2.2 热机效率 课件---2025-2026学年教科版物理九年级上冊

该初中物理课件围绕“热机”这一核心主题，系统梳理了热机的发展历程、能量转化过程及效率计算方法，从蒸汽机到现代内燃机的演变脉络清晰，通过问题驱动式导入（如“科学家改进热机的目的是什么？”）自然衔接旧知与新知，构建起“能量观念—科学思维—实践应用”的学习支架。 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，以典型例题和生活情境（如木炭烧水效率计算）强化能量转化与守恒的理解，借助数据对比（如不同热机效率差异）培养科学推理能力，通过课堂练习引导学生质疑与论证（如尾气温度与节能效果的关系）。教学设计注重真实问题解决，既提升学生用物理知识解释现实的能力，又助力教师高效落实课标要求。

第2节 热机效率 第二章———改变世界的热机 学习目标： 【物理观念】能说出热机工作时燃料释放能量的主要流向，知道什么是热机的效率。 【科学思维】知道提高热机效率的途径以及提高热机效率的意义，通过学习热机效率的相关知识，培养学生运用科学思维分析问题、解决问题的能力。 【科学态度与责任】了解热机的利用与人类社会发展的关系；培养环保意识，激发社会责任感。 教学引入 发现可以利用内能做功并制造出热机，是了不起的历史大事。热机促使了工业化社会的出现。科学家、工程师们不断对热机进行改进， 他们的目的是什么? 热机效率 一 讨论交流：热机里的能量变化 在内燃机里，燃料释放的能量都到哪里去了呢?图 2-2-2 表明了某汽车内燃机的能量流向，也表明了有用功在汽车运行中的分配。对照此图，请和同学讨论，描述能量的变化情况。 ①废气带走很大一部分能量：排气冲程废气的温度较高，内能较大。 ②一部分能量消耗在散热上：冷却水带走能量。 ③克服摩擦做功：活塞和曲轴在运动时克服摩擦做功。 热机效率 一 1 定义： 热机所做有用功与所用燃料完全燃烧释放的热量之比 2 公式： 1、η用百分数表示 2、η总是小于100% 3、η没有单位 意义： 描述热机的性能 热机效率 一 3.常见的热机的效率 蒸汽机的效率只有6%~15% 柴油机28%－37% 汽油机 22%－27% 起重机40%－50% 4、提高热机效率的有效办法有哪些？ ①使燃料充分燃烧。 ②尽量减少各种热损失。 ③在热机设计和制造上，采用先进的技术。 ④保证良好的润滑，减少因摩擦而消耗的功。 ★不同热机的热机效率不同，热机的效率越高意味着消耗相同的质量的同种燃料输出的有用功越______。 多 热机效率 一 内能的应用 加热 做功 效率 热机效率 一 5 公式推导应用： 练一练：1、有一台汽油机在一个工作循环中消耗了10g汽油（热值为4.6×107J/㎏）这些汽油完全燃烧产生的热量是___ _____J。若这台汽油机的效率为30%，则一个工作循环中输出的有用机械能为_____ ___J。 4.6×105 1.38×105 2、王大刚同学和家人在郊外野餐，用木炭烧水。铁锅内装有5kg水，把水从18℃加热到98℃，已知水的比热容为4.2×103J/（㎏•℃）.如果木炭的热值为3.4×107J/㎏，共消耗掉0.4kg的木炭。 求：（1）这个过程中水吸收的热量； （2）用木炭烧水时的效率。 解： （1） Q吸= cm水（t-t0）=……=1.68 ×106J (2) 由 得Q放=m木q=……=1.36 ×107J 热机效率 一 改变世界的热机 二 为了获得更强大的动力、更高的效率，人们以极大的热情去探索，设计出种类繁多、构造各异的现代热机。在图 2-1-2中，水蒸气驱动叶轮转动，这是最简单的轮机(turbine)。轮机广泛应用在早期的火车、现代大型火力发电厂(图2-2-4)以及大型舰船上。在很多汽车、农用机械(图 2-25)、轮船上配备的是汽油机和柴油机。在航空航天中，使用的是更加高效的喷气式发动机(iet engine)。 改变世界的热机 二 热机使登天揽月、日行万里的梦想成为现实，世界因此而改变(图 2-2-6)。 改变世界的热机 二 从18世纪60年代开始，蒸汽机在纺织(图2-2-3)、采矿、冶炼和交通运输等方面得到了广泛应用，结束了以人力、畜力为主要动力的漫长历史。机械化的工厂如雨后春笋般涌现，使世界进入了以“火”为动力的“蒸汽机时代”，完成了人类的第一次工业革命。 飞向太空 三 人类很早就梦想着飞向太空。14世纪末，中国人万户，精心制作了一个以 47 支火箭作动力的装置，进行了“飞天”尝试，是人类飞行史上的先驱者。 飞向太空 三 万户所用的火箭，是在竹筒(或纸筒)内装上火药，点燃火药后，燃烧产生的气体体积膨胀，从竹筒的尾端向后高速喷出，推动箭筒向前飞行(图2-2-7)。这和现代火箭发动机(rocketengine)的原理是一样的。 飞向太空 三 我国不仅是火箭的发源地，还是一个航天大国，我国的长征系列运载火箭(图2-2-8)有着极佳的性能。 本节小结 课堂练习 1.要提高热机效率必须 （ ） A.让更多的燃料燃烧 B.提高热机功率 C.减少各种热损失 D.利用热值大的燃料 2.如图为内燃机的能流图， 则内燃机的效率可表示为（ ） A、E1/E； B、E2/E； C、E3/E； D、E4/E。 C E1 E2 E3 E4 E D 课堂练习 3.有经验的柴油机维修师，不用任何仪器，只是靠近柴油机排气管口观察和用鼻子闻一下，并将手伸到排气管口附近感觉一下尾气的温度，就能初步判断这台柴油机的节能效果．在同样负荷的情况下，关于柴油机的节能效果，下列判断正确的是（　　） A．尾气的温度越高，柴油机越节能 B．尾气的温度越低，柴油机越节能 C．尾气的柴油味越浓，柴油机越节能 D．尾气的颜色越黑，柴油机越节能 B 4．甲、乙两台热机，甲的效率比乙的低，其含义是（  ） A．甲热机比乙热机做的有用功少 B．甲热机比乙热机消耗的燃料多 C．在做相同有用功的条件下，甲消耗的燃料多 D．在做相同有用功的条件下，甲损失的能量比乙少 c 课堂练习 14．随着人们的生活水平的提高，汽车走进千家万户．关于小汽车涉及的知识说法正确的是（  ） A．用甘油做发动机的冷却剂 B．发动机做功冲程将内能转化为机械能 C．精心保养可使发电机的效率达到100% D．排出的尾气对环境没有任何污染 15．下列关于“热机”的说法中，正确的是（  ） A．通过技术改进，热机效率可达100% B．做功冲程将机械能转化为内能 C．热机常用水做冷却剂，是因为水的沸点高 D．火箭发动机属于热机 B D 2.2 热机效率 一、热机效率 三、飞向太空 板书设计 二、改变世界的热机 1 定义： 意义： 2 公式： 3 常见的热机效率： 4 提高热机效率的有效办法： 5 公式推导应用： Lavf57.77.100 $