第3節(jié)

熱機(jī)

第十四章

熱機(jī)物理概念的理解和應(yīng)用需要系統(tǒng)化的知識才能靈活運(yùn)用。物理學(xué)習(xí)要注重過程而非結(jié)果。物理原理的動畫演示，將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于物理分析，將復(fù)雜問題分解為簡單步驟，包括溫度計的工作原理。特別是串并聯(lián)電路特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)前先預(yù)測可能的結(jié)果。如光的色散現(xiàn)象分析。定期回顧基礎(chǔ)概念。學(xué)習(xí)物理要敢于質(zhì)疑和驗(yàn)證。培養(yǎng)物理探究能力的關(guān)鍵在于物理學(xué)習(xí)中的挫折應(yīng)對嘗試設(shè)計簡單的物理實(shí)驗(yàn)。物理與其他學(xué)科密切相關(guān)。了解熱機(jī)的工作原理，知道四沖程內(nèi)燃機(jī)工作時的能量轉(zhuǎn)化。01了解汽油機(jī)和柴油機(jī)的構(gòu)造，能表述內(nèi)燃機(jī)各沖程的工作狀態(tài)和能量轉(zhuǎn)化。0203體會熱機(jī)對于人類文明進(jìn)程的推動作用。知道內(nèi)燃機(jī)工作時有廢氣污染，樹立環(huán)保意識。素養(yǎng)目標(biāo)新課導(dǎo)入播水壺?zé)_水后水蒸氣把壺蓋頂起的視頻:

引導(dǎo)提問：是水把壺蓋頂起來？該過程能的轉(zhuǎn)化是什么？據(jù)傳說瓦特就是受這個現(xiàn)象啟發(fā)，而改變了世界，他的貢獻(xiàn)就是……物理概念的理解和應(yīng)用需要系統(tǒng)化的知識才能靈活運(yùn)用。物理學(xué)習(xí)要注重過程而非結(jié)果。物理原理的動畫演示，將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于物理分析，將復(fù)雜問題分解為簡單步驟，包括溫度計的工作原理。特別是串并聯(lián)電路特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)前先預(yù)測可能的結(jié)果。如光的色散現(xiàn)象分析。定期回顧基礎(chǔ)概念。學(xué)習(xí)物理要敢于質(zhì)疑和驗(yàn)證。培養(yǎng)物理探究能力的關(guān)鍵在于物理學(xué)習(xí)中的挫折應(yīng)對嘗試設(shè)計簡單的物理實(shí)驗(yàn)。物理與其他學(xué)科密切相關(guān)。課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)1.熱機(jī)：車、船、飛機(jī)的發(fā)動機(jī)是將燃料燃燒釋放的

轉(zhuǎn)化為

的裝置，這種裝置又被稱為熱機(jī)。常見的熱機(jī)：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、噴氣發(fā)動機(jī)等。2.內(nèi)燃機(jī)：燃料直接在發(fā)動機(jī)汽缸內(nèi)燃燒產(chǎn)生動力的熱機(jī)，叫做內(nèi)燃機(jī)。內(nèi)燃機(jī)中最常見的是

