12.4　热机与社会发展 导学案（学生版+答案版） 2025-2026学年物理沪粤版九年级上册

12.4　热机与社会发展 学习目标 1. 了解汽油机的组成。 2. 了解汽油机的工作原理和工作过程以及工作过程中冲程的图像识别。 3. 了解汽油机和柴油机的区别。 4. 了解热机的效率以及热机对环境的影响。 任务一　热机 如图所示，通过回答下列问题我们来探究热机的知识。 问题1：当点燃酒精灯后一段时间，你观察到了什么现象？ 问题2：在上述现象中发生的能量转化是什么？ 1. 热机的定义：通过燃料燃烧获得内能，并把内能转化为机械能的机器。 2. 热机的种类：蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等。 3. 内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，分为汽油机和柴油机。 【应用1】下列装备的动力装置不是热机的是( ) A. 新能源电动汽车 B. “东风号”远洋轮船 C. 国产大飞机C919 D. “长征五号”运载火箭 任务二　汽油机 我们知道，小汽车、飞机、摩托车都使用汽油机，通过回答下列问题来探究汽油机是怎样工作的。 问题1: 汽油机的燃料是 。 问题2：汽油机主要由气缸、 、 、 、活塞、曲轴、连杆组成。 问题3：汽油机工作时一个工作循环有 个冲程。 1. 汽油机主要部件的作用 (1)气缸：汽油在气缸的顶部燃烧，从而产生高温、高压燃气。 (2)活塞：在气缸内，高温、高压燃气推动活塞做功，将燃气的内能转化为机械能。 (3)连杆和曲轴：连杆与活塞相连，曲轴通过传动装置与工作机相连，将活塞的动力传给工作机。 (4)进气门：汽油和空气形成的燃料混合物的进口。 (5)排气门：燃料燃烧后，废气的出口。 (6)火花塞：点火装置，能产生电火花，使燃料混合物猛烈燃烧。 2. 工作过程：汽油机工作时，活塞在气缸里做往复运动，活塞从气缸的一端运动到另一端的过程叫做一个冲程(也可称行程)。常见的汽油机要正常工作，必须连续完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且不断循环进行。 (1)吸气冲程：进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，将空气和汽油的混合物吸入气缸。 (2)压缩冲程：进气门和排气门都关闭，活塞由下向上运动，压缩混合物，使混合物的温度升高。 (3)做功冲程：在压缩冲程末期，火花塞产生火花，混合物猛烈燃烧，形成高温、高压气体，推动活塞向下运动，对外做功。 (4)排气冲程：进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，将废气排出。 　　　 点拨：(1)在四个冲程中压缩冲程涉及的能量转化：机械能转化为内能。做功冲程涉及的主要能量转化：内能转化为机械能。 (2)在四个冲程中，只有做功冲程对外做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性带动活塞完成，周而复始，使汽油机持续转动下去。 (3)汽油机一个工作循环有四个冲程，对外做功一次，飞轮转动两次，活塞往返两次。 【应用2】(2025·佛山检测)如图所示是四冲程汽油机的其中一个冲程的剖面图，下列说法正确的是( ) A. 该冲程是做功冲程 B. 该冲程过程中气缸内混合气体内能增加 C. 该冲程过程中内能转化成机械能 D. 该冲程过程能给外界提供动力 任务三　热机的效率 使用任何机械都存在效率问题，那么热机的效率是怎样的呢？我们通过下列问题来学习热机的效率。 问题1：内燃机工作时，损失的能量有哪些？ 问题2：汽油机的效率为 。 1. 定义：热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率(η)。(比值定义法) 2. 计算公式：η＝×100%。 3. 物理意义：热机的效率是热机性能的重要指标。热机的效率表示使用热机时对燃料的利用率的高低，热机的效率高，在做功同样多的情况下，就消耗更少的燃料，节约能源。 4. 提高热机效率的方法 (1)使燃料充分燃烧；(2)尽量减少各种热量损失；(3)利用废气的能量(废气带走的能量最多)；(4)注意保养，保证良好的润滑，减少因克服摩擦阻力而额外消耗的能量。 5. ... ...