第十四章内能利用导学案

14.1
编制:李莉 备课组长:

热机
挂联领导:

导学目标知识点: 1. 知道什么是热机、热机中的能量转化、四冲程内燃机的构造和工作原理. 2.了解汽油机和柴油机的工作过程和在实际中的应用.3. 从能量转化的角度认识燃料的热值 导学过程 自学指导一:热机 观察演示实验,思考下面的问题 现象:软木塞冲出;管口有“白汽”产生。能量转化: 说明: 水蒸汽对木塞做功,内能减少,它的温度下降,水蒸汽液化成小水珠。 1、 热机: 2、 热机的种类: 3、 内燃机 (一) 内燃机的定义: (二)内燃机的种类: 自学指导二:内燃机的构造及工作原理: 1、汽油机 (1)汽油机构造 (2)汽油机(内燃机)的工作过程 A、吸气冲程 进气门 ,排气门 ,活塞 运

汽 油 和 空 气

动, B、压缩冲程

组成的燃料混合物从进气门吸入气缸。

进气门和排气门都

,活塞

,燃料混

合物被压缩,压强增大,温度升高,机械能、化学 能转化为内能。 C、做功冲程

1

在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的燃 气,推动活塞 运动,并通过连杆带动曲轴转动。把内能转化成机械能。 D、排气冲程 进气门关闭,排气门打开,活塞 ,把废气排出气缸。

燃 烧 后 的 废 气
拖拉机、坦克上面。

2、柴油机:基本与汽油机相同 3、内燃机的应用 (1)汽油机的应用: 汽油机比较轻巧, 常用在汽车、 飞机和小型农业机械上面。 (2)柴油机的应用: 柴油比较便宜, 但柴油机比较笨重, 主要用在载重汽车、

自学指导三:汽油机和柴油机的异同点 相同点:1.基本构造和主要部件的作用相似。 2 .每个工件循环都经历四个冲程:吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 3 .四个冲程中,只有做功冲程对外做功,其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 4 .一个工作循环中,活塞往复两次,飞轮转动两周,做功一次。 不同点:1.构造不同:汽油机气缸顶有火花塞,而柴油机气缸顶部有喷油嘴。 2 .燃料不同:汽油机的燃料是汽油,而柴油机的燃料是柴油。 3 .吸气不同:汽油机吸进汽油和空气的混合气体,柴油机只吸进空气。 4 .点火不同:汽油机属点燃式点火,柴油机属压燃式点火。 课后练习: 1.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩,汽缸中的. . . . . ( ) A.压强增大,温度降低 B.压强减小,温度升高; C.压强增大,温度升高;D.压强减小,温度降低 2.一台四冲程内燃机的飞轮转速为 1800 rad/min,它1s 完成( A.30 个冲程,做了 30 次功 C.120 个冲程,做了 30 次功 B.60 个冲程,做了 60 次功 D.60 个冲程,做了 15 次功 )

3、有关四冲程内燃机的叙述中,不正确的是( ) A 工作中只有做功冲程把内能转化为机械能 B 工作中压缩冲程是把内能转化为机械能 C.工作开始时要靠外力启动 4、汽油机一个工作循环经过 程中, 只有 冲程对外做功, D.每一个工作循环,燃气只做功一次 冲程、 能转化为 冲程、 冲程、 冲程;四个冲 来完成的。 能, 其余冲程都是

5、单缸四冲程内燃机工作时,依靠飞轮惯性来完成的是 A.只有吸气和压缩两个冲程 C.只有排气和吸气两个冲程 B.只有压缩和排气两个冲程 D.有吸气、压缩和排气三个冲程 运动; (2)温

6、.如图所示,在气缸 A 中密封有压缩空气,B 是一种被销钉 K 锁住的活塞,C 是一个温度计.若 活塞与气缸壁间没有摩擦,当把销钉拔出后,将看到的现象: (1)活塞将向 度计的示数将 ,因为 .

