第十四章 内能与热机 第三节 热机 2025-2026学年沪科版物理九年级上学期

九年级全│HK

第十四章内能与热机第三节热机物理观念通过实验，知道热机的概念，初步了解热机的工作原理.了解汽油机和柴油机的构造和工作过程.科学思维通过对实验现象的观察、分析，了解热机的工作原理，结合热机模型了解工作过程，进行比较和分类，发展科学思维能力.科学探究通过实验，养成观察的习惯，强化证据意识.科学态度与责任通过对汽油机的结构以及工作过程的学习，感受物理对社会发展的影响.了解我国古代民间工艺制品，并动手实践，感受我国古代劳动人民的智慧.了解我国现代火箭技术的发展，增强民族自豪感.重难点：了解四冲程汽油机的基本工作原理.素养目标：跑车在公路上行驶飞机空中飞行轮船航行火车在行驶列车风驰电掣，舰船劈波斩浪，飞机凌空穿云.它们是如何获得机械能的呢？思考车、船和飞机能大展神威，是因为有了发动机.课前导入：发动机热机其他蒸汽机喷气发动机内燃机汽油机柴油机将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的发动机燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机

汽油机与柴油机是怎样工作的呢?思考把其他能量转化为机械能的机器

其他其他橡胶塞酒精蒸气和空气的混合气体电火花一、汽油机迷

你

实

验

室

在圆筒内加入适量酒精，用橡胶塞塞紧筒口，筒内形成酒精蒸气和空气的混合气体.用电火花点火，观察现象.注意操作安全混合气体燃烧产生高温高压的燃气对纸杯(橡皮塞)做功，将燃气的内能转变为纸杯(橡皮塞)的机械能.分析：汽油机的能量转化与上述实验类似，只是用的燃料是汽油.燃气内能的转化点击播放视频现象：纸杯(橡皮塞)跳出注：用纸杯代替橡胶塞，用易拉罐代替圆筒四冲程汽油机构造剖面图汽油机剖面图汽油机的结构汽油在气缸内燃烧时，产生高温高压燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能，活塞移动带动曲轴转动.汽油机的工作原理点击播放视频汽油机的燃料是汽油.汽油机工作时，活塞在气缸内做一次单向运动叫做一个冲程(或行程).汽油机工作原理示意图：汽油机一个工作循环有四个冲程：吸气冲程→压缩冲程→做功冲程→排气冲程吸气冲程压缩冲程排气冲程做功冲程1.进气阀、排气阀是什么状态？2.活塞向哪个方向运动？3.吸进的是什么物质？进气门打开，排气门关闭.向下运动.汽油和空气的混合物.吸气冲程1.进气阀、排气阀是什么状态？2.活塞向哪个方向运动？3.发生了什么能量转化？

4.此冲程有何作用？缸内混合气体被压缩.进气阀关闭，排气阀关闭.活塞向上运动.机械能转化为内能.压缩冲程1.进气阀、排气阀是什么状态？2.活塞向哪个方向运动？3.发生了什么能量转化？

4.此冲程有何作用？气缸顶部的火花塞发出电火花，缸内气体爆发性燃烧，高温高压气体迅速膨胀，使活塞向下运动.进气阀关闭，排气阀关闭.活塞向下运动.内能转化为机械能.做功冲程将燃烧后的废气排出缸外.1.进气阀、排气阀是什么状态？2.活塞向哪个方向运动？3.此冲程有何作用？进气阀关闭，排气阀打开.活塞向上运动.排气冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程汽油机工作过程空气和汽油获得动力排

出尾

气一个工作循环机械能转化为内能内能转化为机械能一个工作循环，活塞往复运动两次，曲轴转动两圈，对外做功一次.思考与交流1.在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？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？压缩冲程把机械能转化为内能；做功冲程把内能转化为机械能.排气冲程.

