初中第1节 热机学案

这是一份初中第1节 热机学案，共7页。学案主要包含了学习目标，学习重点，学习难点，自主预习，合作探究，分析归纳，精讲点拨，归纳整理等内容，欢迎下载使用。
1. 知道热机的概念，初步了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要作用。
2. 了解汽油机的构造及工作过程。
3. 了解柴油机的构造及工作过程。
【学习重点】
了解四冲程汽油机的基本工作原理。
【学习难点】
了解四冲程汽油机的基本工作原理。
【自主预习】
阅读教材，完成以下问题：
1．热机是将 能转化为 能的机械。常见的热机有 机、 机、 机 、 机等。
2．内燃机的工作原理：燃料（汽油或柴油）在汽缸里面燃烧时生成 的燃气，用来推动活塞 ，把 能转化为 能。
3. 汽油机的构造：由进气门、 、火花塞、汽缸、 、连杆、曲轴、等组成的。
4. 活塞在汽缸内 时，从汽缸的一端运动到另一端的过程叫做一个 。
5. 汽油机的一个工作循环是由 、 、 、 四个冲程组成的，在一个工作循环中，活塞往复运动 次，曲轴转动 周，对外做功 次。
6. 柴油机和汽油机构造的不同点：
①汽油机汽缸顶部有 ；柴油机没有，只有 .
②汽油机吸气冲程吸入 的混合物；柴油机吸气冲程只吸入 .
③汽油机的点火方式为“ 式”；柴油机的点火方式为“ 式”.
【合作探究】
探究一、热机
1. 实验探究：利用内能可以做功
【做一做】在一个试管中装一些水，用橡胶塞塞紧；然后对试管加热使水沸腾，观察现象。分析实验中的能量是怎样转化的？
观察到的现象有：① ；②管口附近出现 。
【分析归纳】①酒精燃烧放出热量，酒精的 能转化为水的 能；
②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞做功，气体的 能转化为瓶塞的 能.
③结论：利用内能可以 。
图1 图2
2. 热机
（1）热机：各种利用 能做功的机械叫做热机.
（2）工作原理：热机利用内能做功，将内能转化为 能.
（3）种类：蒸气机、 、汽轮机、喷气发动机等.
（4）常见热机——内燃机
①内燃机：燃料直接在发动机 燃烧产生动力的热机.
②分类： 机和 机.
【例题1】如上图2所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是
A．试管口出现的“白雾”是气体
B．水蒸气对外做功，内能增加
C．水蒸气对外做功，温度升高
D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理
探究二、汽油机
1. 工作原理：利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
2. 汽油机的构造：由气缸、 、 、 、活塞、曲轴、连杆组成。
3. 工作过程
（1）冲程：汽油机在工作时，活塞从气缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个 。
（2）四个冲程：汽油机的一个工作循环由 、 、 、 四个冲程组成。多数汽油机是由这四个冲程的不断循环来保证连续工作的。
（3）汽油机的工作过程分析
（4）汽油机一个工作循环情况总结
汽油机的一个工作循环是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的，在一个工作循环中，活塞往复运动 次，曲轴转动 周，对外做功 次。
【例题2】内燃机有四个工作冲程，如图所示是内燃机的_______冲程，活塞上升时，汽缸内气体的内能______（选填“减少”或“增加”），_____能转化为______能。
【例题3】内燃机的一个工作循环由_____ 、_____ 、_____ 、______四个冲程组成。一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮速度是1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功_____次。
探究三、柴油机
1. 工作原理：利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。
2. 柴油机的构造：与汽油机的大致相同，不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞而是一个 。
3. 工作过程
（1）柴油机的工作过程与汽油机大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。
（2）柴油机和汽油机构造及工作过程的不同点：
①汽油机汽缸顶部有 ，在压缩冲程末，火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压的气体（俗称“ 式”）；柴油机汽缸顶部没有火花塞，只有 ，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来（俗称“ 式”）。
②汽油机吸气冲程吸入 的混合物；柴油机吸入气缸内的物质只有 。
4. 汽油机与柴油机的优缺点：
①汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在摩托车、汽车上特别是小型汽车上大量使用.
②柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车和轮船上.
③柴油发动机与汽油发动机相比，热效率高。因此从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机在小汽车上的推广使用具有更重大的意义.
5. 学生阅读“科学世界”,了解现代汽车的主要构造、原理及发展情况.
【例题4】关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（ ）
A．柴油机汽缸顶部有个火花塞，汽油机汽缸顶部有个喷油嘴
B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油
C．汽油机与柴油机的工作过程都分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程
D．汽油机与柴油机使用的燃料不同
【例题5】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. 汽油机和柴油机除做功冲程外，其他三个冲程都是依靠飞轮的惯性完成的
D. 改进技术后，热机的效率可以达到100%
【精讲点拨】
1. 内燃机完成一个工作循环，飞轮转2周，完成 4 个做功冲程，对外做功1次.
2. 在一个工作循环中，只有第三个冲程燃气对外做功，其他三个辅冲程不但不做功，还要消耗机械能.
3. 做功冲程为其他三个冲程提供能量，其他三个冲程为第三冲程做功提供基础.
4. 依靠飞轮的惯性完成吸气、压缩、排气冲程.
【归纳整理】
第1节 热机

【课堂练习】
1. 热机是利用_______能做功的机械。热机的种类有蒸汽机、________、汽轮机、____________等。
2. 如图1所示，工作中的四冲程汽油机正处于________冲程，该冲程将________能转化为机械能，若该汽油机每秒完成40个冲程，则每秒它对外做功_______次。
图1 图2
3. 如图2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。
4. 如图甲是某汽油机的吸气冲程时的气门开闭情况和活塞的运动方向，仿照甲图在乙图中画出压缩冲程时的气门开闭和活塞和连杆的大致位置。
甲 乙 丙
5. 根据汽油机和柴油机的区别，下列说法错误的是（ ）
A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是一个喷油嘴
B．汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油的混合物
C．做功冲程是内能转化为机械能
D．压缩冲程是机械能转化为内能
【课后反思】本节课学习中，你有哪些收获，还有哪些问题1.吸气冲程：
活塞：向 运动。
进气门： 。
排气门： 。

2.压缩冲程：
活塞：向 运动。
进气门： 。
排气门： 。
___能转化为 能。
3. 做功冲程：
活塞：向 运动。
进气门： 。
排气门： 。
____能转化为 能.
4.排气冲程：
活塞：向 运动。
进气门： 。
排气门： 。
项目
汽油机
柴油机
相同点
把内能转化为机械能；一个工作循环有四个冲程.
不
同
点
燃料
汽油
柴油
汽缸构造
汽缸顶部有一个火花塞
汽缸顶部有一个喷油嘴
吸气冲程
空气与汽油的混合物
空气
压缩冲程
在压缩冲程结束时，火花塞
产生电火花，是“点燃式”
在压缩冲程结束时，喷油嘴喷出
雾状柴油并燃烧，是“压燃式”
特点与应用
轻巧、功率小、转速高，
适用于轿车和轻型车辆
笨重、功率大，经济性能好，
适用于载重汽车、轮船等