23机械能和内能的相互转化（第4课时）.doc

木渎实验中学九上讲学稿第十二章 课型：新授 主备：金晓东 审核：杨志勇 No.WL3A-23四、机械能与内能的相互转化（第4课时）-热机学习目标1、通过观察、分析内能转化为机械能的实例，知道热机的工作原理；2、借助模型或挂图等媒体，了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程；3、通过阅读“热机的发展历程”，了解内能的利用在人类社会发展史上的重要意义；课前复习1、做功能改变物体的内能。 对物体做功时， 能转化为 能，物体内能 。 物体对外做功时，能转化为能，物体内能 。2、热传递也可以改变物体的内能高温物体热量，内能，温度 。低温物体热量，内能，温度 。3、做功：实质上是。 热传递：实质上是做功和热传递在是等效的。4、在演示点火爆炸活动此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的 能减少，转化为 能。根据这个原理，可以制造出一种将 能转化为 能的机器。课堂学习1.课题引入： 通过所示的实验,引导学生思考分析它所包含的物理过程:酒精燃烧放出热量( 转化为 ),通过 将一部分 转移给水,水的内能 使其温度逐渐升高直至沸腾,产生大量水蒸汽，水蒸气越来越多,对软木塞的压力越来越大，最后将软木塞推出试管口，这就是水蒸气膨胀对软木塞 。在做这一演示实验时应注意：软木塞不要塞的太紧，免得试管炸裂伤人。这个实验虽然简单，它却能启发学生：可以利用内能来做功。热机就是把内能转化为机械能的装置。2热机汽车是学生常见的交通工具，汽车的动力来自于热机，热机的主要特点是：燃料直接在汽缸内燃烧，因而省掉了笨重的锅炉。右图是汽油机汽缸内部构造的剖面图，请写出图中各部件的名称。A_B_C_D_E_F._G_3了解热机的原理内燃机的一个工作循环等于飞轮转两圈，也等于四个冲程。所谓四个冲程指：1、吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞由上端向下运动，汽油和空气组成的燃料混合物从进气门吸取汽缸。2、压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高。3、做功冲程：在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气，高温高压燃气推动活塞向下运动，并通过连杆带动曲轴转动。（内能机械能）4、排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出汽缸。阅读：P49 生活物理社会，了解人们是如何提高热机的效率的？4热机效率：我们把用来做有功的那种部分能量和燃料完全燃烧后放出的能量之比，叫做热机效率。提高热机效率的方法：（1）、保证良好的润滑，减少因克服摩擦所消耗的能量。（2）、设法利用废气能量，是提高燃料利用率的重要措施。例、热机甲的效率比热机乙的效率大，这句话的意思是 （ ） A甲的功率比乙的功率大 B甲在单位时间内烧的燃料比乙少 C甲比乙能做更多的功D甲对燃料燃烧释放的内能的利用率比乙高例题解析1.某台四冲程汽油机一分钟内飞轮转动了600圈，那么在1 s内活塞完成了_ 个工作循环，完成 个冲程，燃气对活塞做了_次功。2.使用气雾杀虫剂向空间喷洒数秒钟，如图所示下列说法正确的是 ( ) A罐内压缩气体膨胀做功，内能减少，温度下降，罐体变得很凉B罐内压缩气体膨胀做功，内能增加，温度上升，罐体变得很热C.压缩顶部按钮，对其做功，内能增加，温度上升，罐体变得很热D.压缩顶部按钮，对其做功，内能减少，温度下降，罐体变得很凉 精析: 气体膨胀对外做功，内能减少，温度下降，罐体变得很凉日常生活中类似的事例很多，如自行车气嘴突然脱落，气体喷出，气嘴变凉因此，在平时的学习中要注意观察生活的现象，并试着加以解释，养成学以致用的好习惯，这是学好物理的重要一环，本题选A.3. 用活塞式打气筒给自行车胎打气的过程中，气筒的筒壁通常会发热。筒壁发热的原因是 做功和 做功。请设计实验证明究竟哪个是主要的发热原因 。精析：活塞克服与筒壁间的摩擦力做功和对封闭的空气做功，都是机械能转化为内能，使筒壁发热，究竟哪个是筒壁主要的发热原因就要设计两个独立实验加以探究，具体答案为：活塞对筒壁做功 活塞压缩空气做功 实验：用温度计测出气筒温度后，在相同环境（室内）中用同一个打气筒先给轮胎以较慢速度打10次气，用温度计测出筒壁温度，冷却后测出气筒温度后，将出气孔放在地上以相同速度打10次气，测出筒壁温度，根据温度差的大小判断哪个做功是主要因素。4.（09泰安）泰安五岳专用汽车有限公司是一家大型的特种专用汽车生产基地。该厂某型号专用车在车型测试中，在一段平直的公路上匀速行驶5.6km，受到的阻力是3.0103N，消耗燃油1.5103m3（假设燃油完全燃烧）。若燃油的密度0.8103kg/m3，热值q4107J/kg，求：（1）专用车牵引力所做的功。