14.3 热机 课件 2025-2026学年物理沪科版九年级全一册

你会爆发出惊人的力量！车流在城市中蜿蜒穿行，货轮在茫茫大海中航行，飞机在蓝天中翱翔，火箭刺破苍穹…热机，改变了我们的生活，推动了社会的进步。为在路面上行驶的燃油车源源不断提供动力的，是一种叫作热机的装置。3.热机

在锥形瓶内装些水，用带小孔的胶塞塞住瓶口，在小孔上方放一个用纸做成的小叶轮。加热锥形瓶使水沸腾，细心观察，会发生什么现象?叶轮转动起来燃料的化学能水的内能叶轮的机械能燃烧做功燃料燃烧的化学能转化内能，传递给水，水沸腾变成水蒸气，水蒸气推动叶轮转动，说明内能转化成了叶轮的机械能。利用内能来做功探究新知一利用内能来做功热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置观察：探究新知一利用内能来做功

蒸汽机是最早应用于工业生产的热机。利用蒸汽做功，可追溯到古希腊时期。但直到1769年，瓦特(JamesWatt，1736-1819)改进、完善了蒸汽机，才使蒸汽机广泛成为带动其他机器运转的动力装置。瓦特改进的蒸汽机具有划时代的意义，这也成为了第一次工业革命的标志。后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”。锅炉气缸早期的蒸汽机汽车，车身笨重，效率很低。探究新知一利用内能来做功定义通过燃料燃烧获取①内能并转化为②机械能的装置特点把燃料燃烧时放出的内能转化为机械能，从而对外③做功能量转化过程燃料的④化学能定义通过燃料燃烧获取①内能并转化为②机械能的装置（2025・江苏无锡滨湖区期末・15题・3分）如图所示，在试管里装入一些水，用软木塞塞住试管口，将试管放在酒精灯上加热使水沸腾，水蒸气会把软木塞冲开。在这一过程中，水蒸气膨胀对软木塞__________，水蒸气的一部分__________能转化为软木塞的__________能，利用这一原理，可以制成热机。做功内机械【变式训练1】（2025・河北石家庄长安区期末・12题・2分）如图所示的实验中，试管内的水沸腾后，能使小叶轮旋转动起来。在这个实验中，燃料的化学能转化为_________并传给水，水沸腾形成的水蒸气驱动叶轮转动起来，这个实验体现了_________的原理。内能热机内能的主要利用：一是利用内能来直接加热物体二是利用内能来做功直接加热物体做功【实验】内能转化为机械能如图所示，在透明塑料盒上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔中，打开盒盖，在盒中滴入几滴酒精，再将盒盖盖好，然后按下火花发生器的按钮，观察发生的现象。酒精在注射筒内燃烧，活塞被弹出酒精燃烧的化学能转化内能，推动活塞将活塞弹出，即内能转化为活塞的机械能。内能转化为机械能探究新知二内燃机蒸汽机的燃料在汽缸外燃烧，随着应用的不断深入，人们发现这一模式存在诸多缺陷。于是工程师们着手设计新的热机。探究新知二内燃机应用最广泛的一种热机是活塞式内燃机。汽油、柴油等燃料与空气混合，如果遇到火花，就会发生燃烧。在活塞式内燃机里，这样的燃烧是在汽缸内进行的。汽缸内的每次燃烧，都会生成高温高压的燃气，推动活塞做功，而活塞通过连杆、曲轴与飞轮相连，从而使活塞的移动带动飞轮转动，如图2-1-6所示。内燃机汽缸内进行的一系列有规律的燃烧，能使飞轮持续转动。生活中，常见的活塞式内燃机有汽油机和柴油机。汽油机柴油机定义燃料在汽缸里燃烧，产生的燃气直接推动活塞①做功的热机分类根据使用燃料的不同，分为②汽油机和③柴油机2024・上海徐汇区期末・17题・2分）如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电子式火花发生器的放电针管紧紧地塞进孔中。打开盒盖，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，会观察到盒盖被弹开。根据这个原理，可以制造出一种将_________能转化为________能的内燃机。内机械【变式训练2】（2025・广东佛山南海区期末・16题・2分）内燃机是燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压的燃气，燃气对活塞______________，将内能转化为______________能。做功机械探究新知三汽油机的工作过程利用汽油在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气（化学能转化为内能），燃气推动活塞做功（内能转化为机械能）。2.汽油机的构造由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。汽油机：3.汽油机的工作过程①冲程：活塞在往复运动中从汽缸一端运动到另一端叫做一个冲程。②多数汽油机是由吸气、压缩、燃烧—膨胀做功（简称做功）、排气四个冲程不断循环来保证连续工作。该四个冲程称为发动机的一个工作循环。要使汽油机连续工作，活塞必须在推动曲轴后回到原来的位置，以便再次推动曲轴，这就要求活塞能在汽缸里做往复运动。1.工作原理探究新知三汽油机的工作过程进气门

