1、学习目标学习目标第四节第四节 热热 机机 第五第五节节 火火 箭箭第十章第十章 机械能机械能、内能及其转化、内能及其转化学习目标学习目标知识点知识点热机热机1学习目标学习目标知识关联知识关联内燃机是燃料内燃机是燃料直接在直接在发动机汽缸内燃烧发动机汽缸内燃烧产生产生动力的动力的热机，常见热机，常见的内燃机的内燃机有汽油机和有汽油机和柴油机柴油机。学习目标学习目标例 1如图如图1所所示，取一只透明胶卷盒，示，取一只透明胶卷盒，底部底部钻一小孔，刚钻一小孔，刚好能将电子式火花发生器的好能将电子式火花发生器的放电放电针管紧紧地塞进孔中，针管紧紧地塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒打开塑料盒盖，向盒中滴中滴
2、入数滴酒精，再将盒盖盖紧，入数滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动然后按动电火花电火花发生器的按钮。发生器的按钮。学习目标学习目标解题秘方解题秘方：本题主要考查学生改变内能的方法，要本题主要考查学生改变内能的方法，要结合结合热机的热机的工作原理进行类比分析，学会综合运用。工作原理进行类比分析，学会综合运用。学习目标学习目标(1)实验实验中，你将观察到的现象中，你将观察到的现象是是_。解析：解析：打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒打开塑料盒盖，向盒中滴入数滴酒精，再将盒盖盖盖紧盖紧，然后按动电火花发生器的按钮，观察到的现象是，然后按动电火花发生器的按钮，观察到的现象是酒精酒精燃烧产生燃烧产生的内
3、能使塑料盒盖飞出去。的内能使塑料盒盖飞出去。塑料盒盖飞出去了塑料盒盖飞出去了学习目标学习目标(2)在此在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的的_能能减少，转化为盒盖减少，转化为盒盖的的_能能。解析：解析：酒精燃烧后产生的内能酒精燃烧后产生的内能对外对外做功，燃气的内能做功，燃气的内能减少，内能转化为盒盖的机械能。减少，内能转化为盒盖的机械能。内内机械机械学习目标学习目标1.中考中考无锡无锡 如图如图所示，在所示，在试管里装入试管里装入一些水一些水，用软木塞，用软木塞塞住塞住试管口试管口，将试管放在，将试管放在酒精灯上酒精灯上加热使水沸腾，加热使水沸腾
4、，水蒸水蒸气气会把软木塞冲开，会把软木塞冲开，在这在这一过程中，水蒸气一过程中，水蒸气膨胀膨胀对对软木软木塞塞_，水蒸气，水蒸气的的一部分一部分_能转化能转化为为软木塞软木塞的的_能能，利用这一原理，利用这一原理，可以制成可以制成热机。热机。做功做功内内机械机械学习目标学习目标知识点知识点汽油机汽油机21.定义定义 用用汽油做燃料，使汽油在汽缸内燃烧，从而将内汽油做燃料，使汽油在汽缸内燃烧，从而将内能能转化为转化为机械能的一种热机。机械能的一种热机。学习目标学习目标2.结构结构 进气门进气门、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、排气门、火花塞、汽缸、活塞、连杆、曲轴、飞轮等。曲轴、飞轮等。学习目
5、标学习目标模型图模型图主要部件主要部件作用作用气缸气缸汽油燃烧的场所汽油燃烧的场所活塞活塞被高温、高压燃气推动，被高温、高压燃气推动，把内能转化为机械能把内能转化为机械能连杆连杆把活塞的上下运动转变为把活塞的上下运动转变为曲轴的圆周运动曲轴的圆周运动火花塞火花塞产生电火花使燃料混合物产生电火花使燃料混合物猛烈燃烧猛烈燃烧学习目标学习目标释疑解难释疑解难1.热机热机启动的动力：启动的动力：先先靠外力靠外力使飞轮和曲轴使飞轮和曲轴转动转动起来，然起来，然后带动后带动活塞活塞运动。运动。2.活塞活塞向上运动的动力向上运动的动力：在在做功冲程中，气体做功冲程中，气体迅速迅速膨胀，膨胀，推动活塞推动活塞