2

14.2
编制:李莉 备课组长:

热机效率
挂联领导:

导学目标知识点: 1、 知道了解燃料的热值;2、会计算热机的效率;3、知道提高热机效率的一般措施 导学过程 复习:1、燃料燃烧的过程是 自学指导一:燃料的热值 1、 燃料:日常生活中常用到的燃料有哪些? 2、 燃料的热值 (1)定义: ,叫做这种燃料的热值。 能转变为 能的过程。

注意:热值是反映燃料燃烧时化学能转化为内能的本领的大小的物理量,同种燃料的热值与燃料 的质量、体积及燃烧情况无关。 (2) 、热值的符号: (3) 、公式: (4) 、物理意义:无烟煤的热值为 3.4×107J/kg,表示 液化气的热值为 4.9×107J/m3,表示 单位:固体和液体燃料: 气体燃料:

针对练习:有一种燃料完全燃烧 100g,放出的热量为 3、3×106 J,求出这种燃料的热值是多少?

自学指导二:热机效率 1、热机效率:用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比,叫热机效率 η = 2、提高热机效率的主要途径: 减少热机工作中的各种能量损失

3、热机带来的环境污染问题 课后练习: 1、汽油的热值是 4.6×107J/kg,现有汽油 500g,若燃烧一半,剩余汽油的热值是________J/kg。 2、焚烧生活垃圾放出的热量用来发电,是综合利用垃圾的一种方法,据资料显示,仅 2001 年全 国城市生活垃圾就达 1.5×108t.若焚烧 1t 垃圾可放出 1.5×1010J 的热量,如果将 2001 年我国的 城市生活垃圾全部焚烧,则放出的热量是___________J,它相当于________kg 煤炭完全燃烧放出 的热量(煤炭的热值为 3.0×107J/kg) 。 3、一支蜡烛在燃烧过程中,它的( A.质量变小,比热容变小,热值变小 C.质量不变,比热容不变,热值变小 ) B.质量变小,比热容变小,热值不变 D.质量变小,比热容不变,热值不变
3

4、干木材的热值是 1.2×107J/kg,它的物理意义是____________________.要放出 3.6 × 107J 的热量,需要完全燃烧__________kg 的干木材。 5、一台内燃机运行时各种能量损耗大致为:汽缸散热损失占 25%,废气带走的能量占 30%,摩 擦等机械损耗占 10%,则它的机械效率为 。

6、随着人们物质生活水平逐步提高,农村的厨灶发生了革命性的变化。煤球炉、沼气灶和液化气 灶等灶具已走进家庭.液化气与煤相比,热学方面突出的优点是 _______________; 环保方面突出的 优点是 __________ ____ 。若要将 2.5kg 初温为 20 ℃的水加热到 80 ℃ , 至少需要燃烧

________m3 的液化气. [ C 水=4.2×103J/(kg?℃),q 液化气=5.0×107J/ m3 ] 7、桔杆野外焚烧,既不安全又不环保,且浪费能源,若回收再利用,既可产生沼气,又可产生肥 料。100kg 桔杆可产生沼气 1m3,若完全燃烧这部分沼气可产生热量_________J,不计热量损失, 这些热量可以使_________kg 的水温度升高 50℃。已知沼气热值为 4.2× 107J/m3、水的比热容为 4.2× 103J/(kg· ℃) 8、在常温常压下,完全燃烧___________酒精放出的热量可以使 1Okg 水的温度升高 5O℃. (假 设酒精燃烧放出的热量完全被水吸收,酒精热值为 3.OxlO7J/kg) 9、在汽油机的一个工作循环中,内能转化为机械能的是 耗汽油 7kg,这些汽油完全燃烧能放出 冲程;某晶牌汽车行驶 100 公里消

J 的热量.(汽油的热值 q=4.6× 107 J/kg )

10、甲、乙两汽车,甲的汽油机效率比乙的汽油机效率高,这表明( A.甲做功比乙多 B.甲做功比乙快

C.甲消耗的汽油比乙少 D.以相同的牵引力行驶相同的路程,甲耗油比乙少 11、关于燃料和热值,以下说法正确的是( A.燃料热值与燃料的燃烧情况无关 B.容易燃烧的燃料,热值一定大 C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多 D.为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料 12、某中学为学生供应开水,用锅炉将 200 ㎏的水从 25℃加热到 100℃,燃烧了 6 ㎏的无烟煤。 [水的比热容是 4.2×103J/(㎏·℃),无烟煤的热值是 3.4×107J/㎏] 试求: (1)锅炉内 200 ㎏的水吸收的热量是多少 J? (2)6 ㎏无烟煤完全燃烧放出的热量是多少 J? (3)此锅炉的效率是多少 )

13、某单缸四冲程汽油机的气缸活塞面积为 30cm2,一个冲程活塞在气缸中移动的距离是 50mm, 满负荷工作时做功冲程燃气的平均压强为 9.0×lO5Pa,飞轮 lmin 转动 1800 周,当汽油机满负荷
4

工作时(不计摩擦) ,若 1min 消耗汽油 0.01L.汽油的密度ρ =0.8×103kg/m3; 汽油的热值为 4.6×l07J/kg.求: (1)做功冲程中燃气对活塞的平均压力; (2)一个做功冲程中燃气对活塞做的功; (3)汽油机的功率. (4)该汽油机的效率.

