2.1 热机 课件-2025-2026学年物理教科版（2024）九年级上册

该初中物理课件围绕热机的概念、工作原理及蒸汽机、汽油机的工作过程展开，以“蒸汽机与第一次工业革命”为课堂导入，衔接“改变内能的两种方式”旧知，通过试管加热水推动叶轮的实验（含视频演示）为支架，引导学生理解能量转化（化学能→内能→机械能），进而学习具体热机构造与工作过程。 该资料以实验探究为特色，通过试管叶轮实验、电子式火花发生器实验等培养科学探究能力，能量转化分析深化物理观念中的能量观念，汽油机四冲程模型建构提升科学思维的模型建构能力。含拓展延伸（柴油机与汽油机异同）及当堂检测，助力学生系统掌握知识，教师可高效开展教学。

第2章 改变世界的热机 第1节 热机 1.知道热机的概念及工作原理； 2.了解蒸汽机的构造和工作过程； 3.理解内燃机的基本原理； 4.了解汽油机的工作过程。 学习目标 热蒸汽为我们提供了强大的推力，把人们从繁重的体力劳作中解放出来。 蒸汽机带来一场革命！第一次工业革命！ 新课导入 改变物体的内能有两种方式，除了热传递还可以通过做功使物体内能增加。那么，减少物体的内能可以做功吗？ 视频演示 知识点一：利用内能来做功 新知学习 1. 热机的工作原理 (1)观察现象 如图所示，在试管内装些水，用带玻璃管的胶塞塞住，在玻璃管口处放一个用纸做成的小叶轮，加热试管使水沸腾，观察现象。 新知学习 (2)现象分析 ① 现象一：叶轮转动。 原因：试管内的水沸腾，水蒸气向外膨胀，推动叶轮转动。 ② 现象二：玻璃管口出现“白雾”。 原因：水蒸气膨胀对外做功，内能减少，温度降低，其中的 水蒸气液化形成“白雾”。 (3)实验结论：本实验虽然简单，但展示了热机的基本原理。 新知学习 1.热机： 通过燃料燃烧获取内能并将其转化为机械能的装置。 燃料的化学能 工作物质的内能 工作机的机械能 燃烧 做功 2.能量转化的过程： 新知学习 实验详解 1. 实验中的能量转化过程： (1)燃料燃烧：化学能转化为内能； (2)叶轮转动：内能转化为叶轮的机械能。 2. 实验中的能量转移和转化过程：燃料→试管→管内的水和水蒸气→叶轮。 3. 物态变化： 汽化和液化 。 新知学习 【知识链接】 内能的两种应用： ◆利用内能加热：其实质是能量的转移过程。 ◆利用内能做功：其实质是能量的转化过程。 新知学习 【教你一招】 找出主要现象及对应的知识点：本实验的主要现象是橡胶塞被冲开和试管口出现“白雾”。解释“白雾”的形成，关键点是要联系前面学习的知识“做功改变内能”来分析。 新知学习 10 1. 蒸汽机是最早的热机。1769 年瓦特改进、完善了蒸汽机，设计了通过活塞直线运动带动飞轮圆周运动的连接装置，解决了动力的传输问题，才使蒸汽机成为带动其他机器运转的动力机器。 2. 蒸汽机的工作原理是将燃料的化学能转化为水蒸气的内能，再由水蒸气膨胀做功，把内能转化为机械能。 知识点二：蒸汽机 新知学习 【拓展延伸】 蒸汽机的工作过程：燃料燃烧，在蒸汽锅炉中，水沸腾形成蒸汽，通过管道被送入汽缸，受滑块阀门控制交替进入汽缸的左侧和右侧，推动活塞运动。 新知学习 如图所示，是蒸汽机的工作原理示意图。 新知学习 【易错警示】 在蒸汽机的工作过程中，伴随着能量的转移和转化。蒸汽推动活塞做功，把蒸汽的内能转化为活塞的机械能，内能减少，温度降低。温度是状态量，热量是过程量，废气带走的是热量。 新知学习 观察：内能转化为机械能 如图，在透明塑料盒上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔子，打开盒盖，在盒中滴入几滴酒精，在将盒盖盖好，然后按下火花发生器的按钮，观察发生的现象。 点火后，酒精在盒子里剧烈燃烧，产生爆炸，把盖子顶飞，燃气推动盖子做功。 知识点三：内燃机 新知学习 常见内燃机有汽油机和柴油机 使用汽油作为燃料的叫汽油机 使用柴油作为燃料的叫柴油机 内燃机：（活塞式内燃机） 燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功。 新知学习 汽油机的构造 知识点四：汽油机的工作过程 新知学习 汽油机的工作过程（动画演示） 新知学习 汽油机的四个冲程 进气门          排气门            活塞自       向 运动 吸___________________ 进气门__________ 排气门__________ 活塞自       向     运动 ______能转化为_____能 吸气冲程 压缩冲程 打开 关闭 关闭 关闭 上 下 上 下 空气和汽油混合物 机械 内 一个冲程：活塞在往复运动中从汽缸一端运动到另一端。 做功冲程 进气门          排气门            活塞自       向 运动  排出废气（尾气） 排气冲程 进气门__________ 排气门__________ 活塞自       向     运动 ______能转化为_____能 打开 关闭 上 下 机械 内 关闭 关闭 下 上 新知学习 结论：4个冲程，飞轮转2圈，对外做功1次 一个工作循环中，活塞往复各运动两次，只有第三个冲程燃气推动活塞做功，把内能转化为机械能，其他三个冲程是靠飞轮转动的惯性（或动能）来完成。 汽油机的工作过程 新知学习 如图所示，柴油机的构造与汽油机相似，主要区别是柴油机汽缸的顶部有一个喷油壶，而没有火花塞。 【拓展】 新知学习 种类 汽油机 柴油机 相同点 不 同 点 构 造 燃 料 吸入气体 点火方式 都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程 火花塞 喷油嘴 汽油 柴油 汽油和空气 空气 点燃式 压燃式 汽油机和柴油机的异同点 新知学习 热机 工作原理 能量转化 汽油机 蒸汽机 课堂小结 1.关于蒸汽机的工作过程中涉及的物理知识，下列说法正确的是( ) A. 汽缸内的蒸汽推动活塞做功，将蒸汽的内能转化为活塞的机械能 B. 在燃料燃烧的时候要产生热量，这是将内能传递给锅炉中的水 C. 蒸汽推动活塞做功，蒸汽的内能增加 D. 蒸汽机加装冷凝器，能减少废气带走的温度 A 当堂检测 2. 关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是(　　) A.将势能转化为动能 B.将机械能转化为化学能 C.将内能转化为机械能 D.主要目的是通过热传递改变内能 C 当堂检测 3.汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（ ） A.压强增大，温度降低 B.压强减小，温度升高 C.压强增大，温度升高 D.压强减小，温度降低 C 当堂检测 4．不依靠飞轮惯性完成的冲程是（ ） A A D B C 当堂检测 Lavf57.62.100 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $$