14.2 热机 课件-2025-2026学年人教版九年级物理全一册

该初中物理课件围绕“热机”这一核心概念展开，系统梳理了内能转化为机械能的过程，从汽油机和柴油机的结构差异到四冲程工作原理，层层递进地构建知识体系。通过课前预习、实验现象引入、模型建构与对比分析，形成由浅入深的学习支架，帮助学生建立能量转化的物理观念，并理解热机在生活中的应用。 其亮点在于深度融合物理观念、科学思维与科学探究三大核心素养，以“压缩冲程机械能转内能，做功冲程内能转机械能”为核心线索，设计典型例题与情境问题，引导学生进行推理论证与质疑创新。例如第8题关于六冲程内燃机的设计，激发学生对效率提升的思考，体现科学态度与责任意识。教学内容条理清晰，配有流程图、表格对比和课堂训练题，便于教师高效组织教学，也助力学生掌握关键知识点并发展高阶思维能力。

nullnull汽车是我们生活中不可缺少的交通工具，用在汽车和内燃机车上的动力机械是内燃机。在现代社会中，内燃机是最常见的热机。内燃机在汽缸内燃烧汽油和柴油，大多数汽车里的内燃机是燃烧汽油的，也叫汽油机。汽油在汽缸里面燃烧时，生成高温高压的燃气，用来推动活塞做工。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、燃烧、膨胀、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。在吸气冲程中，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，原料混合物被压缩。在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，做工冲程开始了。电火花使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体，这气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动对外做工。最后排气冲程开始，进气门关闭排气门，打开活塞向上运动，把废气排出气缸。四个冲程循环往复，为汽车提供源源不断的动力。使用汽油机的汽车多数使用四个以上的气缸，从而加大汽车的功率，使汽车开起来更快、更稳。 null汽车是我们生活中不可缺少的交通工具，用在汽车和内燃机车上的动力机械是内燃机。在现代社会中，内燃机是最常见的热机。内燃机在汽缸内燃烧汽油和柴油，大多数汽车里的内燃机是燃烧汽油的，也叫汽油机。汽油在汽缸里面燃烧时，生成高温高压的燃气，用来推动活塞做工。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、燃烧、膨胀、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。在吸气冲程中，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，原料混合物被压缩。在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，做工冲程开始了。电火花使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体，这气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动对外做工。最后排气冲程开始，进气门关闭排气门，打开活塞向上运动，把废气排出气缸。四个冲程循环往复，为汽车提供源源不断的动力。使用汽油机的汽车多数使用四个以上的气缸，从而加大汽车的功率，使汽车开起来更快、更稳。 null14.2 热 机 学习目标 1、知道热机的概念，初步了解热机的工作原理； 2、了解四冲程汽油机的结构和工作过程； 3、知道压缩冲程和做功冲程中的能量转化。 自学内容：课本17～18页第5自然段。 课前预习 自学方法: 阅读课本，标记重点； 观看视频，认真理解。 自学要求： 1.课本17页实验的实验现象是什么？ 2.这一实验现象涉及到哪些能量转化？ 3.什么叫热机？什么是内燃机？ 4.最常见的内燃机有哪几种？ 学生自学，教师巡视（2分钟） 1、课本17页实验的实验现象说明燃料燃烧，将 能转化为水的 能，水蒸气的____能转化为塞子的_____能。人们发现内能可以用来______。 化学 2.最常见的内燃机有 和 。 汽油机 柴油机 内 内 机械 做功 二、内燃机 1、概念： 2、分类： 3、汽油、柴油燃烧能量转化： 一、热机 1、概念： 2、工作原理： 3、种类： 利用内能做功的机器。 