《九年級物理全冊 第14章 內(nèi)能的利用 第1節(jié) 熱機(jī)課件 （新版）新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《九年級物理全冊 第14章 內(nèi)能的利用 第1節(jié) 熱機(jī)課件 （新版）新人教版（17頁珍藏版）》請?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、尖子生學(xué)案人教版物理 九年級上冊 第 十 四 章 內(nèi) 能 的 利 用 汽 油 機(jī) 四 個(gè) 沖 程 的 判 斷 (規(guī) 律 方 法 )氣 門 的 開 與 關(guān)活 塞 運(yùn) 動 方 向沖 程 名 稱 吸 氣 沖 程 排 氣 沖 程 壓 縮 沖 程 做 功 沖 程只 有 一 個(gè) 氣 門 打 開 兩 個(gè) 氣 門 都 關(guān) 閉活 塞 向 下 活 塞 向 下活 塞 向 上 活 塞 向 上 判 斷 汽 油 機(jī) 工 作 的 四 個(gè) 沖 程 應(yīng) 抓 住 兩 點(diǎn) :一 是氣 門 的 開 與 關(guān) ;二 是 活 塞 的 運(yùn) 動 方 向 .如 下 表 所 示 : (宜 昌 中 考 )如 圖 14 - 6所 示 的 四 個(gè) 沖
2、程 不是 按 照 熱 機(jī) 正 常 工 作 的 順 序 排 列 的 ,你 認(rèn) 為 讓 汽車 獲 得 動 力 的 沖 程 是 ( ) 解 析 汽 油 機(jī) 的 四 個(gè) 工 作 沖 程 是 :吸 氣 、 壓 縮 、 做 功 和 排 氣 ,區(qū) 別 它 們 的 依 據(jù) 有 活 塞 的 運(yùn) 動 方 向 、 進(jìn) 氣 門 和 排 氣 門 的 開 閉 情況 ,如 活 塞 向 下 運(yùn) 動 、 進(jìn) 氣 門 和 排 氣 門 都 關(guān) 閉 時(shí) ,燃 氣 推 動 活 塞做 功 ,是 做 功 沖 程 ,就 是 這 個(gè) 沖 程 讓 汽 車 獲 得 動 力 .故 正 確 答 案為 B. B例 1 1.如 圖 表 示 的 是 汽 油
3、 機(jī) 的 沖 程 ;在 壓 縮沖 程 中 ,是 通 過 方 式 增 加 氣 體 內(nèi) 能 的 . 提 示 :圖 中 所 示 進(jìn) 氣 門 和 排氣 門 都 關(guān) 閉 ,活 塞 向 下 運(yùn) 動 ,火花 塞 發(fā) 出 電 火 花 ,所 以 是 做 功沖 程 ;在 壓 縮 沖 程 中 ,通 過 壓 縮氣 體 做 功 的 方 式 使 氣 體 內(nèi) 能 增加 . 做 功做 功 內(nèi) 燃 機(jī) 的 一 個(gè) 工 作 循 環(huán) 要 經(jīng) 歷 四 個(gè) 沖 程 ,活 塞 往 復(fù) 運(yùn) 動兩 次 ， 曲 軸 轉(zhuǎn) 動 兩 周 ， 對 外 做 功 一 次 。沖 程 、 轉(zhuǎn) 速 、 做 功 間 的 關(guān) 系 (易 錯(cuò) 點(diǎn) ) 例 2 一 個(gè)
4、單 缸 四 沖 程 柴 油 機(jī) 的 飛 輪 轉(zhuǎn) 速 為1800轉(zhuǎn) /分 ,則 此 柴 油 機(jī) 每 秒 鐘 內(nèi) ( )A.完 成 30個(gè) 工 作 循 環(huán) ,做 功 30次B.完 成 15個(gè) 工 作 循 環(huán) ,做 功 15次C.完 成 30個(gè) 工 作 循 環(huán) ,做 功 15次D.完 成 15個(gè) 工 作 循 環(huán) ,做 功 30次 B 解 析 對 于 四 種 程 內(nèi) 燃 機(jī) ,一 個(gè) 工 作 循 環(huán) 包 括 四 個(gè) 沖程 ,四 個(gè) 沖 程 中 ,曲 軸 轉(zhuǎn) 動 兩 周 ,只 有 做 功 沖 程 燃 氣 對 外做 功 ,即 存 在 這 樣 一 個(gè) 關(guān) 系 式 :一 個(gè) 工 作 循 環(huán) =4個(gè) 沖 程 =
