14.2 热机 2025-2026学年人教版物理九年级全一册

本文围绕热机展开，聚焦热机工作原理、四冲程内燃机工作过程等核心知识。承接生活中交通工具动力问题，为后续热机效率学习奠基。通过实验、观察、讨论等环节，渗透物理观念、科学思维、科学探究等核心素养。 该设计亮点在于结合生活实例，运用实验与多媒体辅助教学。从学生层面看，提升观察分析能力；从教师层面看，提供清晰授课思路；从课堂效果看，有效突破教学重难点，激发学生学习兴趣。

14.2　热　机 【知识要求】 1.了解热机的工作原理。 2.知道四冲程内燃机的工作过程。 【教学重难点】 1.四冲程汽油机的工作原理及能的转化过程。 2.汽油机与柴油机的区别。 带活塞的试管、铁架台支架、酒精灯 火车、轮船、汽车是常见的交通运输工具，你知道它们的动力来自哪里吗？它们工作过程中能量是如何转化的？ 实验：在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。（教师演示课本图14.2-2实验） 教师提问：观察到什么现象？ 学生回答：橡皮塞被冲出。 教师要求学生讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。 学生回答：燃料燃烧时将化学能转化为水蒸气的内能；水蒸气的内能转化为塞子的机械能。 一、热机 1.定义：利用内能做功的机械。 2.分类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机、火箭发动机等。 3.内燃机：柴油机、汽油机。 4.共同特点： 例题讲解： 【例1】下图所示的是世界上早期的蒸汽汽车模型，燃料燃烧使水温升高，水的　　　　能增加，再转化为汽车的　　　　能，使汽车前进。 【解析】燃料燃烧由化学能转化为内能，这些内能传给水，使水的内能增加，温度升高。水沸腾产生水蒸气，水蒸气膨胀对外做功，将内能转化为机械能，推动汽车前进。 【答案】内　机械 二、汽油机 1.定义：使用汽油作为燃料的热机。 2.构造（详见课本图14.2-4）：气缸、进气门、排气门、活塞、连杆、曲轴、火花塞。 3.工作过程： 冲程：活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。 教师引导学生观察课本图14.2-5“四冲程汽油机工作示意图”及视频，并归纳各冲程汽油机两门及活塞状态： （1）吸气冲程：进气门打开、排气门关闭；活塞向下运动。 （2）压缩冲程：进气门关闭、排气门关闭；活塞向上运动。 （3）做功冲程：进气门关闭、排气门关闭；活塞向下运动。 （4）排气冲程：进气门关闭、排气门打开；活塞向上运动。 教师提问：内燃机一个工作循环包括　　　　个冲程，活塞往复运动　　　　次，曲轴转动　　　　周，对外做功　　　　次。 学生回答：内燃机一个工作循环包括4个冲程，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次。 教师提问：在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量的转化？ 学生回答：压缩冲程是机械能转化为内能，做功冲程是内能转化为机械能。 教师提问：哪个冲程使汽车获得动力？其他冲程是靠什么来运动的？ 学生回答：做功冲程使汽车获得动力；其他冲程是靠飞轮惯性来维持运动的。 例题讲解： 【例2】汽车已走进很多现代家庭。下图是四冲程汽油机气缸的工作示意图，按吸气、压缩、做功、排气的顺序排列，下列排序正确的是（　　） A.乙、甲、丙、丁 B.甲、丁、乙、丙 C.丙、乙、甲、丁 D.丙、丁、甲、乙 【解析】图甲中，进气门、排气门都关闭，燃料燃烧产生高温高压的燃气推动活塞向下运动，是做功冲程；图乙中，进气门、排气门都关闭，活塞向上运动，压缩气体做功，是压缩冲程；图丙中，进气门打开、排气门关闭，活塞向下运动，把气体吸入气缸，是吸气冲程；图丁中，进气门关闭、排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸，是排气冲程。 【答案】C 三、柴油机 阅读课本，并结合观察视频归纳出柴油机与汽油机的区别。 项目 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 燃料 汽油 柴油 续表 吸气 冲程 吸入空气和汽油的混合物 只吸入空气 点火 方式 点燃式 压燃式 应用 主要用于汽车、摩托车、飞机 主要用于挖掘机、轮船 　　例题讲解： 【例3】关于四冲程柴油机的工作过程有以下几种说法：①压缩冲程中，机械能转化为内能；②做功冲程中，内能转化为机械能；③只有做功冲程是燃气对外做功；④柴油机吸气冲程吸入的是空气和柴油的混合物。以上说法正确的是（　　） A.①② B.③④ C.①②③ D.①②③④ 【解析】柴油机在压缩冲程中，活塞压缩缸内空气做功，空气温度升高，内能增大，是机械能转化为内能；在做功冲程中，燃气对活塞做功，燃气的内能转化为活塞的机械能；柴油机和汽油机一样，只有做功冲程是燃气对外做功；柴油机在吸气冲程吸入的只有空气，而不是空气和柴油的混合物。 【答案】C 第2节　热　机 　　本节课从生活实际中的汽油机和柴油机是怎样工作的引出物理问题，最后又用物理知识来解释，让学生体会到物理就在身边。教学中充分发挥了学生的观察能力、分析能力及阅读能力，通过多媒体课件（特别是视频动画）进行教学，更增加了教学的可观性，很好地激发了学生学习物理的兴趣，效果很好。只是还有部分学生对每次循环完成的冲程数、活塞的运动情况掌握还不够。 学科网（北京）股份有限公司 $$