；排气门

；1.吸气冲程活塞运动方向：

；进气门

；排气门

；打开关闭向下吸入：

。2.压缩冲程压强

，温度

。活塞运动方向：

；关闭关闭增大向上升高汽油和空气的混合物能量转化：

能

能内机械同学们先自行阅读P25曲轴转动：

圈。半曲轴转动：

圈。半观察：汽油机工作的四个冲程

汽缸容积增大，外界空气在大气压的作用下进入汽缸。探究新知三汽油机的工作过程进气门

；排气门

；3.做功冲程压强

，温度

。活塞运动方向：

；关闭关闭减小向下降低能量转化：

能

能内机械4.排气冲程活塞运动方向：

；进气门

；排气门

；关闭打开排出：

。废气曲轴转动：

圈。半曲轴转动：

圈。半向上汽油机一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成。1个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次。只有做功冲程燃气推动活塞做功，其他三个冲程靠飞轮转动的动能来完成。探究新知三汽油机的工作过程以一个工作循环为单位：（3）只有做功冲程组成靠燃气推动活塞做功，其他三个冲程靠飞轮

完成。（1）一个工作循环由

、

、

、

四个冲程组成。（2）每一个工作循环活塞往复运动

次，曲轴转动

周，对外做功

次。吸气压缩做功排气221惯性在实际应用中，为了增大功率和减小震动，常把四个或更多的汽缸组合在一起，它们的做功冲程是轮流进行的。汽车配备的四缸发动机，是汽车里构造最为精密、复杂的部件！探究新知三汽油机的工作过程柴油机柴油机是以柴油作燃料的内燃机。构造跟汽油机相似，主要区别是柴油机汽缸的顶部有一个喷油嘴，而没有火花塞。柴油机的每一个工作循环也是由吸气、压缩、做功和排气四个冲程组成。项目汽油机柴油机燃料构造吸气冲程点火方式效

率主要应用汽油汽缸顶部有火花寒吸入汽油和空气的混合物点燃式点火26%-40%小汽车、低速飞机等柴油汽缸顶部有喷油嘴只吸入空气压燃式点火34%-45%载重汽车、火车等比较汽油机和柴油机探究新知三汽油机的工作过程活塞连杆曲轴排气门气缸进气门喷油嘴汽油机相关内容定义：利用①汽油作为燃料的内燃机。构造：由汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、②火花塞、飞轮等组成。3.工作过程工作过程特点吸气冲程进气门③打开，排气门④关闭；活塞从汽缸顶部⑤自上而下运动；由于缸内体积增大，压强减小，⑥空气和汽油的混合气体通过进气门进入汽缸压缩冲程进气门和排气门都⑦关闭，活塞在飞轮的带动下，从汽缸下部向上运动，压缩汽缸内空气和汽油的混合气体，在此过程中，⑧机械能转化为⑨内能做功冲程进气门和排气门都⑩关闭，汽缸顶部的⑪火花塞产生电火花，点燃混合气体，产生高温高压的燃气，燃气迅速膨胀，推动活塞⑫向下运动，并通过连杆带动曲轴转动；在这个过程中，⑬内能转化为⑭机械能排气冲程进气门⑮关闭，排气门⑯打开；活塞在飞轮的带动下⑰自下而上运动，将汽缸内燃烧后的废气排出（2024・江苏镇江中考・6题・2分）下列汽油机工作的四个冲程中，为做功冲程的是（