蒸汽机、 内燃机、 汽轮机、 喷气发动机等。 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机。 汽油机、柴油机。 教师指导 内能转化为机械能 化学能转化为内能 内能转化为机械能 火电站的汽轮机 喷气发动机 蒸汽机车 1、______ 2、________ 3、______ 4、________ 5、______ 6、________ 7、______ 汽缸 火花塞 进气门 排气门 活塞 连杆 曲轴 1、四冲程汽油机的主要结构： 2、活塞在汽缸内往复运动时，活塞从汽缸的一端 运动到另一端的过程，叫_________。 一个冲程 3、汽油机的一个工作循环一般由_____、______、 ______和______四个冲程组成。 吸气 压缩 做功 排气 三、汽油机 四、汽油机的工作原理 1、吸气冲程 进气门 ,排气门 ,活塞 _ 运动,吸气冲程中，被吸入汽缸的是 。 汽油和空气的混合物 2、压缩冲程 打开 关闭 向下 进气门 ,排气门 ,活塞 运动。压缩冲程将 _ 能转化为 能 关闭 关闭 向上 机械 内 6 汽油机工作原理14106 三、汽油机的工作原理 教师指导 3、做功冲程 进气门 ,排气门 ,活塞 _ 运动,做功冲程将 能转化为 能，提供动力。 4、排气冲程 关闭 关闭 向下 进气门 ,排气门 ,活塞 运动，排出废气。 关闭 打开 向上 内 机械 7 汽油机工作原理14106 （1）一个工作循环有四个冲程，只有做功冲程燃气对外做功一次，吸气、压缩和排气三个冲程靠飞轮的惯性来完成。 （2）一个工作循环中，有两次内能与机械能的转化， 压缩冲程：机械能转化为内能， 做功冲程：内能转化为机械能 吸气 压缩 做功 排气 机械能转化为内能 内能转化为机械能 排出尾气 获得动力 注意： 例1、下列冲程中，不是靠飞轮惯性完成的是（ ） A B C D A 例2、在四冲程汽油机的一个工作循环中，有两次能量转化过程。其中，机械能转化为内能的是______冲程，内能转化为机械能的是______冲程。 压缩 做功 2 2 25 100 五、活塞、曲轴（飞轮）的运转情况： 总结：四冲程汽油机的中： 1、一个工作循环有四个冲程，对外做功一次； 2、一个工作循环活塞往复 次，曲轴转动__转。 典例：某四冲程汽油机飞轮的转速是3000r/min，则它每秒钟对外做功___次，共有____个冲程。 注意：“3000r/min”表示飞轮每分钟转3000转。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 一、热机： 1、利用_______做功的机械叫热机。 2、燃料直接在发动机______燃烧产生动力的热机叫内燃机，内燃机分为_______和_______两类。 二、汽油机： 小结与归纳 1、汽油机的工作过程一般包含_____、______、 _____和_____四个冲程。 2、汽油机的一个工作循环，有四个冲程，活塞往 复___次，曲轴转___周，对外做___次功。 内能 汽缸内 汽油机 吸气 压缩 做功 排气 二 二 一 柴油机 1、如图表示四冲程内燃机工作时各冲程的示意图，它们正确的排列顺序为（ ） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．乙、丙、丁、甲 D．甲、丁、乙、丙 课堂训练 2、关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（ ） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：气体推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 C C 3、如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图 是将内能转化为机械能的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为 2400r/min，这次汽油机每秒钟内完成 个冲程， 对外做了 次功 甲 乙 丙 丁 丙 80 20 4. 如图所示，给试管里的水加热，水沸腾后，水蒸气推动橡皮塞冲出试管口，这个过程与四冲程汽油机工作示意图中哪一个冲程的能量转化过程是相同的(　　) C 5、如图是内燃机的某一冲程，以下关于此冲程说法正确的是（ ） A．此冲程是排气冲程 B．此冲程是做功冲程 C．