6、向下向下运动，并通过运动，并通过连杆推动连杆推动曲轴旋转，曲轴旋转，从而带从而带动动飞轮旋转。飞轮旋转。飞轮旋转的飞轮旋转的惯性，会惯性，会反过来反过来带动曲轴旋转，带动曲轴旋转，实现实现活塞的上下移动。活塞的上下移动。学习目标学习目标3.汽油汽油机工作的四个冲程机工作的四个冲程吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程图示图示学习目标学习目标续表：续表：吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程气门气门开闭开闭进气门打开进气门打开排气门关闭排气门关闭进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭进气门关闭进气门关闭排气门关闭排气门关闭进气门关闭进气门关闭
7、排气门打开排气门打开活塞活塞向下运动向下运动向上运动向上运动向下运动向下运动向上运动向上运动主要主要过程过程吸入汽油和吸入汽油和空气的混空气的混 合物合物压缩混合物压缩混合物火花塞点火产火花塞点火产成高温高压气成高温高压气体，推动活塞体，推动活塞向下运动向下运动排出废气排出废气学习目标学习目标续表：续表：吸气冲程吸气冲程压缩冲程压缩冲程做功冲程做功冲程排气冲程排气冲程能量能量转换转换无无机械能机械能内能内能 内能内能机械能机械能无无说明说明1 个工作循环，包含个工作循环，包含4 个冲程，活塞往复运动个冲程，活塞往复运动2 次，次，曲轴和飞轮运转曲轴和飞轮运转2 圈，对外做功圈，对外做功1 次次
8、学习目标学习目标深度深度思考思考 汽油机汽油机的做功冲程中，能量是如何转化的？的做功冲程中，能量是如何转化的？深度理解深度理解做功冲程的两次做功冲程的两次能量能量转化：转化：一是燃料燃烧一是燃料燃烧，化学能，化学能转转化为内能；化为内能；二是二是燃气推动活塞做功燃气推动活塞做功，内能，内能转化为机械能。转化为机械能。学习目标学习目标中考中考绥化绥化 如图如图2 是四冲程汽油机的工作示意图。是四冲程汽油机的工作示意图。从能量从能量转化的角度看，机械能转化为内能的冲程转化的角度看，机械能转化为内能的冲程是是()例 2学习目标学习目标解题秘方解题秘方：通过气门的开闭情况和活塞的运动情况来判断通过气门
9、的开闭情况和活塞的运动情况来判断是哪是哪一个冲程。一个冲程。解析：解析：图图A 中的两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为中的两个气门都关闭，活塞向上运动，所以为压缩压缩冲程，是机械能转化为内能；图冲程，是机械能转化为内能；图B 中的一个气门打开，中的一个气门打开，活塞活塞向下向下运动，所以为吸气冲程；图运动，所以为吸气冲程；图C 中的一个气门打开，中的一个气门打开，活塞向上活塞向上运动运动，所以为排气冲程，所以为排气冲程；学习目标学习目标图图D 中的两个气门都关闭，活塞向下运动中的两个气门都关闭，活塞向下运动，所以，所以为做功冲为做功冲程，是内能转化为机械能；在做功冲程中，燃料程，是内能转化为
10、机械能；在做功冲程中，燃料燃烧燃烧时，时，化学能转化为内能，然后对外做功时内能转化为机械能。化学能转化为内能，然后对外做功时内能转化为机械能。答案：答案：A学习目标学习目标2.中考中考玉玉林林如图所如图所示是一台四冲程示是一台四冲程汽油机的汽油机的_(填填“压缩压缩”或或“做功做功”)冲程冲程，这个冲程是，这个冲程是通过通过_(填填“做功做功”或或“热传递热传递”)的的方式方式改变改变汽缸内气体的内能。汽缸内气体的内能。压缩压缩做功做功学习目标学习目标知识点知识点柴油机柴油机31.主要结构主要结构 进气门、排气门、喷油嘴、汽缸、活塞、连进气门、排气门、喷油嘴、汽缸、活塞、连杆、曲轴杆、曲轴、飞
