你好，我是物理柯老师。
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课堂上，我把汽油机模型的摇柄转了一圈。孩子看着活塞问：“它一直上上下下，为什么只有一个冲程对外做功？”他又追问：“剩下三次在忙什么？”
其实，只要把四个冲程连起来看，就能找到动力从哪里来、飞轮为什么不会马上停。
一、汽油机一个循环，按四个冲程推进
活塞从一端运动到另一端，叫一个冲程；上去再下来是两个冲程。一个工作循环依次是吸气、压缩、做功、排气。
吸气时，进气门开、排气门关，活塞向下，汽油和空气的混合物进入气缸。压缩时两门关闭，活塞向上，混合物被压缩，温度和压强升高。
压缩末期，火花塞点燃混合物。做功冲程中两门仍关闭，高温高压燃气推动活塞向下，再经连杆带动曲轴。排气时排气门开、进气门关，活塞向上，把废气推出气缸。
四个冲程首尾相接：压缩后点火，做功后排气，排气后再吸气。每一程都在为下一程准备条件。
判断时不能只看活塞方向：向下既可能是吸气，也可能是做功；向上既可能是压缩，也可能是排气。气门开闭要和运动方向一起看，四程才不会串位。
二、只有做功冲程由燃气推动活塞
“对外做功”说的是燃气主动推动活塞、输出机械能。它不表示其他冲程没有力、没有功，也不表示活塞只在这一程运动。
压缩冲程中，活塞对气体做功，机械能转化为内能；做功冲程中，燃气对活塞做功，内能转化为机械能。要看清做功的施力者和受力者，不能只背冲程名称。
燃料燃烧时，化学能先转化为内能；随后燃气膨胀推动活塞，内能再转化为机械能。
把“燃烧”和“推动”分开，能量方向就不会混。可以把两个相反过程画成箭头：曲轴带动活塞压缩气体，是机械能进入气体；气体推动活塞转动曲轴，是气体的内能转成机械能。
三、四个冲程中曲轴转两周、对外做功一次
做功冲程使飞轮转起来。飞轮转动后凭惯性继续带动曲轴和活塞，完成吸气、压缩和排气；惯性不是能量。发动机静止时也需要外力启动。
一个循环有4个冲程，活塞往返2次，曲轴和飞轮转2周，对外做功1次。飞轮转速题就从这组关系换算，不能把转数直接当成做功次数。
例如飞轮转速为2400 r/min，先换成40 r/s；每2转完成1个循环，所以每秒20个循环、对外做功20次，并经历80个冲程。
若转速为n r/min，每分钟完成n÷2个循环、对外做功n÷2次，经历2n个冲程。先写出“2转—1循环—1次做功—4个冲程”，再代入转速，单位就不容易混。
四、判断冲程先看气门，再看活塞方向
有气门打开时，结合气体通道判断：进气门开、活塞向下是吸气；排气门开、活塞向上是排气。两门都关时，再看活塞方向：向上是压缩，向下是做功。点火标记可作辅助，不能替代条件。
静态图中的活塞位置不等于运动方向，要看箭头；只看“向下”会把吸气和做功混淆。课本汽油机吸入汽油与空气的混合物，用火花塞点燃；柴油机吸入空气，压缩升温后喷油，靠压燃工作。
所以遇到两门都关闭的图，活塞向上先判压缩；活塞向下再核对点火和燃气推动，才能判做功。汽油机和柴油机的点火方式不同，不能把火花塞条件套到柴油机上。
把汽油机过程串起来：气门与活塞说明每一程在做什么，做功方向说明能量怎样转化，循环关系说明四程怎样接续。这样才能理解“4个冲程、1次对外做功”，而不只是记住一句口诀。
让孩子做下这几道题（5道）
【基础题】
1.（2026·四川内江）下列设备工作过程中没有使用热机的是（ ）。
A．燃油汽车
B．火箭
C．喷气式飞机
D．电瓶车
2.（2021·海南）双手相互摩擦时感觉发热，这一过程的能量转化与四冲程汽油机的哪个冲程相同（ ）。
A．吸气冲程
B．压缩冲程
C．做功冲程
D．排气冲程
【中档题】
3.（2021·黑龙江绥化市）司机在加油站给小轿车加油时闻到汽油味，这是______现象；小轿车汽油机在______冲程中将机械能转化为内能。
4. 单缸四冲程汽油机的飞轮转速为2400 r/min。求它每秒完成多少个工作循环、对外做功多少次、经历多少个冲程。
【压轴题】
5. 某冲程中进气门和排气门都关闭，活塞向上运动。另一冲程中两气门也都关闭，火花塞点火，活塞向下运动。分别判断两个冲程，并写出各自的主要能量转化。
答案与解析
第1题：答案 D
解析：燃油汽车、火箭和喷气式飞机都利用内能做功；电瓶车主要由电动机把电能转化为机械能，没有使用热机。
第2题：答案 B
解析：双手摩擦时克服摩擦做功，机械能转化为内能。压缩冲程中活塞对气体做功，能量转化方向相同。
第3题：答案 扩散；压缩
解析：闻到汽油味是分子不停做无规则运动形成的扩散现象。压缩冲程中活塞对气体做功，机械能转化为内能。
第4题：答案 20个循环；20次；80个冲程
解析：2400 r/min＝40 r/s。每个循环曲轴转2周，所以每秒完成40÷2＝20个循环；每循环做功1次、经历4个冲程，因此每秒做功20次、经历80个冲程。
第5题：答案 压缩冲程，机械能转化为内能；做功冲程，内能转化为机械能
解析：两门关闭且活塞向上，是压缩冲程；两门关闭、点火且活塞向下，是做功冲程。判断时要结合气门、活塞方向和点火信息。
今天分享结束，明天见！
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