2.2热机效率(课件)2025-2026学年教科版九年级物理上册

第2节 热机效率 第2章 改变世界的热机 逐点 导讲练 课堂小结 作业提升 学习目标 课时讲解 1 课时流程 2 热机效率 改变世界的热机 飞向太空 知识点 热机效率 知1－讲 感悟新知 1 1. 热机工作时能量流向图 知1－讲 感悟新知 2. 定义 热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比叫作热机效率。 3. 定义式 知1－讲 感悟新知 4. 提高热机效率的途径 (1)使燃料充分燃烧； (2)尽量减少各种能量损失； (3)使用热机时尽量保证良好的润滑； (4)在热机的设计和制造上，采用更先进的技术。 知1－讲 感悟新知 知识链接 热机的能量损失： 热机的能量损失是不可避免的，主要有三种：废气损失、散热损失、机械摩擦损失。其中废气损失的能量最多，废气损失的能量包括一部分燃料没有完全燃烧，以及高温的燃气带走的能量。 知1－讲 感悟新知 深度理解 热机的效率反映了内能的利用程度，是热机性能的重要指标之一。由于热机在工作过程中总有能量损失，故热机的效率总小于1。 感悟新知 知1－练 关于热机的效率，下列说法中正确的是( ) A. 热机做的有用功越多，效率一定越高 B. 热机消耗的燃料越少，效率一定越高 C. 热机做一定的有用功，消耗的燃料越少，效率一定越高 D. 热机做功越快，效率一定越高 例 1 8 感悟新知 知1－练 答案：C 解析：热机的效率是热机所做的有用功与所用燃料完全燃烧放出的热量之比，因此在热机所做的有用功一定时，消耗的燃料越少，效率越高；在消耗的燃料一定时，热机所做的有用功越多，效率越高，故C 正确。 9 感悟新知 知1－练 易错警示 热机效率是一个比值，是由W 有用与Q放共同决定的，单独说W 有用越多，效率越高或燃料消耗越少，效率越高是不对的。在相同条件下，效率越高的热机，做相同的有用功，所用燃料越少。 10 知识点 改变世界的热机 知2－讲 感悟新知 2 现代热机种类繁多。轮机主要用于大型火力发电厂中，大型舰船以及内燃机车上；内燃机主要用于机车、汽车、农用机械上；喷气式发动机和火箭发动机则用于航空航天事业。 知2－讲 感悟新知 归纳总结 轮机、内燃机、喷气式发动机和火箭发动机都属于热机。各类热机的工作原理相同，都是把内能转化为机械能。 感悟新知 知2－练 立德树人 家国情怀近年来我国重大装备层出不穷，国人倍感自豪。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．长征六号运载火箭 例2 感悟新知 知2－练 解析：新能源电动汽车是把电能转化成机械能，不符合热机的特点，故A 符合题意；东风号远洋轮船、国产大飞机C919、长征六号运载火箭的动力装置都是利用燃料燃烧产生的内能来做功，把内能转化成机械能，符合热机的特点，故B、C、D 不符合题意。 答案：A 感悟新知 知2－练 方法点拨 热机是把内能转化为机械能的装置，紧扣这一点即可辨识热机。 15 知识点 飞向太空 知3－讲 感悟新知 3 1. 我国古代的火箭 万户所用的火箭，是在竹筒(或纸筒)内装上火药，点燃火药后，火药燃烧产生的气体体积膨胀，从竹筒的尾端向后高速喷出，推动箭筒向前飞行。这和现代火箭发动机的原理是一样的。 知3－讲 感悟新知 2. 现代火箭 (1)现代火箭的工作过程：输送系统按时按量地把燃料和氧化剂输送到燃烧室中，最初用电火花点燃燃料，产生高温、高压的气体，随后继续进入燃烧室的燃料和氧化剂，由于燃烧室内的温度已升高，达到着火点，自行燃烧，燃烧产生的气体以很大的速度从喷口喷出，对火箭产生强大的反冲推力，使之升空。 知3－讲 感悟新知 (2)现代火箭的特点 现代火箭的功率巨大，不仅可以在高空飞行，而且还可以飞出大气层，多级火箭还能作为星际航行的运载工具。 知3－讲 感悟新知 3. 我国的航天事业起步较晚，但经过我国航天人几十年的努力，现在已达到国际领先水平。我国航天事业创造了以“两弹一星”“载人航天”“北斗工程”“月球探测”为代表的辉煌成就。 知3－讲 感悟新知 拓展延伸 火箭发动机是喷气式发动机的一种，将推进剂贮箱或运载工具内的反应物(推进剂)变成高速射流，对火箭产生反向推力。火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层内飞行，大部分火箭发动机都是内燃机。 知3－讲 感悟新知 知识拓展 中国航天日是中国为了纪念航天事业成就，发扬中国航天精神而设立的一个纪念日，时间为每年的4 月24 日。 感悟新知 知3－练 立德树人 家国情怀[ 多选] 嫦娥六号2024 年5 月3 日成功发射，6 月25 日返回器携带月球样品着陆地球。如图1 所示为嫦娥六号发射的场景。 例 3 22 感悟新知 知3－练 下列说法正确的是( ) A. 嫦娥六号用的火箭喷气式发动机也是热机的一种 B. 嫦娥六号升空的过程是内能转化为机械能的过程 C. 随着科技的发展，会实现火箭喷气式发动机的内能全部转化为火箭的机械能 D. 嫦娥六号卫星舱内携带的月球车等物品，在升空过程中，内能和机械能都增加 23 感悟新知 知3－练 解析：火箭使用的喷气式发动机工作时将内能转化为机械能，是热机的一种；嫦娥六号升空的过程，燃料燃烧释放出的内能转化为机械能；由于能量转换过程中不可避免的损耗(如热损失)，不可能实现内能全部转化为机械能；卫星舱内物品在升空过程中，质量不变，速度增大，所以动能增加； 24 感悟新知 知3－练 升空过程中高度增大，所以重力势能增加；机械能等于动能和重力势能之和，所以机械能增加，但内能不一定增加，故D 错误。 答案：AB 25 感悟新知 知3－练 易错提醒 火箭在发射时的能量转化：先由燃料的化学能转化为内能，再由内能转化为机械能。火箭发射时机械能不守恒，这是同学们常出错的地方，误认为火箭上升，势能增加动能就要减小，忽略了内能转化为机械能这一情况。 26 热机效率 能量转化 定义 热机效率 物理意义 影响因素 $$