机械能和内能的相互转化(公开课)

机械能转化为内能的应： 演示点火爆炸
塑料盒盖飞出去了！ 现象：我们看到 ； 分析：盒盖的机械能如何变化？
能量是如何转化的？
燃气的内能如何变化？
结论：1. 物体对外做功自身内能会 减少 ； 2. 内能可以转化为机械能
内能转化为机械能的应用：
点燃的火药燃烧时内能转化为机 械能使爆竹腾空而起
现代的枪炮
内能转化为机械能的应用：
火药燃烧时的内能 转化为机械能
燃料燃烧时将大量的内能转化 为机械能推动火箭升空
热机的定义： 热机是热力发动机的简称。热机是将燃料燃烧产 生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。
热机的发展历程： 第一台带活塞的蒸汽机由法国工程师巴本制成,经英 国工程师纽可门和瓦特改进,在工业生产上得到了广泛 应用,使人类进入了工业时代.
瓦特改良的蒸气机模型
最早的蒸汽机车
内燃机
由于蒸汽机的效率低,热量损失大,人们设法让燃料在汽缸 内燃烧,以燃烧的气体直接推动活塞做功,这就是内燃机, 它是 第二次工业革命的主角之一. 1860年，法国发明家莱诺制成了第一台实用内燃机 1883年，戴姆勒和迈巴赫制成了第一台四冲程往复式汽油 机 1897年制成了第一台压缩点火的“狄塞尔”内燃机，即柴 油机
一、做功可以改变物体的内能 1. 对物体做功，物体内能会增加， 物体对外做功，自身内能会减少； 2.做功改变物体内能的实质：内能的转移 二、汽油机 1.汽油机的一个工作循环活塞经历4个冲程，曲轴（飞轮） 旋转2圈，活塞往复运动2次，燃气对外做1次功。 2.压缩冲程：机械能转化为内能 做功冲程：内能转化为机械能
涡轮喷气发动机 涡轮喷气发动机使压缩的后的混合气体在燃烧室燃烧,产 生剧烈膨胀的气体朝尾部高速喷出,其巨大的反作用力直接成 为飞机的推进力.它的特点是功率大!
火箭发动机 火箭的工作原理与涡轮喷气发动机十 分相似。主要的差别是火箭自带燃料和氧 化剂，而喷气发动机只带燃料，利用空气 做氧化剂，因此它只能在大气层内工作。
汽油机
冲程：
活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程。
看一看，说一说
每个冲程的作用是什么？ 请你从进气门、排气门的开 关情况及活塞的运动方向说 一说每个冲程的工作特点。
汽油机的工作过程：
想一想：
1. 压缩冲程和做功冲程中的能量是怎样转化的？ 压缩冲程：机械能转化为内能
做功冲程：内能转化为机械能
想一想： 4 2. 汽油机的一个工作循环活塞经历____个冲程，曲轴旋转 2 次，燃气对外做______ 1 圈，活塞往复运动_____ _____ 次功。 2
为什么打气时气筒的筒壁会发烫？
压缩 冲程： 进气门 关闭 ， 排气门 关闭 ， 活塞 向上运动。 机械能转化为内能。
排气 冲程： 进气门 关闭 ， 排气门 打开 ， 活塞 向上 运动。
做功 冲程： 进气门 关闭 ， 排气门 关闭 ， 活塞 向下 运动。
内能转化为机械能。
吸气 冲程： 进气门 打开 ， 关闭 排气门 ， 活塞 向下 运动。
练一练：
一台单缸四冲程汽油机的飞轮转速1200r/min，则 汽油机每秒钟内完成 40 个冲程，做功 10 次。
4 个冲程，曲轴 提示：汽油机的一个工作循环活塞经历____ 2 圈，活塞往复运动_____ 2 次，燃气对外 （飞轮）旋转_____ 做______ 次功。 1
12.4 机械能和内能的相互转化
机械能与内能的相互转化
将铁丝快速弯折几次，弯折处有何感觉？
做功是改变物体内能的另一种方式
活动12.5： 研究做功能否改变物体内能
活塞 空气 棉絮
空气压缩引火仪
说一说，想一想 现象：你看到 棉絮燃烧起来了； 分析：所看到的现象说明了什么? 内能增大了 答：筒内空气的温度升高了 结论：1. 对物体做功物体的内能会 增加 ； 筒内空气增加的内能从何而来？能量是如何转化？ 答：活塞对空气做功，使空气内能增加，活塞 的机 械能转化为空气的内能； 结论： 2. 机械能可以转化为内能 3.做功改变内能的实质是能量的转化
想一想：
3. 在汽油机的四冲程中，只有做功冲程是燃气对外做功， 那么其他3个冲程是靠什么完成的？
飞轮的惯性
你知道吗？
本节复习： 做功 1. 可以改变物体的内能； 2. 对物体做功，物体内能会 增加 ， 物体对外做功，自身内能会 减少 ；
3. 做功改变物体内能的实质是能量的 转化 。
练一练：
因为在打气过程中， 一方面，打气筒的活塞与 筒壁上下摩擦，机械能转 化为内能，使气筒外壁变 热；另一方面，活塞也压 缩气体做功，使气体的内 能增大，温度升高，通过 热传递也使气筒外壁变热。