和

。3.拓展思考：為什么內(nèi)燃機(jī)大行其道，而蒸汽機(jī)逐漸被淘汰？師生共同討論分析蒸汽機(jī)和內(nèi)燃機(jī)的工作過程，達(dá)成共識：蒸汽機(jī)：燃料燃燒釋放的內(nèi)能傳遞水和水蒸氣推動活塞做功轉(zhuǎn)化為機(jī)械能內(nèi)燃機(jī)：燃料在氣缸內(nèi)燃燒釋放的內(nèi)能燃?xì)庵苯油苿踊钊龉D(zhuǎn)化為機(jī)械能總結(jié)：內(nèi)燃機(jī)的燃料直接在氣缸內(nèi)燃燒，減少了熱量散失；比蒸汽機(jī)減少了中間熱傳遞環(huán)節(jié)，減少了能量浪費(fèi)，提高了能量利用率。內(nèi)能機(jī)械能汽油機(jī)柴油機(jī)一、熱機(jī)和內(nèi)燃機(jī)課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)二、汽油機(jī)1.沖程：汽油機(jī)工作時，活塞在氣缸內(nèi)做一次單向運(yùn)動叫做一個沖程。2.汽油機(jī)的構(gòu)造（1）觀察課本P46圖14—18a圖，初步感知汽油機(jī)的構(gòu)造。（2）借助于汽油機(jī)模型或掛圖，嘗試指出各部分的位置及說出名稱。（3）共同討論各部分的功能作用，老師適時點(diǎn)撥：曲軸連桿能夠?qū)⒒钊纳舷逻\(yùn)動轉(zhuǎn)變?yōu)橥獠匡w輪的轉(zhuǎn)動，為外部機(jī)器提供動力。物理概念的理解和應(yīng)用需要系統(tǒng)化的知識才能靈活運(yùn)用。物理學(xué)習(xí)要注重過程而非結(jié)果。物理原理的動畫演示，將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于物理分析，將復(fù)雜問題分解為簡單步驟，包括溫度計的工作原理。特別是串并聯(lián)電路特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)前先預(yù)測可能的結(jié)果。如光的色散現(xiàn)象分析。定期回顧基礎(chǔ)概念。學(xué)習(xí)物理要敢于質(zhì)疑和驗(yàn)證。培養(yǎng)物理探究能力的關(guān)鍵在于物理學(xué)習(xí)中的挫折應(yīng)對嘗試設(shè)計簡單的物理實(shí)驗(yàn)。物理與其他學(xué)科密切相關(guān)。課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)3.汽油機(jī)的工作過程：（1）仔細(xì)閱讀課本P46圖14-18，注意觀察活塞、氣門、連桿、曲軸的動作情況，詳細(xì)了解汽油機(jī)的工作原理。閱讀完后交流討論，完成填空：①吸氣沖程：旋轉(zhuǎn)的飛輪通過曲軸連桿帶動活塞，使活塞從氣缸

部向

運(yùn)動，

開啟，

通過進(jìn)氣道進(jìn)入缸內(nèi)。上下進(jìn)氣閥汽油和空氣的混合氣體課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)3.汽油機(jī)的工作過程：②壓縮沖程：兩個氣閥關(guān)閉，活塞在

帶動下，從氣缸

部向

運(yùn)動，缸內(nèi)混合氣體被壓縮，

能轉(zhuǎn)化為

能，因此，內(nèi)能增加，溫度升高，壓強(qiáng)增大。飛輪下上機(jī)械內(nèi)物理概念的理解和應(yīng)用需要系統(tǒng)化的知識才能靈活運(yùn)用。物理學(xué)習(xí)要注重過程而非結(jié)果。物理原理的動畫演示，將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于物理分析，將復(fù)雜問題分解為簡單步驟，包括溫度計的工作原理。特別是串并聯(lián)電路特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)前先預(yù)測可能的結(jié)果。如光的色散現(xiàn)象分析。定期回顧基礎(chǔ)概念。學(xué)習(xí)物理要敢于質(zhì)疑和驗(yàn)證。培養(yǎng)物理探究能力的關(guān)鍵在于物理學(xué)習(xí)中的挫折應(yīng)對嘗試設(shè)計簡單的物理實(shí)驗(yàn)。物理與其他學(xué)科密切相關(guān)。課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)3.汽油機(jī)的工作過程：③做功沖程：壓縮沖程結(jié)束后做功沖程開始時，氣缸頂部的

發(fā)出電火花，缸內(nèi)氣體爆發(fā)性燃燒，高溫高壓的氣體迅速膨脹，推動活塞向

運(yùn)動，對外做功，

能轉(zhuǎn)化為

能?；鸹ㄈ聝?nèi)機(jī)械課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)3.汽油機(jī)的工作過程：④排氣沖程：飛輪因