5、曲 軸 轉(zhuǎn) 動 2轉(zhuǎn) =做 功 1次 .題 目 中 飛 輪 轉(zhuǎn) 速 為 1800轉(zhuǎn) /分 ,即30轉(zhuǎn) /秒 ,根 據(jù) 上 述 關(guān) 系 可 知 ,相 當(dāng) 于 每 秒 完 成 15個(gè) 工 作循 環(huán) ,做 功 15次 ,故 正 確 答 案 為 B. 2.一 臺 四 沖 程 柴 油 機(jī) ,它 的 轉(zhuǎn) 速 是 800 r/min,做 功 沖 程 推 動 活 塞 一 次 做 功 1500 J,那 么這 臺 柴 油 機(jī) 的 功 率 為 ( )A.10 kW B.15 kWC.20 kW D.120 kW提 示 :柴 油 機(jī) 的 飛 輪 每 轉(zhuǎn) 2周 ,做 功 一 次 ,而 該 柴 油機(jī) 的 轉(zhuǎn) 速 是 80
6、0 r/min,即 1分 鐘 內(nèi) 轉(zhuǎn) 800 r,做 功 400次 ,故 這 臺 柴 油 機(jī) 的 功 率 .A 4400 1500 10 10 60W JP W kWt s 實(shí) 際 應(yīng) 用 題 當(dāng) 手 扶 拖 拉 機(jī) 的 柴 油 機(jī) 出 現(xiàn) 故 障 而 使轉(zhuǎn) 速 急 劇 增 加 ,正 常 操 作 已 經(jīng) 不 能 使 它 停 轉(zhuǎn) (這 種 故 障 叫“ 飛 車 ” )時(shí) ,下 列 應(yīng) 急 措 施 中 可 行 的 是 ( ) A.捂 住 進(jìn) 氣 口B.立 即 找 一 個(gè) 隔 熱 的 東 西 捂 住 排 氣 口C.腳 踏 剎 車 板 ,同 時(shí) 手 拉 制 動 器D.讓 它 空 轉(zhuǎn) ,等 油 全 部
7、耗 完 自 動 停 下 解 析 柴 油 機(jī) 是 把 內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 的 機(jī) 器 ,“ 轉(zhuǎn) 速 急劇 增 加 ” 說 明 內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 增 多 以 致 失 去 控 制 ,“ 正 常操 作 已 不 能 使 它 停 轉(zhuǎn) ” 說 明 關(guān) 閉 油 門 、 剎 車 等 措 施 都 已 失靈 .要 使 拖 拉 機(jī) 停 轉(zhuǎn) ,必 須 阻 止 內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 ,若 無 內(nèi) 能來 源 ,拖 拉 機(jī) 即 可 停 轉(zhuǎn) ,而 內(nèi) 能 是 由 柴 油 燃 燒 轉(zhuǎn) 化 而 來 的 ,只要 沒 有 空 氣 吸 入 汽 缸 ,就 能 阻 止 柴 油 燃 燒 .故 正 確 答 案
8、 為 A.A例 1【 解 題 歸 納 】 本 題 很 容 易 誤 選 D項(xiàng) ,事 實(shí) 上 讓 內(nèi) 燃 機(jī) 空 轉(zhuǎn) ,等油 全 部 耗 完 自 動 停 下 不 但 等 候 時(shí) 間 過 長 ,浪 費(fèi) 燃 油 ,更 易 使 內(nèi)燃 機(jī) 部 件 因 不 能 正 常 工 作 而 損 壞 ,而 且 緊 急 情 況 下 可 能 會 發(fā)生 事 故 ,故 不 可 取 . 實(shí) 際 應(yīng) 用 題 科 學(xué) 家 發(fā) 明 了 一 款 單 缸 六 沖 程 內(nèi) 燃 機(jī) ,它 每 一 個(gè) 工 作 循 環(huán) 的 前 四 個(gè) 沖 程 與 單 缸 四 沖 程 內(nèi) 燃 機(jī) 相 同 .在 第 四 沖 程 結(jié) 束 后 ,立 刻 向 汽 缸 內(nèi)
