14.4　跨学科实践：制作简易热机模型-2025-2026学年物理人教版九年级全一册

第4节 跨学科实践:制作简易热机模型 第十四章 内能的利用 目录 CONTENTS 1 新课学习 2 当堂训练 项目 提出 制作一个简易的热机模型 项目 分析 要制作简易热机模型,需要重点考虑热源、工作物质 以及能量的转化。 新课学习 当堂训练 返回 目录 项目 实施 (1)设计汽轮机模型: ①用酒精灯作 ; ②利用 来传递热量; ③选择合适的器材(空易拉罐、空中性笔管、酒精 灯、小风扇); ④连接器材,设计支架。 (2)制作汽轮机: 按照设计方案,向易拉罐内部注入半罐水,空中性笔 管尖端朝外对准小风扇的扇叶,另一端插入易拉罐 内,用胶将易拉罐的开口处密封,放在支架上,点燃 易拉罐下面的酒精灯,当有蒸汽喷出时,扇叶就 转动起来了。 热源 水 新课学习 当堂训练 返回 目录 展示 交流 展示自己制作的热机模型,与其他同学交流,看看谁 的模型制作的更精细,转动更顺畅,哪个更有创意, 还有哪些地方需要改进。 新课学习 当堂训练 返回 目录 1. 如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的 铜制容器安装在“船体”上,用蜡烛对铜制容器底部加热,一 段时间后铜管会向右喷蒸汽,“蒸汽船”就向左行驶。 (1)蜡烛对铜制容器底部加热,导致容器内水温升高, 这是通过 方式改变水的内能。 热传递 新课学习 当堂训练 返回 目录 (2)当铜管向右喷蒸汽时,“船体”向左运动,这个过程的 能量转化是: 能转化为 能,这与热机的 冲程原理相同。 内 机械 做 功 新课学习 当堂训练 返回 目录 2. 蒸汽机的出现曾引起了第一次工业革命。蒸汽机是将蒸汽的 能量转化为机械能的往复式动力机械。蒸汽机需要一个使水沸 腾产生高压蒸汽的锅炉,这个锅炉可以使用木头、煤、石油或 天然气甚至可燃垃圾作为热源,蒸汽膨胀推动活塞做功。项目 式学习小组使用简单的材料制作一个简易的蒸汽机模型。 【项目准备】准备好所需材料,了解蒸汽机的工作原理 【工作原理】利用热能将水转化为蒸汽,蒸汽的压力推动活塞 运动,从而产生机械能。在本实验中,当加热金属罐子时,罐 中水转化为蒸汽,蒸汽的压力将活塞推向上方,完成一个 工作循环。 新课学习 当堂训练 返回 目录 【项目实施】 准备器材:可乐罐、细长的金属管、木板、木棒、一颗小的漆 球、胶布胶水及加工刀具等。 制作方法: (1)制作罐子底部:将金属罐子底部剪下来并锉平,确保底 部平整。 (2)制作活塞:将木棒的一端削尖,然后将漆球固定在削尖 的一端,形成一个活塞。 新课学习 当堂训练 返回 目录 (3)制作出水口:在金属罐子的侧面打孔,确保打孔位置与 活塞高度对齐。 (4)制作进气管:将金属管固定在金属罐子的顶部,确保管 子能够与活塞的漆球接触。 (5)组装蒸汽机:将金属罐子底部涂上胶水,并将木板固定 在底部,然后将罐子放置在木板上,确保金属罐子与木板之间 有一定的间隙以便蒸汽能够顺利流出。 新课学习 当堂训练 返回 目录 (6)连接出水口和进气管:使用绝缘胶带将出水口和进气管 连接在一起,确保连接处密封。 (7)测试蒸汽机:将一些水倒入金属罐子中,然后用加热金 属罐子底部。当水被加热时,产生的蒸汽将推动活塞上升,然 后蒸汽通过进气管排出,完成一个工作循环(加热金属罐时避 免烫伤),再进入下一个循环。 新课学习 当堂训练 返回 目录 根据以上制作过程,回答下列问题: (1)酒精灯加热产生蒸气使活塞运动,此过程的能量转化 是 。 (2)蒸汽机是由能燃烧的木头、煤、石油等热源在 加热,利用 作工作介质产生动力;汽油机的气 缸 燃烧的只能是汽油,燃烧使气缸内气体内能转化 为机械能。 化学能 热能 内能 机械能 外部 水 内部 新课学习 当堂训练 返回 目录 (3)制作的蒸汽机模型成功的关键是 。 (4)用水壶烧水,当水沸腾后,壶盖会被水蒸气推得向上跳 动。壶盖向上跳动时,水蒸气的内能转化为壶盖的机械能。如 图所示,汽油机的 (填字母)冲程和此过程的能量转化 相同。 金属罐与活塞形成一 个密封的系统 C 新课学习 当堂训练 返回 目录 (5)结合蒸汽机模型的制作过程,请给出一个提高蒸汽机工 作效率的方法 。 活塞与罐体之间密封较好且光滑接触 新课学习 当堂训练 返回 目录 谢谢观看 $$