10.4 热机 教学课件 -2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

第四节 热机 九年级物理全一册（北师大版） 学习目标 1.通过实验演示知道热机工作时的能量转化情况，了解内能的利用在人类发展史上的重要意义。 2.知道四冲程汽油机和柴油机的构造和基本工作原理，通过观察汽油机、柴油机的工作过程，能够简单描述它们的主要特征，培养和提高学生观察和分析问题的能力，提高学生将科学技术应用于日常生活和社会的意识。 3.通过学习热机的应用，培养乐于探究机械中的物理学原理的良好习惯，激发学习兴趣，培养将科学知识应用于人类社会的意识，提高学生环保意识，进一步认识科学、技术和社会之间的关系，培养学生的科学态度与责任。 汽车如何获得奔跑的机械能呢?我们知道燃料燃烧时释放大量的内能，如何使这些内能为人类做功服务呢? 情景引入 在塑料容器中滴入数滴酒精，形成酒精蒸气和空气的混合气体。用瓶盖盖住容器口，利用电火花点火，你会看到什么现象？这是为什么呢？ 用电火花在塑料瓶中点火，酒精蒸气燃烧，把酒精的化学能转化为内能，塑料瓶中气体膨胀，把瓶盖顶起，气体的内能转化为瓶盖的机械能。 情景引入 这个实验证明了我们可以利用内能来做功。人们发现了内能可以做功，并制造了各种利用内能做功的机械——热机。 瓦特 教学环节一、热机 种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 燃料燃烧时化学能转化为水蒸气的内能；水蒸气的内能转化为塞子的机械能。 蒸汽机需要一个使水沸腾产生高压蒸汽的锅炉，这个锅炉可以使用木头、煤、石油或天然气，甚至可燃垃圾作为热源来加热，使蒸汽膨胀推动活塞做功。 5 蒸汽火车 蒸汽船 蒸汽车 蒸汽机最大的缺点——体积太大 教学环节一、热机 将由燃料燃烧时产生的高温高压气体的内能转化为机械能的机器，统称为热机。 种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 教学环节一、热机 种类：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的高温高压气体的内能转化为机械能的机器热机，叫做内燃机。 内燃机（汽油机和柴油机） 教学环节一、热机 8 汽轮机 喷气发动机 种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 教学环节一、热机 提出问题：汽油机的构造是怎样的？工作过程由哪几个冲程组成？哪些冲程中有能量转化？是什么能转化为什么能？ 请同学们自主阅读课本，结合课本中的中图10-28、图10-29，回答以上问题。 教学环节二、汽油机 a 汽油 机构造 连杆 进气门 活塞 气缸 火花塞 排气门 曲轴 教学环节二、汽油机 汽油机的构造 b. 汽油机的冲程 活塞从气缸的一端到另一端叫做汽油机的冲程 四缸汽油机 粗看汽油机的工作 c. 汽油机的工作过程 吸气冲程：进气门 ，排气门 ，活塞向 运动， 空气和汽油的混合物被吸入气缸 汽油机的工作过程 c. 汽油机的工作过程 压缩冲程：进气门 ，排气门 ，活塞向 运动，混合气体被强行压缩，使气体的温度升高，内能增大（机械能转化为內能） 汽油机的工作过程 c. 汽油机的工作过程 做功冲程： 进气门 ，排气门 ，活塞向 运动，火花塞产生电火花，点燃燃料（点燃式），（内能转化为机械能） 汽油机的工作过程 c. 汽油机的工作过程 排气冲程：进气门 ，排气门 ，活塞向 运动，活塞继续向上运动，排气门打开，废气被排出 汽油机的工作过程 c. 汽油机的工作过程 汽油机的四个冲程中只有做功冲程对活塞做功，其它三个冲程要靠飞轮的惯性来完成。 汽油机的工作过程 练一练 如图是汽油机工作的四个冲程，任意出示一幅图，怎样判断它是哪个冲程？ 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 d. 易考点-汽油机的工作特点 想一想 汽油机的一个工作循环中伴随有哪些能量转化，把什么能转化为什么能？ d. 易考点-汽油机的工作特点 在做功冲程燃气对活塞做功，内能转化为机械能，在压缩冲程活塞对气体做功，机械能转化为内能。 四冲程汽油机一个工作循环中有四个冲程，活塞往复___次，曲轴转___ 周，飞轮转___周，对外做___次功。 2 2 1 2 议一议 四冲程汽油机一个工作循环中有几个冲程，活塞往复几次，曲轴转几周，飞轮转几周，对外做几次功？ d. 易错易混点-汽油机的工作特点 汽油机不能自行启动。开始运转时，要靠外力使飞轮和曲轴转动起来，由曲轴通过连杆带动活塞运动，以后内燃机才能自己工作。 e、汽油机的启动 汽油机手拉启动环 f、汽油机的应用 汽油机比较轻巧，常用在汽车、摩托车、小型飞机和小型农业机械上面。 而拖拉机、大型的卡车、坦克和轮船等使用的并不是汽油机，而是内燃机的另一种——柴油机。 教学环节三、柴油机 提出问题：柴油机又是怎样工作的？