初中物理沪科版（2024）九年级全册第三节 内燃机教学设计

这是一份初中物理沪科版（2024）九年级全册第三节 内燃机教学设计，共4页。教案主要包含了 新课引入，新课知识，知识回顾等内容，欢迎下载使用。

学习目标
1．了解汽油机的基本构造和工作原理。
2．了解柴油机与汽油机在构造和工作过程中的异同点。
3．了解四冲程内燃机工作过程中的能量转化。
重点、难点
内燃机的构造和工作原理；汽油机和柴油机的区别和联系．
教学过程
一、 新课引入：什么是热机
1．回答下列能量转化：
给自行车打气时，打气筒的筒壁会发热： 水蒸气顶起壶盖后，水蒸气自身会液化：
2.观看实验：
用酒精灯给试管中的水加热，由于燃料在试管外燃烧，热量损失较大，
内能的利用率较低。能不能把燃料移到内部去燃烧，来获得更大的动力？ 3．热机和内燃机
①、热机：燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置 ②、内燃机：直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机。
二、新课知识：
内燃机：燃料在气缸内燃烧的热机。最常见的内燃机，以汽油或柴油为燃料，叫做汽油机和柴油机
工作循环：内燃机的工作过程以一个循环为一个单位，一个循环又分为四个冲程。
四个冲程：内燃机的每一个工作循环分为四个阶段：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。
（一）、汽油机：用汽油作燃料的内燃机
1、构造： 进气门，排气门，火花塞，气缸，活塞，连杆，曲轴。 （名词解释）冲程：活塞从气缸一端运动到另一端叫做一个冲程 2、工作原理
汽油在气缸内燃烧，汽油的化学能转化为内能，产生高温高压的燃气，燃气推动
活塞做功，将内能转化为机械能。
①吸气冲程：（第一个冲程）
开始工作前，活塞位于气缸上端，进、排气门均关闭。工作时，活塞由上向下运动，进气门打开，排气门仍关闭。由于缸内体积增大，压
强减小，空气和汽油的混合气体被吸入气缸。这个冲程是靠外力做功完成
②压缩冲程：（第二个冲程）
活塞运动到最下端，就开始转为向上运动。这时进气门、排气门都关闭，混合气体被强行压缩，使
气体的温度升高，压强增大。这个冲程也是靠外力做功完成的，机械能转化为内能 ③做功冲程：（第三个冲程）
压缩结束时虽然温度较高，但未能达到燃料的燃点。在压缩冲程结束的瞬间，火花
塞产生电火花，
使燃料猛烈燃烧，产生高温高压气体，高温高压燃气推动活塞由上向下运动，通
过连杆带动曲轴转
动。这时是汽油机本身在做功，实现了内能向机械能的转化。 ④排气冲程（最后一个冲程）
做功冲程结束，活塞继续由下向上运动，进气门关闭，排气门打开，燃烧后的废气
被活塞推出缸外。
提示：此后，活塞又由上向下运动，从此进入下一轮循环。 归纳：
3、能的转化
考虑：汽车在开动前，是如何使内燃机起动的？
常识：方法一，用手“摇车”；方法二，接通电源，开动“马达”。
解释：“马达”也好，“摇车”也好，都是为了给内燃机输入能量，通过外力先使飞
轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，消耗机械能来帮助内燃机完成吸气、压缩两个冲程内燃机。一旦开始做功，内能就会转化成曲轴的机械能。这时曲轴获得的机械能一部分通过做功，一部分通过飞轮（与曲轴相连的质量较大的轮子）保存起来。然后依靠飞轮的惯性再反过来向外输出带动曲轴转动，靠消耗飞轮的机械能完成排气以及下一循环的吸气、压缩。这样内燃机就可连续工作下去了。
结论：做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能。其余三个冲程靠消耗飞轮的机
械能来完成 4、总结
内燃机在一个工作循环中，有两个冲程有能量转化，压缩冲程和做功冲程，但只
有做功冲程是内能
转化为机械能，其它三个冲程都是靠飞轮的惯性来工作的。在汽油机的一个工作循环中，活塞往复两次，
