14.2 热机- 2025-2026学年人教版（2024）物理九年级全一册

2025-2026年人教版初中物理新教材九年级上学期

第十四章《内能的利用》第二节《热机》教学设计适用于全国地区

一、教学目标​

（一）   物理观念​

1.深入理解热机的定义，明晰热机是把内能转化为机械能的机器 。​

2.全面认识常见热机的种类，包括蒸汽机、内燃机（汽油机和柴油机）、汽轮机、喷气式发动机等，并能阐述其工作原理及在生活中的典型应用 。​

（二）   科学思维​

通过对热机工作过程的分析，培养学生逻辑推理能力，梳理清楚燃料化学能经内能再到机械能的转化逻辑链条 。​

（三）   科学探究​

组织学生观察热机工作过程的动画、视频或实物演示，培养学生的观察能力，使其能准确获取关键信息 。​

（四）   科学态度与责任​

1.激发学生对热机相关科技发展的浓厚兴趣，通过介绍热机推动工业发展、交通运输变革等实例，增强学生对科技进步重要性的认识 。​

2.培养学生关注能源利用效率和环境保护问题的意识，使其明白热机应用带来的正面与负面影响，树立可持续发展的理念 。​

二、教学重难点​

（一）   教学重点​

1.透彻理解热机将内能转化为机械能的原理，以及实现这一转化所涉及的能量转化全过程（化学能→内能→机械能） 。​

2.清晰掌握内燃机（汽油机和柴油机）的工作过程，包括四个冲程的特点、气门开闭情况、活塞运动方向以及能量转化情况 。​

（二）   教学难点​

1.能将热机工作过程中的抽象能量转化过程与具体的物理现象、机械运动相结合，帮助学生建立直观的认知模型 。​

2.导学生从辩证的角度看待热机的应用，既看到其对社会发展的巨大推动作用，又能充分认识到热机带来的环境污染和能源危机等问题，并思考有效的应对措施 。​

三、教学方法​

1.讲授法：系统讲解热机的定义、原理、种类、内燃机工作过程等重要概念和知识，确保学生掌握基础知识框架 。​

2.演示法：运用 PPT 动画、视频等多媒体资源，演示热机工作过程（如蒸汽机中水蒸气推动活塞、汽油机的四个冲程等），直观展示能量转化过程，增强学生的感性认识 。​

3.案例分析法：通过分析具体热机应用案例

四、教学过程​

（一）   课程导入​

1.展示一些生活中常见的热机应用场景图片，如汽车行驶、飞机翱翔、轮船航行、工厂机器运转等，引发学生兴趣 。​

2.提问：“同学们，在这些场景中，是什么为汽车、飞机、轮船等提供动力，让它们能够运转起来呢？” 引导学生思考动力来源，进而引出本节课主题 —— 热机 。​

（二）   热机的定义与原理讲解​

1.结合 PPT 幻灯片，讲解热机的定义：热机是把内能转化为机械能的机器 。​

2.详细分析热机原理动画演示和文字说明部分：通过燃料燃烧，将燃料的化学能转化为内能，获得高温高压的燃气，燃气膨胀对外做功，将内能转化为机械能 。以 “燃料燃烧加热水产生水蒸气，水蒸气膨胀推动活塞运动” 为例，逐步拆解能量转化过程，强调化学能→内能→机械能的转化顺序 。​

3.提问互动：“生活中还有哪些现象体现了内能转化为机械能？” 鼓励学生积极回答，如火箭发射、爆米花制作等，并让学生简单描述其中的能量转化过程，巩固对热机原理的理解 。​

（三）   热机的种类介绍

1.蒸汽机：展示幻灯片中早期蒸汽机的图片，如瓦特改良的蒸汽机，介绍其工作过程：燃烧燃料加热水，产生高温高压的水蒸气，水蒸气进入汽缸推动活塞做往复直线运动，通过连杆带动曲轴转动 。强调蒸汽机在历史上的重要意义，它引发了第一次工业革命，推动了工厂化生产和交通运输业的巨大变革，使人类进入 “蒸汽时代” 。​

2.内燃机：依据幻灯片，讲解内燃机定义：燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机 。列举常见的内燃机种类 —— 汽油机和柴油机，并展示汽车、摩托车（汽油机）以及卡车、拖拉机（柴油机）等应用内燃机的交通工具图片，让学生对内燃机的应用领域有直观认识 。​

3.汽轮机：展示幻灯片中火电站中汽轮机的图片，包括蒸汽发生器、汽轮机本体和发电机等部分，播放工作原理动画，演示高温高压蒸汽进入汽轮机，推动叶片转动，进而带动发电机发电的过程 。介绍汽轮机主要应用于火力发电站、核电站以及大型船舶的动力系统等 。​

4.喷气式发动机：展示幻灯片中飞机上使用的喷气式发动机图片，播放工作原理动画，解释燃料与空气混合燃烧，产生高温高压气体向后高速喷出，根据反作用力原理，推动发动机及飞机向前运动 。说明其广泛应用于现代航空领域，是飞机的主要动力装置 。​

（四）   内燃机的工作过程详解