12.4 机械能与内能的相互转化 课件-2025-2026学年物理苏科版（2024）九年级上册

该初中物理课件围绕热机（内燃机）工作原理和燃料的热值展开，通过汽油机工作过程视频演示导入，结合对话提问引发思考，以“做一做”实验活动衔接，从汽油机四冲程及能量转化过渡到燃料燃烧放热比较，最终引出热值概念，配合表格总结与当堂检测，构建完整学习支架。 其亮点在于融合物理观念、科学思维与科学探究。通过视频直观呈现冲程动态，实验活动（5g酒精和碎纸片加热水）及数据表格培养科学探究能力，热值表和定义式助力建立能量观念。采用实验分析、表格归纳等方法，学生能深化理解，教师可直接利用实验方案和检测题提升教学效率。

初中物理苏科版（2024）九年级上册 第十二章 机械能和内能 第4节 机械能与内能的相互转化 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 汽车是现代生活中常用的交通工具。发动机是汽车的核心部件，为汽车提供强劲的动力。这个动力从何而来？ 课堂导入 1.通过活动，知道做功是改变物体内能的另一种方式，是其他形式的能与内能相互转化的过程。 2.了解热机的工作原理。 3.了解四冲程汽油机的基本结构及其工作过程。 4.会查热值表，会进行燃料燃烧放热的简单计算。 学习目标 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 知识点一：做功——改变物体内能的另一种方式 1. 活动：探究做功能否改变物体的内能 【做一做】如图所示，将铁丝快速弯折十余次，然后用手指触摸弯折处，你有何感觉? 铁丝的内能变化了吗? 【看一看】如图所示，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，你看到了什么? 反复弯折铁丝 空气压缩引火仪 新知探究 【实验现象】 （1）在《做一做》中，用手指触摸弯折处，感觉烫手（温度升高）， 铁丝的内能变大。 （2）在《看一看》中，硝化棉发生燃烧。 【议一议】 （1）在上述活动中，物体增加的内能是从哪里来的?能量是如何转化的? （2）你还有什么办法可以使铁丝的温度升高?这些方法中，哪些是用热传递的方式改变物体内能的?哪些是通过做功改变物体内能的? （3）你能再举一些通过做功改变物体内能的实例吗? 新知探究 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 【分析】 （1）在上述活动中，弯折铁丝，人在做功，铁丝增加的内能是通过做功实现的，是将人的机械能转化为内能。 （2）使铁丝的温度升高的一些办法：如下所示。 ①用火焰加热　　　 ②太阳晒 ③用热水烫 ④用手焐 ⑤用砂纸摩擦　　　　　 ⑥用锤子不断敲击 ⑦反复弯折 …… 热传递的方式 改变物体内能 做功方式改 变物体内能 新知探究 （3）你能再举一些通过做功改变物体内能的实例吗? 从滑梯下滑时屁股有点发烫 冬天人们搓手感到暖和 做功改变内能 汽车急刹车时，轮胎克服地面间的摩擦做功，内能增加，温度升高，轮胎表面被烧焦。 流星穿越大气层时，克服空气阻力做功，内能增加，温度太高，达到流星燃点，流星燃烧。 新知探究 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 2. 结论 做功可以改变物体的内能，对物体做功，内能增加。 钻木取火 载人飞船返回舱进入大气层 新知探究 既然对物体做功，会使物体温度升高，内能增加；如果物体对外做功，那么物体的内能会怎样变化呢？ 3. 探究物体对外界做功时内能的变化 【进行实验】 请同学们观看水蒸气做功实验视频。 （1）描述观察到的实验现象，此现象形成的原因是什么？ （2）实验中是哪个物体在做功？ 新知探究 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 【实验现象与分析】 （1）实验现象：发现水蒸气把橡皮塞弹飞，同时瓶口出现了白雾。 （2）当瓶塞跳飞出时，是瓶内水蒸气对瓶塞做功，水蒸气的内能减少，温度降低，水蒸气遇冷，液化成小液滴，于是就观察到“雾”这种现象。 【实验结论】 水蒸气对外做功，内能减小，温度降低。 新知探究 4. 总结：改变物体内能的两种方式 改变物体内能的实质是其他形式的能与内能的转化 改变物体内能的实质是内能的转移 结果是 等效的 新知探究 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 知识点二：热机 1. 热机及其原理 （1）活动：观察点火爆炸现象 实验：如图所示，在透明塑料盒的底部钻一个孔，把电火花发生器的放电管紧紧塞进孔中，打开塑料盒盖，向盒中滴入几滴酒精，再将盒盖盖紧，然后按动电火花发生器的按钮。你观察到什么现象? 现象：塑料盒盖飞出去。 分析：在此过程中，酒精燃烧后的燃气对外做功，燃气的内能减少，转化为机械能。 根据这一原理，可以制造出将内能转化为机械能的机器。 新知探究 （2）热机 热机是热力发动机的简称，它是将燃料燃烧产生的高温、高压燃气的内能转化为机械能的装置。 在工农业生产中，常用的内燃机有汽油机和柴油机。 热机内部实物图 柴油机 汽油机 新知探究 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 2. 汽油机的工作循环 气缸 活 塞 连 杆 排气门 曲 轴 火花塞 进气门 （1）汽油机的主要构造 由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。 （2）汽油机的冲程 汽油机工作时，活塞在汽缸里做往复运动。