课题:14.3
编制:李莉 备课组长:

能量的转化与守恒
挂联领导:

导学目标知识点: (1)知道能量守恒定律。 (2)能用能量的转化与守恒的观点解释有关物理现象。 导学过程: 自学指导一:能量的转化 观察,能量是怎么变化的? 电热毯 电动机 木炭燃烧 热机做功冲程 晒太阳 太阳能电池板 电灯泡 给电池充电 萤火虫 电池对外供电 太阳帆(光照产生压强) 摩擦生热

科学工作者经过长时间的探索,发现自然界的各种现象不是孤立的,而是互相联系的 自学指导二:能量守恒定律 1、能量守恒定律:

注:怎样理解转化和转移(分析能量前后是否发生变化) 2、永动机无法实现 (“永动机“:不消耗任何能量和燃料,却源源不断对外做功的机器)。现实生 活中不存在。 针对练习: 1.下列关于能量转化的实例,你认为说法正确的是( A.水轮机带动发电机发电——电能转化为机械能 C. 汽油机的做功冲程——机械能转化为内能
5

) B.燃料燃烧——化学能转化为内能 D. 给蓄电池充电——化学能转化为电能

2.火箭发射升空时,燃料通过燃烧将 又将内能转化为火箭的 课后练习: 1、 自然界有多种形式的能量, 如 ①石块从空中落下是由____ ______ 、 和 能.

能转化为燃气的内能,燃气对火箭做功,

等。 说出下述过程能量之间的转化关系。 __; ③电动机工作是由 __;⑥ __; 能;若斜面

__; ②水力发电是由______

__;④用电炉烧水是由____

__;⑤电灯发光是由______

火力发电是由______

__; ⑦乒乓球从台板上跳起来是由______ 能转化为

2、一个小球从斜面上滑下,若斜面光滑,则此过程中是小球的 粗糙,则此过程中是小球的 是 。 (不计空气阻力) 能转化成了 能和

能,且三者的关系

3、从能的转化和守恒的观点来看,用热传递来改变物体的内能,实际上是 做功方法来改变物体的内能,实际上是 的过程

的过程,用

4、当水壶中的水烧开时,壶盖会被顶起,从能量转化的观点看,这是水蒸气的_________能转化 为壶盖的 能。

5、对下列现象中的能量转化,说法正确的是 A 电动机工作时,消耗的电能大部分转化为内能 B 电解水的过程中,电能转化为化学能 C.燃料燃烧时,其化学能转化为机械能 D.电磁感应现象中,电能转化为机械能 6、我国是世界上第一产煤大国,煤的储藏量很大,直到现在煤在我国仍作为第一能源.煤中能 量从根本上说来源于 ( ) B.光合作用固定的太阳能 D.地球与其他天体的相互作用

A.地热与地压的作用 C.细菌的分解和侵蚀作用

7、电动机通电后电动机带动其他机器运转,一段时间后,电动机的外壳就会变得烫手,则下列关 于能的转化和守恒的说法中正确的是( ) A.电能全部转化为机械能,总的能量守恒 B.电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能,总的能量守恒 C.电能全部转化为内能,内能守恒 D.电能转化为机械能和内能,机械能守恒

课题:15.1
编制:李莉 备课组长:

两种电荷
挂联领导:

导学目标知识点: 1、认识摩擦起电现象,了解电荷的种类及电荷间的相互作用。 2、了解验电器的原理及其作用,了解电荷量及其单位。 3、了解原子结构,认识元电荷、自由电子和电荷的移动。
6