11、轮、飞轮等。等。学习目标学习目标2.利用利用对比法对比法分析柴油机和汽油机的不同点分析柴油机和汽油机的不同点机种机种项目项目汽油机汽油机柴油机柴油机构造构造汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有火花塞汽缸顶部有喷油嘴汽缸顶部有喷油嘴燃料燃料汽油汽油柴油柴油学习目标学习目标续表：续表：机种机种项目项目汽油机汽油机柴油机柴油机工工作作过过程程吸气吸气冲程冲程吸进汽油和空气的吸进汽油和空气的混合物混合物吸进空气吸进空气压缩压缩冲程冲程混合物被压缩后，混合物被压缩后，压强达压强达615 atm，温度达温度达250300 空气被压缩后，压强达空气被压缩后，压强达3545 atm，温度达，温度达500700 做功做功
12、冲程冲程火花塞点火，燃料火花塞点火，燃料燃烧，即点燃式燃烧，即点燃式喷油嘴喷出雾状柴油，遇喷油嘴喷出雾状柴油，遇高温空气燃烧，即压燃式高温空气燃烧，即压燃式学习目标学习目标续表：续表：机种机种项目项目汽油机汽油机柴油机柴油机用途用途轻巧、体积小，轻巧、体积小，常用于汽车、轻常用于汽车、轻型飞机等型飞机等笨重、功率大，主笨重、功率大，主要用于载重汽车、要用于载重汽车、轮船、坦克、带动轮船、坦克、带动发电机发电等发电机发电等学习目标学习目标3.柴油机柴油机和汽油机的相同点和汽油机的相同点 各各冲程中能量转化情况相同。冲程中能量转化情况相同。学习目标学习目标深度理解深度理解汽油机和柴油机汽油机和柴油
13、机的辨析的辨析：和汽油机相比，和汽油机相比，柴油机柴油机的结的结构如图构如图3所示，所示，柴油机柴油机的压缩冲程更的压缩冲程更充充分分，压缩冲程压缩冲程末汽缸内的压强更大末汽缸内的压强更大，温，温度更高度更高，已超过了柴油的，已超过了柴油的着火点着火点，此时此时喷油喷油嘴喷出雾嘴喷出雾状柴油状柴油，燃料燃烧更充分，燃料燃烧更充分，通过做功通过做功获得的动力更大。获得的动力更大。学习目标学习目标汽油机和柴油机的主要不同汽油机和柴油机的主要不同是是()A.在构造上汽油机汽缸顶部有喷油嘴，而柴油机的在构造上汽油机汽缸顶部有喷油嘴，而柴油机的汽缸汽缸顶部有顶部有火花塞火花塞B.在吸气冲程中汽油机吸入汽
14、缸的是汽油，柴油机在吸气冲程中汽油机吸入汽缸的是汽油，柴油机吸入汽缸吸入汽缸的是的是柴油柴油C.汽油机采用的是点燃式点火，而柴油机采用的是汽油机采用的是点燃式点火，而柴油机采用的是压燃压燃式点火式点火D.在压缩冲程中汽油机汽缸里的温度和压强比柴油在压缩冲程中汽油机汽缸里的温度和压强比柴油机机里的里的高高例 3学习目标学习目标解题秘方解题秘方：用用对比法对比法区别两种内燃机，要能找出两种区别两种内燃机，要能找出两种内燃内燃机的机的主要不同点。主要不同点。解析：解析：汽油机汽缸顶部是一个火花塞，而柴油机汽缸顶部汽油机汽缸顶部是一个火花塞，而柴油机汽缸顶部是一是一个喷油嘴，这是汽油机和柴油机在构造上
15、的区别。此个喷油嘴，这是汽油机和柴油机在构造上的区别。此外，外，汽油机汽油机和柴油机吸气冲程时吸入的工作物质、压缩冲和柴油机吸气冲程时吸入的工作物质、压缩冲程时的压缩程时的压缩程度程度及点火方式都有所不同。及点火方式都有所不同。答案：答案：C学习目标学习目标3.下列下列关于汽油机关于汽油机与柴油机与柴油机的说法错误的说法错误的是的是()A.汽油机和柴油机都汽油机和柴油机都属于属于内燃机内燃机B.汽油机适用于小型汽油机适用于小型汽车汽车，柴油机适用于，柴油机适用于载重载重汽车汽车C.柴油机与汽油机除柴油机与汽油机除使用使用的燃料不同外，的燃料不同外，在构造在构造上完全上完全相同相同D.在压缩冲程
16、中，柴油机在压缩冲程中，柴油机汽缸内气体被汽缸内气体被压缩程度压缩程度更大更大C学习目标学习目标知识点知识点火箭火箭41.喷气发动机喷气发动机(1)工作工作原理：喷气发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生原理：喷气发动机的燃料在燃烧室内燃烧后产生高温高温、高压、高压的气体的气体,这种气体从发动机尾部以极高的速这种气体从发动机尾部以极高的速度喷出度喷出,同时同时产生很大的反冲推力推动机身向前运动。产生很大的反冲推力推动机身向前运动。(2)分类分类：喷气发动机又分为空气喷气发动机和火箭：喷气发动机又分为空气喷气发动机和火箭喷气喷气发动机发动机两类。两类。学习目标学习目标2.液体液体燃料火箭燃料火箭(1)
