动能决定因素:物体的质量和物体的运动速度。
动能影响因素的实验探究:
探究:探究动能的大小与哪些因素关有?
猜想:影响动能的因素:质量、速度、物体的大小形状、接触面的粗糙程度、接触面大小
实验设计:选择质量、速度、大小形状设计实验进行验证;
1.大小形状、速度相同,质量不同
将质量不同小车从斜面同一高度释放(如图)
2.大小形状、质量相同,速度不同。
3.质量、速度相同,大小形状不同。
4.实验结论:
a.速度、大小形状相同,质量越大动能越大。
b.大小形状、质量相同,速度越大动能越大。
c.质量、速度相同,大小形状不同动能相同。
重力势能的影响因素:
质量、被举的高度。物体的质量越大,举得越高,它具有的重力势能就越大;
弹性势能的影响因素:
弹性形变。同一物体的弹性形变程度越大,它具有的弹性势能就越大。
分子间的引力和斥力是同时存在、同时消失的,是不会相互抵消的,当与分子间的距离r=10-10m时,引力等丁斥力,分子之间作用力为零;当分子间的距离r<10-10m时,分子之间的引力大于斥力,分子之间表现为引力。当分子之间的距离大于10-10m的10倍时,分子间的作用力变得十分微弱,可以忽略。
1.固体中分子之间的距离小,相互作用力很大,分子只能在一定的位置附近振动,所以既有一定的体积,义有一定的形状。
2.液体中分子之间的距离较小,相互作用力较大,以分子群的形态存在,分子可在某个位置附近振动,分子群却可以相互滑过,所以液体有一定的体积,但有流动性,形状随容器而变化。
3.气体分子间的距离很大,相互作用力很小,每一个分子几乎都可以自由运动.所以气体既没有固定的体积,也没有同定的形状,可以充满能够达到的整个空间。
4.同体物质很难被拉伸,是因为分子间存在着引力的缘故;液体很难被压缩,是因为分子间存在着斥力的原因。液体能保持一定的体积是因为分子间存在着引力的原因。
内燃机、冲程及工作循环
1.内燃机:燃料在汽缸内燃烧的热机叫内燃机,内燃机分为汽油机和柴油机。它们的特点是让燃料存汽缸内燃烧,从而使燃烧更充分,热损失更小,热效率较高,内能利用率较大。
2.冲程:活塞在汽缸内住复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。
3.工作原理:四冲程内燃机的工作过程是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成的。四个冲程为一个工作循环,在一个工作循环中,活塞往复两次,曲轴转动两周,四个冲程中,只有做功冲程燃气对外做功,其他三个冲程靠飞轮的惯性完成。
(1)吸气冲程:进气门打开,排气门关闭,活塞向下运动,汽油和空气的混合物进入气缸;
(2)压缩冲程:进气门和排气门都关闭,活塞向上运动,燃料混合物被压缩;
(3)做功冲程:在压缩冲程结束时,火花塞产生电火花,使燃料猛烈燃烧,产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动,带动曲轴转动,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,把废气排出气缸。(如下四个冲程的示意图) 。
汽油机的工作过程
|
进气阀开关 |
排气阀开关 |
活塞运动 |
曲轴运动 |
冲程作用 |
能量的转化 |
吸气冲程 |
开 |
关 |
向下 |
半周 |
吸入汽油和空气的混合物 |
—— |
压缩冲程 |
关 |
关 |
向上 |
半周 |
燃料混合物被压缩,温度升高,压强增大 |
机械能→内能 |
做功冲程 |
关 |
关 |
向下 |
半周 |
燃烧产生的高温高压燃气推动活塞向下运动,通过连杆带动曲轴对外做功 |
内能→机械能 |
排气冲程 |
关 |
开 |
向上 |
半周 |
排除废气 |
—— |
说明 |
一个工作循环中,有两次内能与机械能的转化:压缩冲程机械能转化为内能,做功冲程内能转化为机械能 |
柴油机和汽油机的区别:
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汽油机 |
柴油机 |
构造不同 |
汽缸顶部有火花塞 |
汽缸顶部有喷油嘴 |
燃料不同 |
汽油 |
柴油 |
吸气冲程 |
汽油机在吸气冲程中吸入的是汽油和空气的混合物 |
柴油机在吸气冲程中只吸入空气 |
点火方式 |
压缩冲程末,火花 塞产生电火花点燃燃料,称为点燃式 |
压缩冲程末,喷油嘴向汽缸内喷出雾状柴油遇到温度超过柴油燃点的空气而自动点燃,称为压燃式 |
效率 |
效率低20%一30% |
效率高30%~45% |
应用 |
自重轻便,主要用于汽车、飞机、摩托车等 |
机体笨重,主要用于载重汽车、火车、轮船等 |
区分汽油机、柴油机以及判断内燃机的四个冲程的方法:
区分汽油机和柴油机时,要从构造上区别,有喷油嘴的是柴油机,有火花塞的是汽油机,一要看进气门、排气门的开闭状态,二要看活塞的运动方向,在此基础上进行综合分析。判断四个冲程的关键是看两个气门的关闭情况和活塞的运动方向,具体情况如表所示:
冲程 |
进气门 |
排气门 |
活塞运动方向 |
吸气冲程 |
打开 |
关闭 |
向下运动 |
压缩冲程 |
关闭 |
关闭 |
向上运动 |
做功冲程 |
关闭 |
关闭 |
向下运动 |
排气冲程 |
关闭 |
打开 |
向上运动 |