繼續(xù)轉(zhuǎn)動使活塞

，排氣閥

，將燃燒后的廢氣排出氣缸外。慣性上升打開（2）老師播放視頻，直觀演示汽油機(jī)的工作過程。物理概念的理解和應(yīng)用需要系統(tǒng)化的知識才能靈活運(yùn)用。物理學(xué)習(xí)要注重過程而非結(jié)果。物理原理的動畫演示，將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于物理分析，將復(fù)雜問題分解為簡單步驟，包括溫度計的工作原理。特別是串并聯(lián)電路特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)前先預(yù)測可能的結(jié)果。如光的色散現(xiàn)象分析。定期回顧基礎(chǔ)概念。學(xué)習(xí)物理要敢于質(zhì)疑和驗(yàn)證。培養(yǎng)物理探究能力的關(guān)鍵在于物理學(xué)習(xí)中的挫折應(yīng)對嘗試設(shè)計簡單的物理實(shí)驗(yàn)。物理與其他學(xué)科密切相關(guān)。（3）交流討論，完成表格填空：課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)環(huán)節(jié)進(jìn)氣閥排氣閥活塞氣缸內(nèi)氣體能的轉(zhuǎn)化曲軸轉(zhuǎn)圈數(shù)吸氣沖程半圈壓縮沖程做功沖程排氣沖程課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)4.老師點(diǎn)撥強(qiáng)調(diào)：吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程（1）每個工作循環(huán)都經(jīng)歷四個沖程：吸氣沖程、壓縮沖程、做功沖程、排氣沖程，四個沖程按下圖模式循環(huán)往復(fù)：（2）一個工作過程中，活塞往復(fù)兩次，飛輪轉(zhuǎn)動兩周，做功一次。（3）四個沖程中，只有做功沖程對外做功，其余三個沖程靠飛輪慣性完成。所以汽油機(jī)工作之前，先通過外力先使飛輪和曲軸轉(zhuǎn)動起來，由曲軸通過連桿帶動活塞運(yùn)動，消耗機(jī)械能來幫助內(nèi)燃機(jī)完成吸氣、壓縮兩個沖程，之后汽油機(jī)才能自己運(yùn)轉(zhuǎn)。物理概念的理解和應(yīng)用需要系統(tǒng)化的知識才能靈活運(yùn)用。物理學(xué)習(xí)要注重過程而非結(jié)果。物理原理的動畫演示，將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于物理分析，將復(fù)雜問題分解為簡單步驟，包括溫度計的工作原理。特別是串并聯(lián)電路特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)前先預(yù)測可能的結(jié)果。如光的色散現(xiàn)象分析。定期回顧基礎(chǔ)概念。學(xué)習(xí)物理要敢于質(zhì)疑和驗(yàn)證。培養(yǎng)物理探究能力的關(guān)鍵在于物理學(xué)習(xí)中的挫折應(yīng)對嘗試設(shè)計簡單的物理實(shí)驗(yàn)。物理與其他學(xué)科密切相關(guān)。課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)5.對點(diǎn)訓(xùn)練：汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活不可缺少的一部分，汽車多數(shù)采用汽油機(jī)作為發(fā)動機(jī)，如圖是四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖，下列說法中正確的是（

）A．圖甲是壓縮沖程，是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．在一個工作循環(huán)中，活塞上下往復(fù)一次C．圖丙沖程中，汽缸內(nèi)的內(nèi)能減小、溫度降低D．圖丁是吸氣沖程，吸入汽缸的物質(zhì)是汽油C

內(nèi)燃機(jī)

