14.2 热机 导学案- 2025-2026学年人教版（2024）物理九年级全一册

该初中物理导学案聚焦九年级上册《热机》，引导学生理解热机定义（内能转化为机械能）、汽油机构造与四冲程工作过程，对比柴油机与汽油机的差异。通过回顾改变内能的两种方式（做功、热传递），结合汽车、飞机动力来源的生活问题导入，搭建旧知与新知的学习支架，从生活实例到原理探究逐步深入。 资料特色在于任务设计生活化（列举热机实例、“试管实验”类比原理），强化能量观念；用表格梳理冲程信息，培养模型建构的科学思维；设置疑问拓展（柴油机压燃式原理）和新能源对比（电动汽车与热机差异），渗透科学探究与社会责任；检测题覆盖基础判断与原理分析，答案解析注重概念辨析，助力学生自主夯实知识，提升学习效率。

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》预习案适用于全国地区 一、预习目标​ 初步了解热机的定义，知道热机是将哪种能量转化为哪种能量的装置，能列举生活中常见的热机实例。​ 通过阅读教材和观察图片，认识汽油机的基本构造，能说出主要部件（如气缸、活塞、火花塞等）的名称及作用。​ 初步感知汽油机四个冲程的工作过程，尝试区分每个冲程中进气门、排气门的开关状态和活塞的运动方向。​ 对比汽油机，初步了解柴油机的构造特点，知道其与汽油机在构造上的关键差异，激发课堂深入探究的兴趣。​ 培养自主阅读、观察分析和归纳总结的能力，通过联系生活实际，感受物理知识在生产生活中的应用。​ 二、预习重难点​ 预习重点​ 热机的能量转化形式及常见实例。​ 汽油机的基本构造和四个冲程的大致工作过程。​ 预习难点​ 准确判断汽油机四个冲程中气门的开关情况和活塞运动方向。​ 区分汽油机与柴油机在构造上的差异。​ 三、预习任务​ （一）知识回顾与引入​ 回顾之前所学知识：内能是物体内部所有分子热运动的动能和分子势能的总和，改变物体内能的方式有______和______。​ 思考问题：生活中，汽车、摩托车、飞机等交通工具能运动，它们的动力来源是什么？这些动力装置是否与内能有关？带着问题阅读教材，开启对 “热机” 的预习。​ （二）热机的概念​ 阅读教材中关于热机的定义，用横线画出关键语句：热机是利用______做功，将______能转化为______能的机器。​ 结合生活经验，列举 3 个生活中常见的热机实例：、、______。​ 观察教材中 “试管加热推动软木塞” 的实验图，思考：实验中，水蒸气对软木塞做功，软木塞被弹出，此过程中______能转化为______能，该实验原理与热机的工作原理是否相似？为什么？​ （三）汽油机的构造与工作过程​ 观察教材中汽油机的结构示意图，在下图中填写汽油机主要部件的名称（可参考教材标注）：​ 阅读教材中关于 “冲程” 的定义：活塞在气缸内从一端运动到另一端的过程，叫做一个______。​ 自主阅读 “汽油机的工作过程” 部分，梳理四个冲程的关键信息，完成下表：​ ​ 思考：在汽油机的一个工作循环中，有______个冲程，活塞往复运动______次，曲轴转动______周，对外做功______次？（可在教材中寻找答案并标注）​ （四）柴油机的初步认识​ 观察教材中柴油机的结构示意图，对比汽油机的结构，找出两者在构造上的主要不同：柴油机没有______，而是装有______。​ 阅读教材中关于柴油机工作过程的简要介绍，思考：柴油机在吸气冲程中吸入的物质是______，与汽油机吸气冲程吸入的物质（______和______的混合气体）是否相同？​ 初步记录：你认为柴油机与汽油机在工作过程中，除了吸气物质不同，还可能存在哪些差异？（可在课堂上进一步验证）​ 四、预习检测​ 1.