9、噴 水 ,水 在 高 溫 汽 缸 內(nèi) 迅速 汽 化 成 高 溫 、 高 壓 的 水 蒸 氣 ,推 動 活 塞 再 次 做 功 ,水 蒸 氣溫 度 (填 “ 升 高 ” “ 降 低 ” 或 “ 不 變 ” ),其 內(nèi) 能 (填 “ 增 大 ” “ 減 小 ” 或 “ 不 變 ” ),這 樣 燃 燒 同 樣 多 的 燃 料獲 得 了 更 多 的 機(jī) 械 能 ,提 高 了 熱 機(jī) 的 效 率 .為 進(jìn) 入 下 一 個(gè) 工作 循 環(huán) ,這 款 內(nèi) 燃 機(jī) 的 第 六 沖 程 應(yīng) 是 沖 程 . 解 析 在 第 四 沖 程 結(jié) 束 后 ,立 即 向 汽 缸 內(nèi) 噴 水 ,水 在 高 溫 汽缸 內(nèi) 迅 速
10、 汽 化 成 高 溫 、 高 壓 水 蒸 氣 ,推 動 活 塞 再 次 做 功 ,水 蒸氣 溫 度 降 低 ,內(nèi) 能 減 小 ,這 樣 燃 燒 同 樣 多 的 燃 料 獲 得 了 更 多 的機(jī) 械 能 ,提 高 了 熱 機(jī) 的 效 率 ,為 進(jìn) 入 下 一 個(gè) 工 作 循 環(huán) ,這 款 內(nèi) 燃機(jī) 的 第 六 沖 程 是 排 氣 沖 程 .例 2降 低 減 小排 氣 學(xué) 科 綜 合 題 如 圖 14 - 7所 示 是 四 沖 程 汽 油 機(jī) 工作 示 意 圖 ,其 中 壓 縮 沖 程 是 把 能 轉(zhuǎn) 化 為 能 .如 圖 14 - 8甲 、 乙 所 示 是 我 們 課 堂 演 示 的 兩 個(gè) 實(shí)
11、 驗(yàn) ,與 壓 縮 沖 程 原 理 相 同 的 是 實(shí) 驗(yàn) .機(jī) 械例 3 解 析 壓 縮 沖 程 是 把 機(jī) 械 能 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能 的 過 程 ;甲 圖 是 用 力將 活 塞 壓 下 ,活 塞 對 空 氣 做 功 ,空 氣 的 內(nèi) 能 增 大 ,溫 度 升 高 ,達(dá)到 了 棉 花 的 著 火 點(diǎn) ,棉 花 就 會 燃 燒 .是 通 過 對 物 體 做 功 來 增 大物 體 內(nèi) 能 的 ,即 是 將 機(jī) 械 能 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能 的 過 程 ;乙 圖 對 試 管 中的 水 加 熱 ,加 快 水 的 蒸 發(fā) ,使 試 管 中 水 的 內(nèi) 能 增 大 ,體 積 膨 脹 ,對 外 做 功 ,
12、使 塞 子 飛 出 去 ,內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 塞 子 的 機(jī) 械 能 .因 此 與 壓縮 沖 程 原 理 相 同 的 是 甲 實(shí) 驗(yàn) .14 - 7 甲 14 8 乙 內(nèi)甲 探 索 創(chuàng) 新 題 如 圖 14 - 9所 示 是 某 種 內(nèi) 燃 機(jī) 某 一沖 程 的 示 意 圖 ,由 圖 可 知 :(1)這 種 內(nèi) 燃 機(jī) 是 機(jī) .(2)它 表 示 的 是 沖 程 .(3)在 這 個(gè) 沖 程 中 能 轉(zhuǎn) 化 為 能 .(4)完 成 這 一 沖 程 ,曲 軸 和 飛 輪 轉(zhuǎn) 轉(zhuǎn) .(5)仔 細(xì) 觀 察 其 銘 牌 ,可 見 1800 r/min字 樣 ,則 它 正 常 工 作時(shí) 1 s對 外 做
13、功 次 . 圖 14 - 9 解 析 根 據(jù) 汽 缸 頂 部 是 噴 油 嘴 可 判 斷 它 是柴 油 機(jī) .根 據(jù) 兩 個(gè) 氣 閥 都 關(guān) 閉 且 活 塞 向 上 處 于壓 縮 沖 程 ,此 沖 程 內(nèi) 活 塞 壓 縮 汽 缸 內(nèi) 氣 體 ,使 缸內(nèi) 氣 體 內(nèi) 能 增 大 、 溫 度 升 高 ,其 能 量 轉(zhuǎn) 化 是 機(jī)械 能 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能 ,每 完 成 一 個(gè) 沖 程 ,曲 軸 與 飛 輪只 轉(zhuǎn) 半 轉(zhuǎn) ,由 于 1800 r/min=30 r/s,即 曲 軸 與飛 輪 每 秒 轉(zhuǎn) 30轉(zhuǎn) ,再 根 據(jù) 轉(zhuǎn) 數(shù) 是 做 功 次 數(shù) 的 2倍可 知 每 秒 鐘 做 功 15次 . 柴