导学过程 自学指导一:两种电荷 1、 观察 P32 页图片,回答问题: 1、用 的方法使物体带电,叫做摩擦起电

注:物体有了吸引轻小物体的性质,就说明物体带了电,或者说带了电荷 2、自然界有两种电荷。 被丝绸摩擦的玻璃棒带的电荷叫做 被毛皮摩擦的橡胶棒带的电荷叫做 3、物体带电的方法: 摩擦起电:用摩擦的方法使物体带电,摩擦的两物体带等量的异种电荷。 接触起电:用带电体接触不带电的物体,使不带电的物体带电。两物体带同种电荷。 感应起电:用带电体靠近不带电的物体,使不带电的物体带电。两物体带异种电荷。 自学指导二:电荷间的相互作用 1、观察实验,总结电荷间的相互作用: 2、电荷量: A、电荷的单位为 3、验电器 结构: 作用: 原理; 想一想:从验电器张角的大小我们可以看出什么? 自学指导三、原子及其结构 1、原子由 2、原子核带 和 电,电子带 构成, 电。电子是带有最小电荷的粒子。人们把最小电荷叫做 电荷, ,简称 ,符号是 。 ;

常用符号 e 表示。e=1.6×10-19C 3、理解物体怎样带上电。 自学指导四:导体和绝缘体 1、P34 实验:电荷在金属棒中的定向移动,说明电荷可以发生 2、导体: 绝缘体: 的电荷

3、导电、不导电的原因:有没有

4、某些物体在一定情况下,可以由绝缘体变为导休 课后练习: 1、 有 A、 B 两个带电体, 若 A 与 B 相互排斥, 而 A 又与带正电的 C 相互吸引, 那么 A 一定带 B 与 C 一定能相互 。 (填“排斥”“吸引”)
7

电,

2、自然界中存在 电荷相互 。

种电荷,它们间的作用力的规律是:同种电荷相互

,异种

3、一般情况下,下列物体:①橡皮擦 ②铅笔芯 ③塑料尺 ④钢尺 ⑤盐水 ⑥食用油, 其中属于导体的是 ,属于绝缘体的是 . (只填序号)

4、如图所示的仪器叫_________________。用带电体接触它的金属球,就有一部分电荷转移到两 金属箔片上,两箔片就张开,则两箔片上带的是____________(填“同种”或“异种”)电荷。 5、1897 年英国科学家汤姆孙发现了比原子小的带 电的电子,从而揭开了原子具有结构的秘 个电子。

密;金属锡的原子核带有 50 个元电荷,它的原子核外带有

6、如图,将一根塑料绳一端握紧,把绳尽可能撕成细丝,用手从上向下捋几下,观 察到的现象是 ,说明的道理是 . )

7、 细线悬挂着的三个小球, 将任意两个小球靠近 时都能相互吸引, 这三个小球 ( A.只有一个带电荷 B.肯定有一个不带电,另外两个带异种电荷 C.肯定有一个不带电,另外两个带同种电荷 D.三个都带电荷

8、如图 1 甲所示,验电器 A 带负电,B 不带电。用带有绝缘柄的金属棒把验电器 A、B 两金属 球连接起来的瞬间(如图乙所示) ,金属 棒中( )

A、电流方向由 A 到 B B、电流方向由 B 到 A C、有电流但方向无法确定 D、始终无电流 9、四个悬挂着的通草小球,静止时的位置关系如图 5 所示,下列说法正确的是( A.A 球与 C 球一定带有异种电荷 C.B 球与 D 球一定带有同种电荷 B. B 球可能带电,也可能不带电 D.D 球可能带电,也可能不带电 )

10、两个物体相互摩擦的时候,物体能够带电,下列说法正确的是( ) A.一个物体上的电子全部转移到另一个物体上 C.得到电子的物体带负电 B.失去电子的物体带负电

D.两个物体都带负电 )

11、化纤衣服很容易沾上灰尘,这是因为它 ( A.容易积累静电荷。 B.具有一定的粘性。 C.具有大量微孔。 D.质地柔软。

8

九年级物理—热学部分检测
姓名:
一、填空题: (每空 1 分,共 16 分) 1. 在夏季,鲜花开遍城市的大街小巷,人们在街上散步时能闻到花香,这种物理现象叫 做 ,它说明了 ①天气真热 ②摩擦生热 ③物体放热 。 .完全燃烧 kg 。 ④电炉很热 2.下面四句话里“热”字表示什么物理量(选填“温度” “内能”或“热量” ) 3.有甲、乙两物体,质量之比 m 甲∶m 乙=5∶3,比热容之比 c 甲∶c 乙=2∶1,如果它们放出相 同的热量,则它们降低的温度之比Δ t 甲∶Δ t 乙= 4.完全燃烧
7