做功冲程使汽车获得动力，其余三个冲程依靠飞轮的惯性来完成.四冲程汽油机的工作过程冲程示意图工作冲程进气阀排气阀火花塞活塞运动方向吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程打开关闭关闭关闭关闭关闭关闭打开未点火未点火未点火点火向下向上向下向上要点梳理冲程示意图工作冲程吸气冲程压缩冲程做功冲程排气冲程能量的转化//工作循环一个工作循环，活塞往复运动______，曲轴转动_____，对外做功______.机械能→内能内能→机械能两次两圈一次汽油机在工作时只有做功冲程使机车获得动力，其他三个冲程均为辅助冲程，依靠曲轴惯性完成.例

一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速为1200r/min，如图所示是四冲程汽油机处于某冲程的示意图，下列说法正确的是(

)A.该冲程为压缩冲程B.该冲程为做功冲程C.该冲程把机械能转化为内能D.该汽油机每秒对外做功20次B两气阀均关闭，活塞向下运动，火花塞点火，该冲程为做功冲程×√做功冲程：内能→机械能×一个工作循环，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次.所以汽油机每秒对外做功10次×1s内飞轮转动20r柴油机的燃料是柴油，它与汽油机在结构上的主要不同是气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴.二、柴油机点击播放视频柴油机的结构图排气门喷油嘴进气门气缸活塞连杆曲轴请参考下图分析，讨论每个图各表示哪个冲程，描述柴油机的工作过程.(a)(b)(c)(d)四冲程柴油机也是吸气、压缩、做功、排气四个冲程不断循环，从而保证连续工作.物理聊吧吸气冲程1.进气阀、排气阀是什么状态？2.活塞向哪个方向运动？3.吸进的是什么物质？进气门打开，排气门关闭.向下运动.空气.柴油机工作过程(a)(b)(c)(d)物理聊吧不同点1(a)(b)(c)(d)1.进气阀、排气阀是什么状态？2.活塞向哪个方向运动？3.发生了什么能量转化？

4.此冲程有何作用？缸内气体被压缩.但压缩程度比汽油机更大，因此，其缸内气体温度更高，压强更大.进气阀关闭，排气阀关闭.活塞向上运动.机械能转化为内能.压缩冲程物理聊吧不同点2柴油机工作过程1.进气阀、排气阀是什么状态？2.活塞向哪个方向运动？3.发生了什么能量转化？

4.该冲程如何点火？压缩冲程末，气缸顶部的喷油嘴喷出雾状柴油进行压燃式点火.进气阀关闭，排气阀关闭.活塞向下运动.内能转化为机械能.做功冲程物理聊吧(a)(b)(c)(d)不同点3柴油机工作过程将燃烧后的废气排出缸外.1.进气阀、排气阀是什么状态？2.活塞向哪个方向运动？3.此冲程有何作用？进气阀关闭，排气阀打开.活塞向上运动.排气冲程(a)(b)(c)(d)柴油机工作过程物理聊吧应用汽油机：大多用在小汽车、

飞机等交通工具上；柴油机：输出功率更大，但相对比较笨重.

多用于载重汽车、火车、轮船、

拖拉机等.汽油机与柴油机对比汽油机柴油机相同点不同点燃料构造吸气冲程(吸入气体)压缩冲程做功冲程(点火方式)优缺点应用气缸顶部是火花塞气缸顶部是喷油嘴汽油和空气的混合物空气气体被压缩程度较小气体被压缩程度较大点燃式压燃式轻巧、输出功率相对较小相对较笨重、输出功率更大汽油柴油都是内燃机，都有四个冲程小汽车、飞机等载重汽车、火车、轮船、拖拉机等要点梳理内燃机的优点内燃机具有运转速度快、质量轻、功率大的特点.内燃机的发展自内燃机问世100多年来，经过不断地改进与发展，其应用范围越来越广，极大地改善了陆地、海洋，乃至空中的交通运输方式.内燃机的缺点

