14.3 热机（课件）-2025-2026学年沪科版九年级物理全一册

该初中物理课件聚焦热机及内燃机（汽油机、柴油机），以汽车、舰船等生活情境导入，通过“迷你实验室”（酒精蒸气推动橡胶塞）建立能量转化模型，系统讲解构造、四冲程工作原理及能量转化，搭建从生活现象到物理原理的学习支架。 亮点在于融合科学探究（迷你实验室、走马灯制作）、科学思维（四冲程模型建构、异同对比表格），强化能量观念。借助视频、剖面图辅助理解，随堂练习巩固，助力学生直观掌握抽象原理，提升探究能力，也为教师提供结构化教学资源。

注意哈，发明汽车发动机的人真是个天才。这么让人肾上腺素飙升的声音，想不通为什么会被电机取代。本期视频带大家了解它的工作原理。先了解它的元件构成。活塞放置在与曲轴相连的连杆上，使活塞原本的线性位移可以转换成旋转轴孔。活塞和缸体表面形成工作室盖子上的阀门，将工作室连接到进气或排气气管气体分配机构负责打开阀门，燃料通过喷嘴输送至工作室。火花塞提供火花来点燃混合物。接下来了解一下四冲程原理，发动机的循环就像我们的心跳一样，需要经历四个阶段。首先它需要呼吸，是的，你没有听错，发动机也需要呼吸。在进气阶段，活塞像舞者一样轻盈的下行，为的是让空气进入气缸，为燃烧做好准备。然后到了压缩阶段，活塞像一位勤劳的工人努力上移，将混合气体压缩，为点火做好准备。紧接着做工阶段就像烟花一样绚烂，混合气体被火花塞电火花点燃后迅速膨胀，推动活塞向下运动，带动曲轴转动，内能转化为机械能。最后排气阶段就像释放压力一样轻松，活塞向上运动，将废气排入排气气管，此时排气气管一侧的阀门应打开。当活塞到达顶端时，第一阶段再次开始循环往复，因此活塞只在循环的一部分时间内带动轴旋转，其余时间则是轴带动活塞运动。那能量从何而来？可以在轴上安装一个飞轮，然后它就会在惯性作用下运动，这样就完美了。再简单说一下四冲程内燃机的四个活塞，一个活塞吸入空气，另一个活塞压缩混合物，第三个活塞执行工作冲程迫使曲轴移动，第四个活塞将废气排入排气其。 沪科版·九年级物理全一册 第三节 热机 情境导入 汽车奔驰 列车风驰电掣 舰船劈波斩浪 飞机凌空穿云 车、船和飞机能大展神威，都是因为有了发动机。发动机是把其他能量转化为机械能的机器。 探究新知 热机是将燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置。 燃料的 化学能 燃烧 内能 做功 机械能 常见的热机有蒸汽机、喷气机、内燃机等。 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。 内燃机中最常见的是汽油机和柴油机。 汽油机 柴油机 1. 燃气内能的转化 知识点1 汽油机 汽油机是怎样工作的呢？ 迷 你 实 验 室 燃气内能的转化 实验过程：如图所示，在圆筒内加入适量的酒精，用橡胶塞塞紧筒口，筒内形成酒精蒸气和空气的混合气体。用电火花点火，橡胶塞跳出。 注意操作安全！ 7 试验现象 橡胶塞冲出去，筒口出现“白雾” 能量转化 混合气体燃烧产生高温高压的燃气对橡胶塞做功，将燃气的内能转变为橡胶塞的机械能。 燃料的化学能 燃烧 燃气的内能 做功 塞子的机械能 汽油机的能量转化与上述实验类似，只是用的燃料是汽油。 四冲程汽油机的剖面图 2. 汽油机的构造 汽油机主要由气缸、火花塞、进气道、进气阀、排气道、排气阀、活塞、连杆和曲轴组成。 火花塞 进气道 进气阀 活塞 连杆 曲轴 气缸 排气阀 排气道 3. 汽油机的工作原理 利用气缸内汽油燃烧产生高温高压的燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能。 4. 汽油机的工作过程 　　点火方式：点燃式 吸气 压缩 做功 排气 甲：吸气 乙：压缩 丙：做功 丁：排气 　　汽油机工作时，活塞在汽缸内做一次单向运动叫做一个冲程。 吸气冲程 作用：空气和汽油的混合气体进入气缸 进气阀：开；排气阀：关 活塞：向下运动 汽油和空气 压缩冲程 进气阀：关 排气阀：关 活塞：向上运动 作用：混合气体被压缩，气体体积减小、压强增大、温度升高、内能增加 能量转化：机械能转化为内能 做功冲程 进气阀：关 排气阀：关 作用：压缩冲程结束后，火花塞发出电火花，缸内气体爆发性燃烧，高温高压气体迅速膨胀，使活塞向下运动。 活塞：向下运动 能量转化：内能转化为机械能 排气冲程 燃烧后的废气 进气阀：关 排气阀：开 活塞：向上运动 作用：排出废气 点击播放视频 归纳小结： 吸气 压缩 做功 排气 一个循环 4个冲程 活塞往复2次 飞轮和曲轴转动2周 对外做功1次 燃料燃烧1次 　 只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成。 1. 结构 柴油机的燃料是柴油，它与汽油机在结构上的主要不同是气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴。 知识点2 柴油机 2. 工作过程 四冲程柴油机的一个工作循环也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 进气阀开，排气阀关。 活塞向下运动。 将空气吸进气缸。 进气阀关，排气阀关。 活塞向上运动。 