14、 油壓 縮例 4 機(jī) 械 半15 內(nèi) 閱 讀 材 料 題 (2015 赤 峰 中 考 )閱 讀 短 文 ,回 答 問題 : 從 火 車 到 火 箭 生 產(chǎn) 的 發(fā) 展 需 要 強(qiáng) 大 的 動 力 .17世 紀(jì) ,人 類 發(fā) 明 了 熱 機(jī) .最 早 的 熱 機(jī) 是 蒸 汽 機(jī) .在 鍋 爐 里 把 水 燒 成 水 蒸 氣 ,水 蒸 氣 在汽 缸 里 推 動 活 塞 做 功 .原 始 的 蒸 汽 機(jī) 不 便 于 使 用 交 通 運(yùn) 輸 的 發(fā) 展 迫 切 需 要 輕 便 的 熱 機(jī) .于 是 ,內(nèi) 燃 機(jī) 應(yīng)運(yùn) 而 生 .內(nèi) 燃 機(jī) 分 為 汽 油 機(jī) 、 柴 油 機(jī) 兩 大 類 .汽 油 機(jī)
15、是 1876年 發(fā) 明 的 ,柴 油 機(jī) 是 1892年 發(fā) 明 的 .內(nèi) 燃 機(jī) 行 駛 時(shí) 不 需 要 攜帶 很 多 的 水 和 煤 ,不 但 輕 便 ,效 率 也 提 高 了 早 期 的 飛 機(jī) 是 由 內(nèi) 燃 機(jī) 提 供 動 力 的 .從 上 世 紀(jì) 40年 代 開始 ,飛 機(jī) 上 越 來 越 多 的 使 用 噴 氣 發(fā) 動 機(jī) ,它 向 后 高 速 噴 出 氣體 ,從 而 獲 得 前 進(jìn) 的 動 力 .在 功 率 相 同 時(shí) ,噴 氣 發(fā) 動 機(jī) 比 內(nèi) 燃機(jī) 更 輕 便 例 5 解 析 (1)在 功 率 相 同 時(shí) ,蒸 汽 機(jī) 最 重 ,內(nèi) 燃 機(jī) 次 之 ,噴 氣 發(fā) 動 機(jī)
16、最 輕 ,因 此 蒸 汽 機(jī) 、 內(nèi) 燃 機(jī) 、 噴 氣 發(fā) 動 機(jī)的 重 力 依 次 減 小 ; (2)汽 油 機(jī) 與 柴 油 機(jī) 的 構(gòu) 造 不 同 ,汽 油 機(jī) 的 頂 部 為 火 花塞 ,柴 油 機(jī) 的 頂 部 為 噴 油 嘴 ;(3)汽 油 機(jī) 工 作 過 程 中 燃 料 的 化 學(xué) 能 先 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能 ,內(nèi)能 再 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 .根 據(jù) 材 料 內(nèi) 容 ,回 答 下 列 問 題 :(1)在 功 率 相 同 時(shí) ,蒸 汽 機(jī) 、 內(nèi) 燃 機(jī) 、 噴 氣 發(fā) 動 機(jī) 的 重力 依 次 (填 “ 增 大 ” 或 “ 減 小 ” ).(2)在 結(jié) 構(gòu) 上 汽 油 機(jī) 的
17、頂 部 是 火 花 塞 ,柴 油 機(jī) 的 頂 部 是 .(3)汽 油 機(jī) 工 作 過 程 中 燃 料 的 化 學(xué) 能 先 轉(zhuǎn) 化 為 內(nèi) 能 ,內(nèi)能 再 轉(zhuǎn) 化 為 . 減 小噴 油 嘴 機(jī) 械 能 實(shí) 驗(yàn) 探 究 題 如 圖 14 - 10所 示 ,取 一 只 透 明 膠卷 盒 ,底 部 鉆 一 小 孔 ,剛 好 能 將 電 子 式 火 花 發(fā) 生 器 的 放電 針 管 緊 緊 地 塞 進(jìn) 孔 中 ,打 開 塑 料 盒 蓋 ,向 盒 中 滴 入 數(shù)滴 酒 精 ,再 將 盒 蓋 蓋 緊 ,然 后 按 動 電 火 花 發(fā) 生 器 的 按 鈕 .(1)實(shí) 驗(yàn) 中 ,你 將 觀 察 到 的 現(xiàn) 象
