 汽油机工作过程中燃料的化学能先转化为内能 内能再转化为 减小 喷油嘴 机械能 实验探究题 如图14 10所示 取一只透明胶卷盒 底部钻一小孔 刚好能将电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中 打开塑料盒盖 向盒中滴入数滴酒精 再将盒盖盖紧 然后按动电火花发生器的按钮 1 实验中 你将观察到的现象是 2 影响实验成败的原因可能有许多 请你写出其中的一个 3 在此过程中 酒精燃烧后的燃气对外做功 燃气的能减少 转化为能 4 根据这个原理 可以制造出的机器是 图14 10 解析 1 电子式火花发生器点火后 观察到的现象是酒精燃烧产生的内能会使塑料盒盖飞出去 2 塑料盒盖盖得太紧或酒精太少等会影响实验的成败 3 酒精燃烧后产生的内能对外做功 燃气的内能减少 内能转化为机械能 4 根据燃料燃烧产生的内能做功这个原理 可以制造出的机器是热机 例6 塑料盒盖飞出去 塑料盒盖盖得太紧或酒精太少等 内 机械 热机 有一台四缸发动机 其主要技术指标如下表 其中排量等于四个汽缸工作容积的总和 汽缸工作容积指活塞从上止点到下止点所扫过的容积 又称单缸排量 它取决于活塞的面积和活塞上下运动的距离 即冲程长 转速表示每分钟曲轴或飞轮所转的周数 例7 推理题 2 在每个做功冲程里 发动机做功w j 1 该发动机在1s内做的功为j 1s内共有个做功冲程 单缸排量v l 解析 1 发动机在1s内做功 w pt 120 103w 1s 1 2 105j 因为转速为6000r min 四冲程内燃机每个工作循环曲轴转两周 做功一次 所以1s内做功50次 四缸总排量为2 0l 则单缸