17、构造构造：液体燃料火箭主要由燃料箱、氧化剂箱、输送：液体燃料火箭主要由燃料箱、氧化剂箱、输送装置装置、燃烧室、燃烧室和尾部喷口组成，如图和尾部喷口组成，如图4 所示。所示。学习目标学习目标(2)工作过程：输送系统按时按量地把燃料和氧化剂输送工作过程：输送系统按时按量地把燃料和氧化剂输送到到燃烧室燃烧室中中,用电火花点燃用电火花点燃,产生高温、高压气体产生高温、高压气体,燃烧燃烧产生产生的气体的气体以很大的速度从喷口喷出以很大的速度从喷口喷出,同时对火箭产生同时对火箭产生强大的强大的反冲反冲推力推力,使火箭前进。使火箭前进。学习目标学习目标易错提醒易错提醒火箭在发射时火箭在发射时的能量的能量转化
18、：转化：先由燃料先由燃料的化学能的化学能转化为转化为内能，内能，再由再由内能转化为机械能内能转化为机械能。火箭。火箭发射时机械能发射时机械能不守恒不守恒，这是同学们常这是同学们常出错出错的地方，他们的地方，他们误认为火箭误认为火箭上升，势能增上升，势能增加加动能动能就要减小，忽略了就要减小，忽略了内能内能转化为机械能这转化为机械能这一情况一情况。学习目标学习目标2023年年1月月9日日长征七号长征七号A运载火箭运载火箭托举托举“实践二十三实践二十三号号卫星卫星”在中国文昌航天发射场直冲云霄。下列说法中正在中国文昌航天发射场直冲云霄。下列说法中正确确的是的是()A火箭升空动力的施力物体是火箭的助
19、推器火箭升空动力的施力物体是火箭的助推器B火箭上升过程中，火箭相对于实践二十三号卫星是运火箭上升过程中，火箭相对于实践二十三号卫星是运动的动的C火箭也属于热机，能量转化与汽油机的做功冲程相同火箭也属于热机，能量转化与汽油机的做功冲程相同D火箭加速升空的过程中，火箭受到平衡力作用火箭加速升空的过程中，火箭受到平衡力作用例 4学习目标学习目标解题秘方解题秘方：明白火箭升空的原理是解题的关键。本题明白火箭升空的原理是解题的关键。本题综合综合性较强性较强，难度适中。，难度适中。解析解析：火箭对喷出的气体有向下的力，同时气体对火箭产火箭对喷出的气体有向下的力，同时气体对火箭产生生了向上了向上的动力，则此
20、动力的施力物体是燃气，受力物体的动力，则此动力的施力物体是燃气，受力物体是火箭；是火箭；火箭火箭发射过程中以实践二十三号卫星为参照物，发射过程中以实践二十三号卫星为参照物，长征七号长征七号A 运载火箭运载火箭的位置没有发生改变，所以火箭是静的位置没有发生改变，所以火箭是静止的止的；学习目标学习目标火箭火箭也属于热机也属于热机，发射，发射过程的能量转化是内能转化为机械过程的能量转化是内能转化为机械能，汽油机的做功能，汽油机的做功冲程的冲程的能量转化是内能转化为机械能，能量转化是内能转化为机械能，所以它们的能量转化相同；所以它们的能量转化相同；火箭火箭加速升空过程中，不是处加速升空过程中，不是处于
21、平衡状态，受到的是非平衡力。于平衡状态，受到的是非平衡力。答案：答案：C学习目标学习目标4.某某社团老师带领社团老师带领学生们学生们制作了水火箭，制作了水火箭，使用打气筒使用打气筒向水向水火箭内火箭内不断打气不断打气，当内部气体，当内部气体压强增大压强增大到一定程度时，到一定程度时，会使会使水从水火箭中向下水从水火箭中向下喷出喷出，从而使水火箭升空，从而使水火箭升空。学习目标学习目标结合结合材料，你认为材料，你认为以下说法以下说法错误的错误的是是()A.利用打气筒向水利用打气筒向水火箭内火箭内打气的过程，水打气的过程，水火箭火箭中空气的内中空气的内能增大能增大B.使用打气筒打气时使用打气筒打气时能量能量转化过程与转化过程与汽油机的汽油机的压缩压缩冲程冲程 相同相同C.水火箭加速升空水火箭加速升空阶段机械能阶段机械能增大增大D.水向下喷出会使水水向下喷出会使水火箭火箭升空是由于力的升空是由于力的作用作用是相互的是相互的C学习目标学习目标热机热机 火箭火箭热机热机其他热机其他热机内燃机内燃机柴油机柴油机汽油机汽油机结构结构工作原理、过程工作原理、过程