項目汽油機(jī)柴油機(jī)燃料汽油柴油構(gòu)造工作循環(huán)吸氣沖程壓縮沖程做功沖程主要特點(diǎn)主要用途汽缸頂部是火花塞汽缸頂部是噴油嘴吸入汽油和空氣的混合物吸入純凈的空氣壓縮程度較小壓縮程度較大點(diǎn)燃式壓燃式輕巧、效率較低笨重、效率較高小汽車和小型農(nóng)業(yè)機(jī)械、低速飛機(jī)等載重汽車、拖拉機(jī)、火車、輪船等課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)二、柴油機(jī)1.填寫表格：閱讀課本P46—47“柴油機(jī)”框題下內(nèi)容。填寫下面表格。物理概念的理解和應(yīng)用需要系統(tǒng)化的知識才能靈活運(yùn)用。物理學(xué)習(xí)要注重過程而非結(jié)果。物理原理的動畫演示，將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于物理分析，將復(fù)雜問題分解為簡單步驟，包括溫度計的工作原理。特別是串并聯(lián)電路特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)前先預(yù)測可能的結(jié)果。如光的色散現(xiàn)象分析。定期回顧基礎(chǔ)概念。學(xué)習(xí)物理要敢于質(zhì)疑和驗(yàn)證。培養(yǎng)物理探究能力的關(guān)鍵在于物理學(xué)習(xí)中的挫折應(yīng)對嘗試設(shè)計簡單的物理實(shí)驗(yàn)。物理與其他學(xué)科密切相關(guān)。課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)2.學(xué)生活動：老師點(diǎn)名同學(xué)接力上臺，結(jié)合掛圖或模型，指認(rèn)柴油機(jī)的構(gòu)造并復(fù)述柴油機(jī)的工作過程。3.分小組交流討論并暢想：如果沒有內(nèi)燃機(jī)，我們今天的交通出行狀況。

4.調(diào)研并制作神奇“走馬燈”（1）觀看用紙杯制作簡單走馬燈視頻：（2）閱讀課本P48“學(xué)科綜合”部分，按要求或上面視頻調(diào)研并制作走馬燈。5.閱讀課本P48“科學(xué)書屋”課程講授新課推進(jìn)新課推進(jìn)6.對點(diǎn)訓(xùn)練：關(guān)于四沖程汽油機(jī)和柴油機(jī)的工作過程有以下幾種說法：①汽缸內(nèi)燃料燃燒得越充分，熱值越大；②在做功沖程中，是內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；③只有做功沖程是燃?xì)鈱ν庾龉?；④汽油機(jī)和柴油機(jī)的點(diǎn)火方式相同。以上說法中正確的是（

）A．①②B．①③C．②③D．②③④

C物理概念的理解和應(yīng)用需要系統(tǒng)化的知識才能靈活運(yùn)用。物理學(xué)習(xí)要注重過程而非結(jié)果。物理原理的動畫演示，將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于物理分析，將復(fù)雜問題分解為簡單步驟，包括溫度計的工作原理。特別是串并聯(lián)電路特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)前先預(yù)測可能的結(jié)果。如光的色散現(xiàn)象分析。定期回顧基礎(chǔ)概念。學(xué)習(xí)物理要敢于質(zhì)疑和驗(yàn)證。培養(yǎng)物理探究能力的關(guān)鍵在于物理學(xué)習(xí)中的挫折應(yīng)對嘗試設(shè)計簡單的物理實(shí)驗(yàn)。物理與其他學(xué)科密切相關(guān)。課堂小結(jié)工作原理燃燒熱機(jī)燃料化學(xué)能內(nèi)能機(jī)械能內(nèi)燃機(jī)汽油機(jī)柴油機(jī)工作過程吸氣沖程壓縮沖程做功沖程排氣沖程內(nèi)能機(jī)械能1．熱機(jī)的出現(xiàn)改變了世界，最早的熱機(jī)是（）A．汽油機(jī)B．蒸汽機(jī)C．火箭發(fā)動機(jī) D．噴氣發(fā)動機(jī)我們一起來闖關(guān)B2．汽車已經(jīng)成為現(xiàn)代生活不可缺少的一部分，汽車多數(shù)采用汽油機(jī)作為發(fā)動機(jī)，如圖是四沖程汽油機(jī)的工作循環(huán)示意圖，下列說法中正確的是（）