气体被压缩的程度比汽油机更大，缸内气体的温度更高，压强更大。 机械能转化为内能。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 进气阀关，排气阀关。 活塞向下运动。 压缩冲程末，喷油嘴喷出雾状柴油，遇到高温空气立即猛烈燃烧，进行压燃式点火。 内能转化为机械能。 排气冲程 进气阀关，排气阀开。 活塞向上运动。 把废气排出气缸。 点击播放视频 归纳小结： 一个工作循环： 活塞：往复两次。 曲轴：转动两周。 完成：四个冲程。 对外做功：一次。 辅助冲程：靠飞轮惯性来完成。 汽油机与柴油机的比较 相同点： （1）都是燃料在汽缸内燃烧。 （2）都是将内能转化为机械能的机器。 （3）汽油机的火花塞与柴油机的喷油嘴的工作时刻都是压缩冲程末。 （4）都是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，一个工作循环曲轴和飞轮均转两圈，对外做功一次。 （5）排气冲程排出废气的过程相同。 （6）启动时都是靠外力使飞轮和曲轴转动起来。 不同点： 内燃机 项目 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 构造 工作循环 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 主要特点 主要用途 气缸顶部是火花塞 气缸顶部是喷油嘴 吸进汽油和空气的混合物 吸进空气 压缩程度较小 压缩程度较大 点燃式 压燃式 轻巧、效率较低 笨重、功率大 小汽车和小型农业机 械、低速飞机等 载重汽车、 拖拉机、火车、轮船等 调研并制作神奇“走马灯” 走马灯是节日常见的一种灯饰，是我国具有悠久历史的民间工艺制品。下面通过制作简易的走马灯，了解其工作原理。 热空气上升驱动扇叶转动的能量转化方式是_________________，这与四冲程汽油机的________冲程相同。 内能转化为 机械能 做功 随堂练习 1.内燃机的工作过程由_______、_______、_______、 _______四个冲程组成，其中，将机械能转化为内能的是_______冲程， 将内能转化为机械能的是_______冲程。 2.在内燃机工作的四个冲程中，发生内能和机械能相互转化的是（ ）。 A.吸气冲程和压缩冲程 B.压缩冲程和做功冲程 C.做功冲程和排气冲程 D.排气冲程和吸气冲程 吸气 压缩 做功 排气 压缩 做功 B 3.四冲程汽油机工作时，活塞向上运动，并依靠飞轮的惯性来完成运转的冲程是（ ）。 A.吸气冲程和做功冲程 B.压缩冲程和做功冲程 C.做功冲程和排气冲程 D.压缩冲程和排气冲程 D 4.在表格中填入汽油机和柴油机的区别。 柴油机 汽油机 构造 喷油嘴 火花塞 吸入气体 空气 空气和汽油的混合物 点火方式 压燃式 点燃式 使用范围 拖拉机、载重汽车、大型轮船等 小汽车、摩托车、小型飞机等 区别 机种 5. 如图所示为内燃机四冲程的示意图，下列说法正确的是（ ） A. 一个工作循环的正确顺序是甲、乙、丙、丁 B. 乙图冲程能获得动力 C. 丁图冲程有明显机械能转化为内能的过程 D. 丙图冲程存在化学能转化为内能的过程 C 课堂小结 热机 原理 内燃机 内能转化为机械能 工作循环 汽油机 柴油机 火花塞 点燃式 吸入空气和汽油混合物 喷油嘴 压燃式 只吸入空气 四个冲程 吸气、压缩、做功、排气 $$柴油机的构造和汽油机相似。但是柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，因此柴油机气缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做工、排气四个冲程。由于柴油机工作的过程中压强较大，要求各有关零件具有较高的结构强度，因此柴油机比较笨重，主要应用在载重汽车、拖拉机、坦克、火车、轮船上，有的地方还用它带动发电机发电。 内燃机是现代社会中最常见的一种热机。内燃机分为汽油机和柴油机两大类，它们分别用汽油和柴油作为燃料。下面我们来看一下四冲程汽油机的工作原理。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞。活塞用连杆跟曲轴相连。汽油在汽缸里面燃烧时，生成高温高压的燃气，推动活塞做功，活塞移动带动曲轴转动。要使汽油机连续工作，活塞必须能在气缸内往复运动。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做一个冲程。多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。吸气冲程，进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，汽油和空气的混合物进入气缸。压缩冲程，进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体，高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动对外做工。排气冲程，进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。