内燃机工作时要排出尾气(废气)，尾气由于具有较高的温度，并携带一些有毒、有害物质，因此，会污染环境.人们正在设法减小尾气引起的污染，如使用无铅汽油等.学科综合调研并制作神奇“走马灯”走马灯是节日常见的一种灯饰，是我国具有悠久历史的民间工艺制品.下面通过制作简易的走马灯，了解其工作原理.灯内蜡烛燃烧产生的热气流推动轮轴转动.原理：点击播放视频点击播放视频首先查阅资料了解走马灯历史及制作过程，然后结合热传递、力与运动、工程技术、美术等有关的知识，设计并制作一个简易的走马灯.展示你的走马灯作品，与同学分享制作经验，交流并评价作品的工艺水平和艺术性.科学书屋请自主阅读课本P48对应内容，回答下列问题：1.古代火箭是怎样工作的？2.现代火箭发动机是怎样工作的？3.火箭发动机应用在哪些领域？火箭发动机点燃火药筒中火药，产生高温高压燃气向后喷出，推动火药筒和箭身向前飞行.液体火箭发动机内部的燃料和氧化剂燃烧后产生的高温高压气体高速喷出，由此推动火箭前进.火箭发动机主要用于发射人造卫星、洲际导弹和进行宇宙航行等.例

关于热机，下列说法中正确的是

()A.汽油机顶部有喷油嘴，柴油机顶部有火花塞B.柴油机在吸气冲程中，将柴油和空气的混合气吸入汽缸C.汽油机和柴油机除了做功冲程外，其他三个冲程都是依靠曲轴的惯性

完成的D.柴油机的压缩冲程，活塞对气体做功，内能转化成机械能C汽油机——火花塞，柴油机——喷油嘴×只吸入空气×活塞向上运动，对气缸中的气体做功，活塞的机械能→气体的内能×√热机热机柴油机主要结构：由气缸、______、进气道、进气阀、排气道、排气阀、

_____、连杆和曲轴组成.定义：把燃料燃烧时释放的___能转化为____能的发动机.汽油机常见的热机：蒸汽机、喷气发动机、______等.工作过程：吸气冲程→_____冲程→_____冲程→排气冲程.主要结构：与汽油机大致相同，所不同的是柴油机气缸顶部无

_______，而是_______.工作过程：与汽油机大致相同，也是由____、压缩、____、排

气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，

曲轴转动____周，对外做功____次.机械内燃机热机内燃机定义：燃料直接在发动机____内燃烧产生动力的热机.做功压缩喷油嘴做功吸气两一气缸最常见的内燃机：_______和_______.柴油机火花塞活塞内火花塞_____能转化为___能机械内___能转化为____能内机械发动机：把其他能量转化为_______的机器机械能汽油机课堂总结：1.(教材P49作业第1题改编)如图所示，试管里盛有适量的水，加热试管使水沸腾，试管口冒出的“白气”推动管口处的小风车转动.选择下列说法中正确的是()A.水在沸腾过程中，不断吸收热量，温度升高B.实验过程中通过做功使试管内水的内能增大C.试管口冒出的“白气”是水汽化形成的水蒸气D.“白气”使小风车转动的过程相当于汽油机的做功冲程不变×热传递×水蒸气液化形成的小水滴×内能→机械能，做功冲程√D课堂练习：2.[中考新考法·古代科技]古代的人们曾发明了一种活塞式点火器，如图所示，以牛角作套筒，木质推杆前端粘附艾绒，取火时，一手握住套筒，另一手猛推推杆，艾绒即燃，这是通过________的方式改变物体的内能，其能量转化与四冲程汽油机的______冲程相同．对筒内的气体做功，气体的内能增大，温度升高做功机械能→内能压缩牛角艾绒推杆3.汽车仪表盘上有一个仪表叫“转速表”，用来表明汽车发动机的转速.如图所示，此时指针指在大约1.2的位置，配以仪表盘上的“×1000r/min”，表示此时发动机转速为_______转每分钟.如果汽车用的是四冲程汽油机，此时汽车发动机的一个缸内，每秒钟燃气推动活塞做功______次.101200一个工作循环中，完成4个冲程，并对外做功1次，曲轴和飞轮转2圈此时汽车发动机的转速为1.2×