14.2 热机 课件（内嵌视频）2026-2027学年人教版物理九年级全一册

九年级物理全册•人教版（2024新版）第十四章——内能的利用第2节热机震撼的卫星发射过程情境导入新知探究问题

18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有几千米每小时，而目前最快汽车的速度已经超过了声速。飞驰的汽车（图14.2-1）是如何获得机械能的呢？?飞驰的汽车如何获得机械能的呢？图14.2-1飞驰的汽车新知探究热机一实验一.热机不同形式能量之间的转化如图14.2-2所示,在试管内装些水,用橡胶塞塞住管口,将水加热一段时间,观察现象。讨论这个过程中不同形式能量之间转化的情况.图14.2-2加热试管中的水在这个实验中,燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气,塞子受到水蒸气的压力而冲出去,水蒸气的内能转化为塞子的机械能.燃料的化学能水的内能塞子的机械能燃烧做功内能转化转移转化能量的转化(热机原理)1新知探究热机一一.热机这个实验虽然简单,却基本展示了蒸汽机的工作原理。人们发现内能可以做功,由此制造了各种利用内能做功的机械—热机(heatengine).热机的发明及广泛使用,使人类迈入了工业化社会,对人类社会的发展起到了重要的作用。蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等都是热机.分类:

空气喷气发动机汽轮机内燃机蒸汽机火箭喷气发动机3定义:

利用内能做功的机械2新知探究热机一蒸汽机、汽轮机、内燃机、喷气发动机、4新知探究热机一内燃机剖面新知探究汽油机二5汽油机的结构:冲程:活塞从汽缸一端运动到另一端的过程。6火花塞进气门汽缸活塞连杆曲轴排气门(一)汽油机汽油机工作过程新知探究汽油机二上内7新知探究汽油机二汽油机的工作过程吸气冲程排气冲程压缩冲程做功冲程进气门

排气门

吸入______________________进气门

排气门

机械转动带动活塞___________________能转化为_____能进气门

排气门

排出废气进气门

排气门

火花塞点火________________________能转化为_______能打开关闭关闭关闭关闭关闭关闭打开空气和雾状汽油混合物机械能内能内能机械能高温高压燃气推动活塞做功混合物压缩

1.汽油机一个工作循环包括四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程.

2.在一个工作循环中有4个冲程,活塞往复2次,曲轴转动2圈,做功1次.小结81.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.哪个冲程排出了气缸的废气?新知探究汽油机二想想议议新知探究柴油机三(二)柴油机新知探究柴油机三柴油机的构造和汽油机相似,但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油,因此柴油机气缸顶部没有火花塞,而有一个喷油嘴.柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。9汽油机的结构:喷油嘴进气门汽缸活塞连杆曲轴排气门新知探究柴油机三上柴油机的工作过程吸气冲程排气冲程压缩冲程做功冲程进气门

排门

吸入______进气门

排气门

飞轮转动带动活塞

______能转化为_____能进气门

排气门

排出废气进气门

排气门

喷油嘴喷油________________________能转化为_______能打开关闭关闭关闭关闭关闭关闭打开空气机械能内能内能机械能高温高压燃气推动活塞做功压缩空气体积很小温度很高超过柴油的燃点101、结构不同2、吸气不同喷油嘴汽油机柴油机火花塞汽油机柴油机汽油空气空气11新知探究汽油机和柴油机异同四汽油机和柴油机不同点3、点火方式不同汽油机柴油机区别汽油机柴油机构造吸入物质点火方式用途不同效率不同汽油机与柴油机的区别：总结新知探究汽油机和柴油机异同四火花塞喷油嘴空气和汽油混合物空气点燃式压燃式轻便笨重小较高四个冲程中只有气做功冲程对外做功，其他三个冲程都是要靠飞轮惯性来完成。启动时必须靠外力来启动。柴油机的启动12新知探究内燃机的启动五新知探究内燃机应用六

汽油机特点:质量轻、转速高、结构简单。由于柴油机对空气的压缩程度比汽油机高,因此在做功冲程中气体的压强也大于汽油机,因而可以输出更大的功率、效率高。由于柴油机工作过程中气体的压强较大,要求各有关零件具有较高的结构强度,因此早期的柴油机比较笨重,主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上,有的地方还用它带动发电机发电。随着近年来柴油机技术的发展，其体积、噪声和污染等方面的问题都逐步得到了解决。

现代汽车

汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分。燃油汽车由发动机、底盘、车身和电气设备四大部分组成。发动机把燃料燃烧产生的内能变为机械能,再通过底盘上的传动机构,将动力传给车轮,使汽车行驶(图14.2-6)电气设备的作用主要是产生电火花以点燃气缸中的可燃气体、启动发动机时用电机带动飞轮旋转、提供照明等。图14.2-6汽车的动力系统新知探究现代汽车七科学世界随着电子技术的发展,许多燃油汽车已经采用了电子燃油喷射系统.微电脑可以根据内燃机的工作状态和空气的温度等多种因素精确控制喷油的数量和时机,以提高燃烧效率,减少有害气体的排放,降低燃料的消耗,同时提高发动机的功率.电子技术的应用,使燃油汽车有了更广阔的发展空间.此外,利用电能、氢能等的各种新能源汽车也在快速发展.未来的汽车将更加节能、安全,对环境的影响会更小.科学世界新知探究现代汽车七燃油汽车一般采用三缸、四缸或六缸等多缸发动机(图14.2-3所示为四缸发动机),每个气缸都进行四冲程循环,由于各个气缸交替做功,所以发动机运转比较平稳。练习与应用

❶.图14.2-7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?

❷.除了飞机、汽车、摩托车，你还知道哪些地方用到了热机？这些热机中哪些是内燃机？答:点燃蜡烛,上升的热空气驱动扇叶转动,带动小人转动,蜡烛的化学能转化为空气的内能,然后内能转化为机械能,此过程中的能量转化与四冲程汽油机的做功冲程相似。答:推土机、压路机、拖拉机、轮船、收割机等。练习与应用

❸.在图14.2-8中，图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意3图，图中画出了吸气冲程中活塞、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、曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况。❹.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?练习与应用答:(1)做功冲程.(2)做功冲程.(3)压缩冲程。解:由图可知,转速表的示数0.75×1000=750r/min，曲轴每转动2圈,完成一个工作循环,对外做功1次。因此,750÷2=375答：此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的375次。❺.某同学看到爸爸启动汽车时,转速表如图14.2-9所示、转速表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.图14.2-9❻.柴油机和汽油机的工作过程有什么相同点?有什么不同点?区别汽油机柴油机构造吸入物质点火方式用途不同效率不同汽油机与柴油机的不同点：