）技巧点拨：图中有火花塞产生电火花的过程，则为做功冲程。C【变式训练3】（2025・湖南湘潭雨湖区期末・6题・2分）如图所示，是四冲程内燃机工作循环中一个冲程的示意图。它是（

）A.压缩冲程，将内能转化为机械能B.压缩冲程，将机械能转化为内能C.做功冲程，将机械能转化为内能D.做功冲程，将内能转化为机械能D1.定义：利用柴油作为燃料的内燃机。2.构造：由汽缸、活塞、连杆、曲轴、进气门、排气门、①喷油嘴、飞轮等组成。3.工作过程：吸气冲程、②压缩冲程、③做功冲程和排气冲程。4.汽油机与柴油机的异同异同项目汽油机柴油机不同点构造汽缸顶部有一个④火花塞汽缸顶部有一个⑤喷油嘴吸气冲程吸入⑥汽油和空气的混合气体吸入⑦空气点燃方式点燃式（火花塞点火）压燃式（柴油遇到高温高压的空气）效率不高：20%~30%稍高：30%~45%相同点(1)工作原理相同：燃料在汽缸内燃烧，产生高温高压的燃气，推动活塞对外做功；(2)一个工作循环包括四个冲程，活塞往复运动⑧两次，曲轴或飞轮转动⑨两圈，对外做功⑩一次；(3)启动时都是依靠外力使飞轮和曲轴转动起来（2025・四川绵阳涪城区期末・5题・2分）关于四冲程内燃机，下列说法中正确的是（

）A.汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的B.燃料在汽缸内猛烈燃烧，燃料热值迅速减小C.汽油机和柴油机都是内燃机，吸入汽缸的物质相同D.压缩冲程主要是通过做功的方式增大缸内气体的内能易错警示：汽油机汽缸顶部有火花塞，而柴油机顶部有喷油嘴。D【变式训练4】（2024・天津红桥区期末・5题・2分）对于四冲程汽油机和柴油机，下列说法不正确的是（

）A.吸气冲程吸入汽缸的都是燃料和空气的混合物B.压缩冲程中都是将机械能转化为内能C.做功冲程都是由燃气推动活塞做功D.排气冲程都是飞轮的惯性带动曲轴运动A探究新知四火箭探究新知四火箭3.现代火箭的用途：发射探测器、人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等空间飞行器。1.火箭发动机工作原理：利用燃料燃烧产生高温高压燃气，燃气通过喷管向后高速喷出,对火箭产生向上的推力。2.火箭的燃料：液态氢（热值大）构造燃料箱、氧化剂箱、输送装置、燃烧室和尾部喷口工作原理燃料和氧化剂在燃烧室里燃烧产生的高温、高压气体以很大的速度从喷口喷出，对火箭产生强大的①反冲推力，使之上升特点②功率巨大，既可以在高空飞行，又可以飞出大气层（2025・山东青岛黄岛区期末・5题・2分）下列关于火箭的说法中正确的是（

）A.火箭使用的是喷气式发动机，与内燃机的工作原理完全相同B.火箭发动机在工作时需要活塞、螺旋桨等机械装置C.火箭是热机的一种，工作时燃料的化学能最终转化为火箭的机械能D.火箭升空时不需要反作用力推动箭身向前运动思路导航：燃料燃烧是化学变化产生化学能，使燃气温度升高，内能增加，燃气向后喷发，推动火箭运动产生机械能。C