（2）已知热机效率（式中W为热机在某段时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的燃油完全燃烧所产生的热量），则该专用车的热机效率是多少？解：（1）因为专用车匀速行驶，所以牵引力F N牵引力做的功W J （2）消耗燃油的质量：m kg 燃油完全燃烧所产生的热量： Q放 J 热机效率 课后阅读：P55信息库柴油机，了解汽油机和柴油机结构和工作过程有什么异同点？【当堂反馈】1、热机是利用燃料燃烧获得的 能转化为 的机器。内燃机的工作过程由_、_、_和_四个冲程形成一个工作循环，每个工作循环活塞往返_，飞轮转动_，对外做功_，在汽油机工作的4个冲程中，只有_冲程是燃气对活塞做功，内能转化为机械能；其于三个冲程都是靠消耗飞轮的_能，依靠飞轮的_来完成的。在 冲程中，机械能转化成内能。2、如图1所示，是一种用 做燃料的内燃机，也就是 机。这是因为它的汽缸顶部有一个 。这个装置在 冲程末， 冲程初产生 ，使汽缸内的燃料燃烧起来。3、如图2是汽油机的 冲程，在此冲程中，气缸中的气体体积 ，压强 。（填“变 大”、“变小”或“不变”）4、一台四冲程内燃机飞轮转速为1800 radmin，它1 s完成了 ( )A30个冲程，做了30次功 B60个冲程，做了60次功C120个冲程，做了30次功 D60个冲程，做了15次功5、汽油机的一个工作循环是由四个冲程组成的，下图中表示做功冲程的是（ ）6、（09山东平原县）关于热机，下列说法错误的是 （ ）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【课后巩固】 班级_姓名_1、在汽油机的压缩冲程中，汽缸内气体温度升高，这是通过 _ 的方式使气缸内气体内能发生改变；把饮料放进冰箱，饮料温度降低，这是通过 _ 的方式使饮料的内能发生改变。2、热机的工作过程：四冲程汽油机的一个工作循环由 、 、 、 四个冲程组成，曲轴旋转 圈，活塞往复 次，对外做功 次。其中压缩冲程是将 能转化为 能；做功冲程中是将 能转化为 能，如飞轮转速为3000r/min,则汽油机半分钟完成 个冲程,做功 次.3、常见汽车的动力机械是热机。从能量转化的角度来看，热机是把内能转化为 能的机器。热机的效率较低，它在工作过程中，能量大部分以 能的形式耗散掉。4、如图所示，用酒精灯加热试管中的水，当水沸腾一段时间以后，塞子被试管内水蒸气推出，水蒸气的 能转化为塞子的机械能。图 中汽油机的工作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的。5、（09成都）下列过程中，将内能转化为机械能的是 （ ）A汽油机的压缩冲程 B水蒸气顶起水壶盖的过程C小孩沿滑梯下滑的过程 D流星在大气层中穿行的过程6、关于四冲程汽油机的工作过程有以下几种说法：在压缩冲程中，是机械能转化为内能 在做功冲程中，是内能转化为机械能 只有做功冲程是燃气对外做功 汽油机吸气冲程吸入的是空气和汽油混合物 。以上说法中正确的是 ( ) A只有 B只有 C只有 D只有 7、下面是汽油机工作的四个冲程，其中将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8、在柴油机的压缩冲程中，气体的温度和内能的变化情况是（ ）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9、（09福建莆田市）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10、（09威海）“神舟七号”载人飞船完成各项任务后，在返回的过程中，返回舱进入大气层将通过一段黑障区，这一段时间飞船将“烧成”一个大火球，而飞船内的宇航员和设备则安然无恙，下列说法正确的是： （ ）A飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦内能转化为机械能B飞船“燃烧”是由于高速运动的飞船与大气层摩擦机械能转化为内能C飞船“燃烧”是航天员为了消除太空细菌采取的高温消毒措施D飞船外壳上的烧蚀层先熔化后汽化，从而放出了大量的热保护了飞船11、在下图中，表示内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为 ( )A甲、乙、丙、丁 B丁、丙、乙、甲 C甲、丙、乙、丁 D甲、丁、乙、丙12、单缸四冲程汽油机工作时，有些冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成，只有一个冲程是不用靠飞轮的惯性来完成的，这个冲程是 ( ) A压缩冲程 B做功冲程 C吸气冲程 D排气冲程13、有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果。在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断中正确的是 （ ）A尾气的温度越高，柴