请同学们阅读教材p22，从以下三个方面： （1）构造上 （2）工作过程中的吸气冲程 （3）点火方式上 找到柴油机与汽油机的不同点。 教学环节三、柴油机 a 柴油 机构造 柴油机汽缸顶部有一个喷油嘴，而汽油机是一个火花塞。 教学环节三、柴油机 柴油机和汽油机构造对比： b. 柴油机的工作过程 工作过程中，柴油机在吸气冲程中吸进的是空气，而汽油机吸进的是汽油和空气的混合物； 点火方式上，柴油机采用的是压燃式，而汽油机采用的是点燃式。 燃料完全燃烧放出的能量Q总 废气带走 的能量 散热、克服摩擦损失 机械能（对活塞做功）w有 燃料燃烧释放出的内能是全部转化为热机的机械能了吗？ 汽油机效率约为20％～30％ 柴油机效率约为30％～45％ c、燃料的转化 用来做功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比叫做热机效率 第五节　火箭 阅读：教材p25并回答下列问题。 （1）喷气发动机的工作原理是什么？ （2）喷气发动机分为哪两类？有什么区别？ （3）喷气发动机与内燃机有什么相似和不同？ （4）现代火箭的燃料和特点？ 一、火箭的发射原理 喷气发动机的燃料在燃烧室内燃烧后，产生高温高压的气体，这种气体从尾部以极高的速度喷出，同时产生很大的反作用力推动机身向前运动。 作用力与反作用力 二、喷气发动机种类 喷气发动机分为哪两类？有什么区别？ 种类 分类依据 特点 空气喷气发动机 需要利用外界空气助燃 只携带燃料 飞行高度受限制 火箭喷气发动机 不需要利用外界空气来助燃 携带燃料和氧化剂 飞行高度不受限制 火箭喷气发动机 三、喷气发动机与内燃机的区别 从能量转化的角度来看，在工作过程中都是利用内能转化为机械能的装置。喷气发动机不需要内燃机中的活塞、曲轴等传动装置，从而减少能量损失，大大提高机身的飞行速度。 四、现代火箭的燃料和特点 功率巨大，可在大气层以外飞行，多级火箭可以作为星际航行的运载工具。 中国火箭发展状况 我国自主知识产权和较强国际竞争力的长征系列运载火箭 决定着一个国家进入外太空的能力及未来发展潜力，是综合国力的重要体现。在四十余年的发展历程中，经历了从无到有、从小到大、从串联到捆绑、从常温推进剂到低温推进剂、从一箭一星到一箭多星、从发射卫星到发射载人飞船和月球探测器的重大跨越。 热机 汽油机的构造 汽油机的工作原理 由汽缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。 吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程 内能转化为 机械能 机械能转化为内能 在一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，曲轴转两周，飞轮转两周，对外做一次功。 热机的定义 谈谈你的收获 课堂小结 1. 火箭的发射原理：反冲运动 2. 能量转化：内能→机械能 3.当火箭飞行到真空中时，输送系统将自带的燃料和氧化剂送入燃烧室， 燃烧产生的气体从喷口喷出，同时对火箭产生强大反冲推力，使火箭前进。 1.如图是汽油机工作的四个冲程，其中使汽车获得动力的是（ ） C 随堂检测 2.一台四冲程汽油机的曲轴转速是3 000 r/min，它1秒钟对外做功____________次；它在吸气冲程中，吸入汽缸里的物质是____________________。 3.根据汽油机和柴油机的区别，下列说法正确的是（　 ） Ａ.汽油机汽缸顶部有一个火花塞，柴油机汽缸顶部是喷油嘴 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 25 空气和汽油的混合物 A 课后作业 1.利用生活中的物品，自制一个电子礼炮。 2.利用生活中的物品，自制一个火箭。 两个矿泉水瓶 彩色泡棉 电工胶带 速干胶水 剪刀 美工刀 器 材 Lavf58.12.100 EVCapture5.0.5软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EVCapture5.0.5软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EVCapture5.0.5软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EVCapture5.0.5软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EVCapture5.0.5软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EVCapture5.0.5软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn EVCapture5.0.5软件录制 Lavf58.33.100 本视频由湖南一唯信息科技开发的EV录屏软件录制, www.ieway.cn $