此冲程中依靠飞轮惯性完成 D．此冲程将内能转化为机械能 C 6、如图所示，是某四冲程汽油机工作循环中的甲、乙两个冲程，下列关于这两个冲程的判断，其中正确的是（ ） A．甲是压缩冲程，乙是做功冲程 B．该汽油机完成一个工作循环时， 是从乙冲程到甲冲程 C．在甲冲程中机械能转化为内能 D．在乙冲程中内能转化为机械能 B 7、从能量转化的角度看，下列关于一台四冲程内燃机在一个循环中的描述正确的是（ ） A．压缩冲程存在着化学能转化为内能的过程 B．压缩冲程存在着内能转化为机械能的过程 C．做功冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程 D．做功冲程存在着化学能转化为内能的过程 D 8、科学家发明了一款单缸六冲程内燃机，它每一个工作循环的前四个冲程与单缸四冲程内燃机相同，在第四冲程结束后，立即向汽缸内喷水，水在高温汽缸内迅速汽化成高温、高压水蒸汽，推动活塞再次做功，水蒸汽温度_________ （选填“升高”、“降低”或“不变”），其内能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”），这样燃烧同样多的燃料获得了更多的机械能，提高了热机的效率。为进入下一个工作循环，这款内燃机的第六冲程是________冲程。 降低 减小 排气 9、如图是四冲程汽油机做功冲程的示意图，汽油燃烧产生高温高压的气体推动活塞向下运动。在活塞向下运动的过程中，有关气缸内气体的说法正确的是（ ） A．气体的温度升高 B．气体的内能减少 C．气体的密度增大 D．气体的压强增大 B 板书设计 一、热机： 1、_____________的机械叫热机。 2、内燃机①概念； ②内燃机分为______和______两类。 二、汽油机： 1、汽油机的工作过程一般包含_____、______、 _____和_____四个冲程。 2、在四冲程汽油机的一个工作循环中，活塞往 复___次，曲轴转___周，对外做___次功。 利用内能做功 汽油机 柴油机 吸气 压缩 做功 排气 二 二 一 14.2 热机 学习目标 1、了解四冲程柴油机的基本结构； 2、知道汽油机和柴油机的主要区别。 第十四章 内能的利用 14.2 热 机 自学内容：P19 “柴油机”部分第1自然段。 课前预习 自学方法：阅读课本、观看图片等。 自学要求： 1、柴油机的主要工作部件有哪些？ 2、柴油机和汽油机在结构上有哪些不同？ 1、在汽油机的吸气冲程中，进入汽缸的是______ __________________；在柴油机的吸气冲程中， 进入汽缸的是________。 2、柴油机和汽油机的构造基本相似，但柴油机的 汽缸顶部没有_______，而有一个_______。 空气和汽油的混合物 空气 火花塞 喷油嘴 喷油嘴 教师指导 一、汽油机与柴油机的结构区别 进气口 排气口 活塞 连杆 曲轴 火花塞 二、柴油机的工作过程 空气 燃烧后的废气 喷油嘴 吸气 压缩 做功 排气 1、在汽油机的压缩冲程末，_______产生电火花， 点燃燃料，这种点火方式称为点燃式。在柴油机 的压缩冲程末，________向气缸内喷进柴油遇温 度超过柴油燃点的空气而自动点燃，这种点火方 式称为压燃式。 2、在压缩冲程中，柴油机的活塞把空气的体积压 缩得非常___（填“大”或“小”），所以，柴 油机与汽油机相比，燃料获得的内能相对更___ （填“多”或“少”），使汽缸内的空气的温度 更___（填“高”或“低”），喷油嘴喷出的柴 油更容易燃烧。 火花塞 喷油嘴 小 多 高 三、汽油机与柴油机的异同点 3、在做功冲程中，由于柴油机对燃气的压缩程度比 汽油机更___（填“高”或“低”），因此，做功 冲程中，气体的压强______（填“大于”或“小 于”）汽油机，因而可以获得更____（填“大” 或“小”）的功率。 4、柴油机一般比汽油机______（填“笨重”或“轻 巧”），主要用于_________、_______、_____、 ______、______上。 高 大于 笨重 大 载重汽车 拖拉机 火车 轮船 坦克 火花塞 喷油嘴 汽油与空气 空气 机械 内 点燃 压燃 内 机械 汽油机 柴油机 不同点 结构 吸气冲程 吸入___________的混合物 吸入_________ 压缩冲程 压缩程度、温度相对____ 压缩程度、温度相对_____ 点火方式 _____式 ______式 相同点 工作循环 都有四个冲程 能量转化 （1）压缩冲程：________能转化成______能 （2）做功冲程：________能转化成______能 曲轴运动、 做功次数 每一个工作循环，曲轴转动___转，对外做功____次。 