成绩:

kg 酒精能产生 1.5×10 J 的热量.(酒精的热值是 3.0×107 J/kg)

5 焦炭的热值为 3.0×107 J/kg,它的物理意义是 的焦炭放出的热量能把 200 kg 的水温度升高 50 ℃。 6.热机是把 取 能转化为 能的机器。 7.“钻木取火”是利用

的方法增加物体的内能;冬天用热水袋取暖,是采 (填“变”或“不变” ) ,喝

的方法增加物体的内能。 仍不变。 ( )

8.一杯热水放一段时间后,水的温度会降低,但其比热容 掉一部分后,其质量减小,但 二、选择题: (每题 5 分,共 50 分) 1..关于分子的下述说法正确的是

A.分子虽小,但可以用肉眼看见 B.扩散现象证明分子不停地做无规则运动 C.气体容易被压缩,说明分子力很大 D.分子力即分子引力 2.关于温度、热量和内能,下列说法正确的是 ( ) A.0 ℃的冰内能为零 B.两个物体温度相同,它们之间就不能发生热传递 C.物体温度越高,所含热量越多 D.50 ℃水的内能一定比 10 ℃水的内能多 3.物体温度升高时,它的内能将 A.增大 B.减小 C.不变 ( ) D.以上三种情况都有可能 ( )

4.下列实例中,通过热传递改变物体内能的是 A.钻木取火 B.两手相互摩擦使手变热 C.反复弯折铁丝,弯折处变热 A.热量 B.密度 C.比热容

D.将食物放入冰箱内冷却 D.内能

5.沿海地区的气温不如内陆地区的气温变化显著,主要是因为水比砂石具有较大的( ) 6.水的比热容是煤油比热容的 2 倍, 若水和煤油的质量之比为 1∶2, 吸收的热量之比为 2∶3, 则水和煤油升高的温度之比为( ) A.3∶2 B.2∶3 C.4∶3 D.3∶4 B.容易燃烧的燃料,热值一定大 7.关于燃料和热值,以下说法正确的是( ) A.燃料热值与燃料的燃烧情况无关 C.煤的热值大于干木柴的热值,燃烧煤放出的热量比燃烧木柴放出的热量一定多 D.为了提高锅炉的效率,一定要用热值高的燃料 8.单缸四冲程内燃机工作时,依靠飞轮惯性来完成的是( )
9

A.只有吸气和压缩两个冲程 C.只有排气和吸气两个冲程 下列说法正确的是( ) A.是由于甲的内能小于乙 C.是由于甲的温度低于乙 ( ) A.第一种情况热量多 C.第二种情况热量多

B.只有压缩和排气两个冲程 D.有吸气、压缩和排气三个冲程

9.甲乙两个物体并列放在一起而且紧密接触,经过一段时间后发现甲的温度比原来升高,则 B.是由于甲的热量少于乙 D.是由于甲的质量小于乙

10.2 kg 的水温度从 80 ℃降低到 60 ℃放出的热量, 与从 60 ℃升高到 80 ℃吸收的热量相比 B.两种情况放出和吸收热量相等 D.条件不足,无法确定

三、实验题: (每空 2 分,共 12 分) 如图,在吹气球时,吹大了的气球没握住,它叫啸着飞跑了!你及时捡起气球会发现它的嘴 部温度_____________ (选填“变高”、“变低”或“无变化”) ,当球内气体喷出来时,发生的能量转 化情况是 __________ 能转化为 ______ 能。图 _________ 中(选填“乙”或“丙”)汽油机的工 作过程与这一实验过程中能量的转化是一致的,而图示的另一个工作过程 叫 ______________________ 冲程。若某四冲程汽油机在工作时飞轮转速为 3600r/min,则每分 钟完成 __________ 次做功冲程。

四、计算题(共 22 分) 1.经测试,一只装水 2 kg 的家用保温瓶,经过 24 h,瓶内的水温从 95 ℃降低到 65 ℃.问这 段时间内,瓶内水的内能减少了多少?(11 分)

2. 2.某柴油机的效率为 40%,若完全燃烧 2 kg 柴油可做多少有用功?(柴油热值为 4.3×107 J/kg) (11 分)

10


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