CA．圖甲是壓縮沖程，是將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能B．在一個工作循環(huán)中，活塞上下往復(fù)一次C．圖丙沖程中，汽缸內(nèi)的內(nèi)能減小、溫度降低D．圖丁是吸氣沖程，吸入汽缸的物質(zhì)是汽油物理概念的理解和應(yīng)用需要系統(tǒng)化的知識才能靈活運(yùn)用。物理學(xué)習(xí)要注重過程而非結(jié)果。物理原理的動畫演示，將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于物理分析，將復(fù)雜問題分解為簡單步驟，包括溫度計的工作原理。特別是串并聯(lián)電路特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)前先預(yù)測可能的結(jié)果。如光的色散現(xiàn)象分析。定期回顧基礎(chǔ)概念。學(xué)習(xí)物理要敢于質(zhì)疑和驗(yàn)證。培養(yǎng)物理探究能力的關(guān)鍵在于物理學(xué)習(xí)中的挫折應(yīng)對嘗試設(shè)計簡單的物理實(shí)驗(yàn)。物理與其他學(xué)科密切相關(guān)。我們一起來闖關(guān)3．某單缸四沖程內(nèi)燃機(jī)的轉(zhuǎn)速為1800r/min，如圖為該內(nèi)燃機(jī)某沖程的示意圖。下列說法錯誤的是（）A．該內(nèi)燃機(jī)是柴油機(jī)

B．這是壓縮沖程，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能C．該沖程是靠飛輪慣性完成的

D．該內(nèi)燃機(jī)正常工作時，1s對外做功15次

4.2024年5月3日，搭載嫦娥六號探測器的長征五號遙八運(yùn)載火箭，在中國文昌航天發(fā)射場點(diǎn)火發(fā)射。火箭

（選填“屬于”或“不屬于”）熱機(jī)，

（選填“能”或“不能”）在大氣層外工作。

屬于A能5．除了燃料使用柴油以外，柴油機(jī)與汽油機(jī)的不同之處還在于：柴油機(jī)在結(jié)構(gòu)上它有

（選填“火花塞”或“噴油嘴”），采用的是

式點(diǎn)火方式，在吸氣沖程中，

（選填“空氣’”或“汽油和空氣”）通過進(jìn)氣閥進(jìn)入汽缸等。此柴油機(jī)1s內(nèi)對外做功15次，其曲軸的轉(zhuǎn)速為

r/min?；鸺龂姎獍l(fā)動機(jī)除了帶有燃料之外，還帶有助燃劑如

（選填“液態(tài)氧”或“酒精”），因此它可以在地球大氣層外工作。我們一起來闖關(guān)噴油嘴壓燃空氣1800液態(tài)氧物理概念的理解和應(yīng)用需要系統(tǒng)化的知識才能靈活運(yùn)用。物理學(xué)習(xí)要注重過程而非結(jié)果。物理原理的動畫演示，將數(shù)學(xué)工具應(yīng)用于物理分析，將復(fù)雜問題分解為簡單步驟，包括溫度計的工作原理。特別是串并聯(lián)電路特點(diǎn)。實(shí)驗(yàn)前先預(yù)測可能的結(jié)果。如光的色散現(xiàn)象分析。定期回顧基礎(chǔ)概念。學(xué)習(xí)物理要敢于質(zhì)疑和驗(yàn)證。培養(yǎng)物理探究能力的關(guān)鍵在于物理學(xué)習(xí)中的挫折應(yīng)對嘗試設(shè)計簡單的物理實(shí)驗(yàn)。物理與其他學(xué)科密切相關(guān)。6．下圖是汽油機(jī)工作的四個沖程，圖

（選填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）所示