曲轴（或飞轮）转动两周，对外做功一次。 （二）、柴油机：用柴油作燃料的内燃机
柴油机与汽油机的相同点：都是内燃机；一个工作循环都要经历四个冲程 柴油机与汽油机的不同点：
1、构造方面：柴油机没有火花塞，而在相应位置上安装的是喷油嘴。 2、工作过程： ① 吸入的气体不同
汽油机吸入的是空气和汽油的混合气体？柴油机吸入的只是空气。 ② 压缩情况不同
柴油机压缩冲程末，气体体积要小得多。所以压强更大，温度更高，这个温度早已超过了柴油的燃点。 ③ 点火方式不同
汽油机靠火花塞点火,这种点火方式称为点燃式。。柴油机由于压缩气体温度已超过柴油燃点，从喷油嘴喷入雾状柴油便可立即燃烧，这种方式称为压燃式。 ④用途方面：
柴油机比汽油机便宜，但汽油机一般比柴油机轻巧，所以汽油机通常用在飞机、小汽车、摩托车及一些小型农用机械上。而柴油机一般用在舰船、载重汽车、拖拉机、坦克以及发电机等大型设备上。
随堂练习
一、填空题
1．内燃机工作时，燃料在气缸内燃烧，生成 燃气，燃气推动活塞 ， 能转化
为 能. 所以说，内燃机就是利用内能来 的机器。 2．改变物体的内能的方式有两种。饮料洲进冰箱后温度降低，是用 的方式减少饮料的内能；
在汽油机的压缩冲程中，是通过 的方式增加燃料混合物的内能 3．内燃机工作时周而复始的四个冲程
为 ， ， ， .
4. 内燃机压缩冲程中 能转化为 能；在做功冲程中 能转化为 能.
5．四冲程汽油机的气门打开一个，活塞向上运动，是 冲程；火花塞在 冲程末点火。
6．汽油机和柴油机构造上相比，汽油机顶部有一个 ，柴油顶部有一个 .
7．在压缩冲程末，柴油机喷油嘴喷入气缸的是 ，汽油机在吸气冲程进入气缸的是
8．如图所示，在试管中装些水，用橡皮塞塞住，加热使水沸腾后，水蒸气把橡皮塞 冲出的过程中是________能转化为__________能，图中情景可用来演示四冲程汽 油机工作过程中的_________冲程．
二、选择题
1．内燃机工作的某个冲程，进气门和排气门都关闭，活塞向下运动，由此可知该冲程为（ ）
A．吸气冲程 B．压缩冲程 C.做功冲程 D．排气冲程
2．一般柴油机的效率比汽油机效率高，原因是（ ）
A. 柴油的燃烧值大 B．柴油机内压缩空气的压强大，温度高 C．柴油机和汽油机吸入的气体不同 D．柴油机和汽油机的点火方式不同 3．柴油机上装有又重又大的飞轮，其作用是（ ）
A．增加柴油机的输出功率 B．增加柴油机的稳定性 C．改变柴油机的转速 D．增加柴油机转动的惯性 4．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，这个冲程是（ ）
A、吸气冲程 B、压缩冲程 C、做功冲程 D、排气冲
程
5．四冲程柴油机工作时，依靠飞轮惯性使活塞向上运动完成的冲程是（ ） A．吸气和排气冲程 B．压缩和做功冲程 C．压缩和排气冲程 D．做功和排气冲程
6．内燃机在做功冲程中，高温气体迅速膨胀而做功，此时气体的温度和内能变化的情况是（ ）
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
7．从本质上看，内燃机工作的能量来源于（ ）
A机械能 B．内能 C．化学能 D．化学能和内能的总和
8．现代火电站和热电站，带动发电机发电的机械是（ ）
A．电动机 B．热机 C．人工机械 D．水力机械 9．右图为某种四冲程内燃机工作过程的一个冲程，下列说法正确的是（ ）
A、这是一台柴油机 B、该冲程是内燃机的吸气冲程 C、该冲程正把内能转化为机械能 D、该冲程正把机械能转化为内能
10. 四冲程汽油机的的转速是120转/秒，则它每秒钟对外做功的次数为（ ）
A、40次 B、60次 C、102次 D、240次
三、知识回顾:（填表，气门填“开”或“闭”，活塞填“向上”或“向下”）
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