18、是 : .(2)影 響 實(shí) 驗(yàn) 成 敗 的 原 因 可 能 有 許 多 ,請 你 寫 出 其 中 的一 個(gè): .(3)在 此 過 程 中 ,酒 精 燃 燒 后 的 燃 氣 對 外 做 功 ,燃 氣 的 能 減 少 ,轉(zhuǎn) 化 為 能 .(4)根 據(jù) 這 個(gè) 原 理 ,可 以 制 造 出 的 機(jī) 器 是 . 圖 14 - 10 解 析 (1)電 子 式 火 花 發(fā) 生 器 點(diǎn) 火 后 ,觀 察 到 的 現(xiàn) 象 是 酒 精 燃 燒 產(chǎn) 生 的 內(nèi) 能 會使 塑 料 盒 蓋 飛 出 去 ;(2)塑 料 盒 蓋 蓋 得 太 緊 或 酒 精 太 少 等 會 影響 實(shí) 驗(yàn) 的 成 敗 ;(3)酒 精 燃 燒
19、 后 產(chǎn) 生 的 內(nèi) 能 對 外 做 功 ,燃 氣的 內(nèi) 能 減 少 ,內(nèi) 能 轉(zhuǎn) 化 為 機(jī) 械 能 ;(4)根 據(jù) 燃 料 燃 燒 產(chǎn) 生 的 內(nèi) 能 做 功 這 個(gè) 原 理 ,可 以制 造 出 的 機(jī) 器 是 熱 機(jī) . 例 6 塑 料 盒 蓋 飛 出 去塑 料 盒 蓋 蓋 得 太 緊 或 酒 精 太 少 等內(nèi) 機(jī) 械 熱 機(jī) 排 量 2.0 L輸 出 功 率 120 kW轉(zhuǎn) 速 6000 r/min 有 一 臺 四 缸 發(fā) 動 機(jī) ,其 主 要 技 術(shù) 指 標(biāo) 如 下 表 .其 中 排 量等 于 四 個(gè) 汽 缸 工 作 容 積 的 總 和 ,汽 缸 工 作 容 積 指 活 塞 從 上
20、止點(diǎn) 到 下 止 點(diǎn) 所 掃 過 的 容 積 ,又 稱 單 缸 排 量 ,它 取 決 于 活 塞 的面 積 和 活 塞 上 下 運(yùn) 動 的 距 離 (即 沖 程 長 ).轉(zhuǎn) 速 表 示 每 分 鐘 曲軸 或 飛 輪 所 轉(zhuǎn) 的 周 數(shù) .例 7 推 理 題 (2)在 每 個(gè) 做 功 沖 程 里 ,發(fā) 動 機(jī) 做 功 W= J. (1)該 發(fā) 動 機(jī) 在 1 s內(nèi) 做 的 功 為 J,1 s內(nèi) 共 有 個(gè) 做 功 沖 程 ,單 缸 排 量 V= L. 解 析 (1)發(fā) 動 機(jī) 在 1 s內(nèi) 做 功 :W=Pt=120 103W 1s=1.2 105J;因 為 轉(zhuǎn) 速 為 6000 r/min,四
21、 沖 程 內(nèi) 燃 機(jī) 每 個(gè) 工 作 循 環(huán) 曲軸 轉(zhuǎn) 兩 周 、 做 功 一 次 ,所 以 1 s內(nèi) 做 功 50次 ;四 缸 總 排 量為 2.0 L,則 單 缸 排 量 : 2.00 0.55 LV L 解 析 (2)發(fā) 動 機(jī) 在 1 s內(nèi) 做 功 1.2 105J,發(fā) 動 機(jī) 有 四個(gè) 缸 同 時(shí) 工 作 ,所 以 每 個(gè) 缸 1 s內(nèi) 做 功 :又 1 s內(nèi) 做 功 50次 ,故 每 個(gè) 做 功 沖 程 做 功 : 5 41 1.2 10 3 104W J J 41 3 10 60050W J J 1.2 10550 0.5600 (3)在 做 功 沖 程 里 ,燃 氣 對 活 塞 所 做 的 功 可 表 示 為W=pV,式 中 p表 示 燃 氣 對 活 塞 的 壓 強(qiáng) ,則 p= Pa. 解 析 V=0.5 L=0.5 10-3m3,所 以 燃 氣 對 活塞 的 壓 強(qiáng) : ,W pV 63 3600 1.2 100.5 10W Jp PaV m 1.2 106
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