运动 都需要_____ 优缺点 汽油机比柴油机_____，柴油机比汽油机效率_____。 但两者都带来了_____和_____污染。 较低 较高 两 一 外力 轻巧 高 废气 噪声 例1、下列关于柴油机和汽油机的说法正确的是（ ） A.吸气冲程中,汽油机吸入的是汽油,柴油机吸入的是柴油 B.汽油机是点燃式,柴油机是压燃式 C.压缩冲程中,汽油机汽缸内的温度比柴油机汽缸内的温度高 D.排气冲程中,汽油机和柴油机的工作过程不同 例2、关于内燃机,下列说法正确的是（ ） A、汽油机汽缸顶部有喷油嘴,柴油机汽缸顶部有火花塞 B、柴油机在吸气冲程中,将柴油和空气的混合物吸入汽缸 C、汽油机的效率一般比柴油机的效率高 D、汽油机一般比柴油机轻巧,但输出功率小 B D 1、汽油机汽缸顶部有______， 柴油机汽缸顶部有______； 2、汽油机吸入汽缸的是____________________， 柴油机吸入汽缸的是______； 3、汽油机的点火方式是______式， 柴油机的点火方式是______式。 4、柴油机压缩程度高，温度高，效率高 课堂小结 汽油机和柴油机的主要不同点： 火花塞 喷油嘴 空气和汽油的混合物 空气 点燃 压燃 1、关于汽油机和柴油机的区别，下列正确的是 ( ) A．汽油机气缸顶部有一个火花塞，柴油机气缸顶部是 一个喷油嘴 B．汽油机吸入的是空气，柴油机吸入的是空气和柴油 的混合物 C．吸气冲程是内能转化为机械能 D．压缩冲程是内能转化为机械能 2、关于柴油机和汽油机的说法,下列说法正确的是( ) A.完成一个工作循环,曲轴转动一周 B.吸气冲程吸进汽缸的物质,在汽油机中是汽油,柴油机中是柴油 C.做功冲程中的点火方式:汽油机是点燃式,柴油机是压燃式 D.压缩冲程中,汽油机对燃气产生的压强最大,燃气升高的温度也比柴油机大 课堂训练 A B 3、下列流程图是用来说明单缸四冲程汽油机的一 个工作循环涉及到的主要能量转化情况，关于 对图中①②③④的补充正确的是 （ ） 吸气 （ ① ） （ ② ） （ ③ ） （ ④ ） 排气 A. 做功 内能→机械能 压缩 机械能→内能 B. 压缩 内能→机械能 做功 机械能→内能 C. 做功 机械能→内能 压缩 内能→机械能 D. 压缩 机械能→内能 做功 内能→机械能 D 4、关于四冲程内燃机，下列说法错误的是（ ） A．工作中只有做功冲程把内能转化为机械能 B．工作中压缩冲程是把内能转化为机械能 C．工作开始时要靠外力启动 D．每一个工作循环，燃气只做功一次 5、汽油机吸入气缸的物质是 （ ） A. 汽油 B. 空气 C. 汽油与空气混合 D. 燃气 6、一台四冲程内燃机飞轮转速为1800r/min，它1s 完成了 ( ) A. 30个冲程做了30次功 B. 60个冲程做了60次功 C. 120个冲程做了30次功 D. 60个冲程做了15次功 B C D 7、热机利用内能的过程：燃料的_____能通过燃烧 的方式转化成___能，又通过做功的方式把_____ 能转化为_____能。 8、在常见内燃机的四个冲程中，____冲程和_____ 冲程发生了能量的转化，____冲程使汽车获得动 力，_____冲程排出了汽车的尾气。 9、右图是内燃机的某一冲程的工作 情况，可以断定是______冲程， 它将___能转化成______能。 化学 内 内 机械 压缩 做功 做功 排气 做功 内 机械 10、汽油机的压缩冲程中，气缸中空气的温度、 压强和体积变化情况分别是 （ ） A. 温度升高，压强增大，体积减小 B. 温度升高，压强减小，体积增大 C. 温度降低，压强减小，体积减小 D. 温度降低，压强减小，体积增大 A 1、汽油机使用______，柴油机使用______； 2、汽油机汽缸顶部有______， 柴油机汽缸顶部有______； 3、汽油机吸入汽缸的是____________________， 柴油机吸入汽缸的是______； 4、汽油机的点火方式是______式， 柴油机的点火方式是______式。 板书设计 汽油机和柴油机的主要不同点： 汽油 柴油 火花塞 喷油嘴 空气和汽油的混合物 空气 点燃 压燃 14.2 热机 $在试管内装些水，用软木塞塞住加热使水沸腾。继续加热，注意观察发生的现象。请再看一次。 这是四冲程汽油机工作模型，吸气冲程、压缩冲程、做工冲程、排气冲程四个冲程为一个工作循环，曲轴共转两圈。吸气，压缩，做功，排气，抖音。 null