下列关于热机的说法中，正确的是（ ）​ A. 热机是将机械能转化为内能的机器​ B. 热机工作时不需要消耗燃料​ C. 汽车发动机属于热机​ D. 热机的效率可以达到 100%​ 2.汽油机工作过程中，将机械能转化为内能的冲程是（ ）​ A. 吸气冲程 B. 压缩冲程 C. 做功冲程 D. 排气冲程​ 3.下列部件中，汽油机有而柴油机没有的是（ ）​ A. 气缸 B. 活塞 C. 火花塞 D. 曲轴​ 4.简述热机的工作原理（可结合能量转化说明）。​ 五、预习疑问与拓展​ 预习过程中，你遇到的疑问有：______。​ 拓展思考：随着科技的发展，现在出现了电动汽车等新能源交通工具，它们的动力装置与传统热机有何不同？查阅资料，简要记录你的发现（可在课堂上分享）。​ 六、预习总结​ 通过本次预习，你对 “热机” 的知识有了哪些初步了解？用 3-5 句话总结你的预习收获：______。 预习案答案​ 三、预习任务​ （1） 知识回顾与引入​ 1.答案：做功；热传递​ 解析：改变物体内能的两种核心方式，做功是通过能量转化实现（如摩擦生热），热传递是通过能量转移实现（如烧水时热量从火焰传向水），二者是理解热机能量转化的基础。​ （2） 热机的概念​ 1.答案：内能；内；机械​ 解析：热机的核心功能是 “利用内能做功”，本质是将燃料燃烧产生的内能，转化为驱动机械运动的机械能，这是热机与其他能量转化装置的根本区别。​ 2.答案示例：汽车发动机；摩托车发动机；飞机发动机（或轮船发动机、拖拉机发动机等，合理即可）​ 解析：生活中凡以燃料燃烧为动力，将内能转化为机械能的装置，均属于热机，列举时需结合日常观察，确保实例符合热机的定义。​ 3.答案：内；机械；相似；因为该实验中水蒸气的内能转化为软木塞的机械能，而热机也是将内能转化为机械能的装置，二者能量转化本质相同。​ 解析：“试管加热推动软木塞” 实验是热机工作原理的简化模型，通过直观的实验现象，帮助理解热机 “内能转化为机械能” 的核心原理。​ （3） 汽油机的构造与工作过程​ 1.答案：（结合简化结构轮廓图，对应填写）进气门、排气门、气缸、活塞、火花塞、连杆、曲轴​ 解析：汽油机的核心部件需与 “能量转化” 和 “冲程运动” 关联记忆，如火花塞负责点火（为做功冲程做准备），曲轴通过连杆将活塞的往复运动转化为旋转运动（实现机械能输出）。​ 2.答案：冲程​ 解析：“冲程” 是描述汽油机工作过程的基本单位，一个冲程对应活塞的一次单向运动，四个冲程组成一个完整工作循环。​ 3.答案：​ 冲程名称​ 进气门状态​ 排气门状态​ 活塞运动方向​ 能量转化情况（若有）​ 吸气冲程​ 打开​ 关闭​ 向下​ 无​ 压缩冲程​ 关闭​ 关闭​ 向上​ 机械能→内能​ 做功冲程​ 关闭​ 关闭​ 向下​ 内能→机械能​ 排气冲程​ 关闭​ 打开​ 向上​ 无​ 解析：判断冲程的关键是 “气门状态” 和 “活塞运动方向”：吸气冲程需 “进气门开、活塞向下”（吸入燃料混合物），压缩冲程需 “两气门关、活塞向上”（压缩气体增内能），做功冲程需 “两气门关、活塞向下”（燃气膨胀做功），排气冲程需 “排气门开、活塞向上”（排出废气）；仅压缩和做功冲程有能量转化，且方向相反。​ 4.答案：4；2；2；1​ 解析：汽油机一个工作循环的核心规律：“4 冲程、2 往复、2 周转、1 做功”，需明确 “对外做功仅在做功冲程”，其余冲程靠曲轴惯性完成，这是理解热机工作效率的基础。​ （4） 柴油机的初步认识​ 1.答案：火花塞；喷油嘴​ 解析：这是汽油机与柴油机最关键的构造差异，直接决定了二者的点火方式（汽油机 “点燃式”，柴油机 “压燃式”）。​ 2.答案：空气；汽油；空气​ 解析：吸气物质的差异是二者工作过程的重要区别：汽油机吸入 “汽油 + 空气混合物”（需火花塞点火），柴油机仅吸入 “空气”（压缩后喷油自燃），这与柴油机压缩比更高的特点相关。​ 3.答案示例：点火方式不同（汽油机点燃式，柴油机压燃式）；压缩比不同（柴油机压缩比更大）；效率不同（柴油机效率更高）；应用场景不同（柴油机多用于重型机械，汽油机多用于小型交通工具）（合理即可）​ 解析：从构造差异延伸到工作过程差异，为课堂深入探究柴油机工作原理埋下伏笔，鼓励学生结合预习提出猜想。​ 4、 预习检测​ 1.答案：C​ 解析：A 选项错误（热机是内能→机械能，而非相反）；B 选项错误（热机需消耗燃料产生内能，如汽油、柴油）；C 选项正确（汽车发动机符合热机定义）；D 选项错误（热机工作中存在热量损失，效率无法达到 100%）。​ 2.答案：B​ 解析：压缩冲程中，活塞对气体做功，将机械能转化为气体的内能；做功冲程是内能→机械能，吸气和排气冲程无能量转化，需注意区分能量转化的方向。​ 3.答案：C​ 解析：气缸、活塞、曲轴是汽油机和柴油机共有的核心部件，用于实现气体压缩和机械能输出；火花塞仅汽油机有（用于点火），柴油机对应部件是喷油嘴，需牢记二者的构造差异。​ 4.答案：热机的工作原理是：通过燃料在机器内部燃烧，将燃料的化学能转化为内能，然后利用内能推动机器的活塞（或其他部件）做功，将内能最终转化为机械能，从而驱动机械运动。​ 解析：需明确热机能量转化的 “两步过程”：先 “化学能→内能”（燃料燃烧），再 “内能→机械能”（做功），核心是 “利用内能做功”，与预习任务中 “试管实验” 的原理一致。​ 5、 预习疑问与拓展​ 1.答案示例：​ 柴油机的 “压燃式” 点火具体是如何实现的？压缩空气的温度需要达到多少才能让柴油自燃？​ 汽油机的四个冲程中，为什么只有做功冲程对外做功，其他冲程的动力来自哪里？​ 热机工作时会产生废气，这些废气对环境有哪些影响？（合理即可，根据学生实际疑问填写）​ 解析：鼓励学生记录预习中遇到的困惑，便于课堂针对性学习，培养 “带着问题听课” 的习惯。​ 2.答案示例：​ 动力来源不同：传统热机依赖燃料燃烧（内能→机械能），电动汽车依赖电池供电（电能→机械能，通过电动机实现）；​ 环保性不同：传统热机排放废气（含一氧化碳、氮氧化物等污染物），电动汽车零尾气排放（若电能来自清洁能源，环保性更强）；​ 能量转化效率不同：电动汽车能量转化路径更短（电能直接转化为机械能），效率通常高于热机（热机存在较多热量损失）（合理即可，根据查阅资料内容填写）​ 解析：结合新能源发展趋势，将热机知识与实际应用拓展，培养学生 “用物理视角观察科技发展” 的能力，同时为后续 “能源与可持续发展” 章节铺垫。​ 六、预习总结​ 答案示例：​ 1.通过预习，我知道热机是将内能转化为机械能的机器，生活中汽车发动机、飞机发动机都属于热机；​ 2.我认识了汽油机的主要部件，如气缸、活塞、火花塞等，还了解到它的工作过程分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，其中压缩冲程是机械能转内能，做功冲程是内能转机械能；​ 3.我发现柴油机和汽油机在构造上的主要区别是柴油机没有火花塞、有喷油嘴，吸气冲程吸入的物质也不同，期待课堂上进一步学习柴油机的工作原理；​ 4.这次预习让我感受到物理知识与生活联系紧密，也学会了通过阅读教材和填表梳理知识点（合理即可，需包含 3-5 个核心预习收获）​ 解析：总结需涵盖 “热机定义与能量转化”“汽油机构造与冲程”“汽油机与柴油机差异”“预习方法或感悟” 等核心内容，确保学生梳理预习脉络，明确课堂学习重点。 2 学科网（北京）股份有限公司 $$