活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程，称为一个冲程。汽油机的一个工作循环分为四个冲程。 新知探究 （3）汽油机的工作过程分析 ①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被吸入气缸。 新知探究 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 ②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，压强增大，内能增加，温度升高。 能量转化： 机械能转化为内能。 新知探究 ③做功冲程 在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞做功，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功。 能量转化： 内能转化为机械能。 新知探究 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 ④排气冲程 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 新知探究 视频演示：汽油机的工作过程 新知探究 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 冲程名称 进气门 排气门 活塞 运动 冲程的作用 能量转化 吸气冲程 开 闭 向下 吸入燃料和空气的混合物 压缩冲程 闭 闭 向上 压缩燃料和空气的混合物， 使其内能增大，温度升高 机械能转化 为内能 做功冲程 闭 闭 向下 火花塞产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，通过连杆、曲轴带动飞轮转动 内能转化为 机械能 排气冲程 闭 开 向上 排出废气 （4）汽油机四个冲程工作情况总结 对外做功1次 飞轮转动2周 活塞往复2次 有4个冲程 一个工作 循环 新知探究 知识点三：燃料的热值 新知探究 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 1. 活动：比较质量相等的不同燃料燃烧时放出的热量 【做一做】用天平测量出5g酒精和5g碎纸片，将其分别放入两个燃烧皿中，点燃后对质量相等的水(约30g)加热，使酒精和碎纸片充分燃烧，记录加热前后两支温度计的示数。 温度 燃料 加热前的 水温/℃ 燃料燃烧尽 后的水温/℃ 水温的 变化/℃ 5g酒精 5g碎纸片 数据记录表格 新知探究 【想一想】 相同质量的酒精与碎纸片充分燃烧后，烧杯中水温的变化一样吗？这说明了什么？ 【实验分析】 相同质量的酒精与碎纸片充分燃烧后，烧杯中水温的变化不一样。实验表明：相同质量的酒精与碎纸片燃烧后，酒精比碎纸片放出的热量多。 【实验结论】 质量相等的不同燃料，完全燃烧所放出的热量一般是不相等的。 新知探究 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 2. 燃料的热值 （1）定义：燃料完全燃烧放出的热量与燃料的质量之比，叫作这种燃料的热值。 （2）定义式：q= q表示燃料的热值； Q表示燃料完全燃烧放出的热量； m表示燃料的质量。 （3）物理意义 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （4）单位：国际单位是焦/千克；符号为J/kg （5）燃料燃烧放出的热量 质量为m的燃料，完全燃烧放出的热量Q放＝mq 新知探究 （6）气体燃料的热值 ①定义：气体燃料完全燃烧放出的热量与其体积之比，叫作这种气体燃料的热值。 ②公式：q= q表示燃料的热值； Q表示燃料完全燃烧放出的热量； V表示燃料的体积。 ③单位：焦/米3，符号：J/m3。 新知探究 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 3. 一些燃料的热值表 观察一些燃料的热值表，你有哪些发现？ （1）热值是燃料的一种特性。不同燃料的热值一般不同，其大小只与燃料的种类有关，与燃料的质量（体积）、是否燃烧、是否完全燃烧无关。 （2）氢的热值最大：氢气热值1.43×108J/kg 固体 热值/（J·kg-1） 液体 热值/（J·kg-1） 气体 热值/（J·kg-1） 干木柴 1.2×107 酒精 3.0×107 煤气 4.2×107 烟煤 2.9×107 柴油 4.3×107 天然气 4.4×107 焦炭 3.0×107 石油 4.4×107 无烟煤 3.4×107 汽油 4.6×107 氢气 1.4×108 木炭 3.4×107 煤油 4.6×107 新知探究 机械能与内能 的相互转化 ①热传递：实质是内能的转移. ②做功：实质是内能与其它能的转化. ①原理：将燃料燃烧产生的燃气的内能转化为机械能. ②汽油机的一个工作循环：吸气、压缩、做功和排气冲程. ③能量转化：压缩冲程，燃料的机械能转化为内能； 做功冲程：燃料的内能转化为机械能. ④热机的效率：η ①热值定义：燃料完全燃烧时放出的热量与燃料质量之比. 是燃料的一种特性. ②热值公式：固体 q 气体 q ③热值单位：焦/千克（J/kg）、焦/米3（J/m3 ） ④化石燃料与环境保护. 改变内 能方式 热机 热 值 课堂小结 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 1 ．热机的发明及广泛使用，对人类社会的发展起到了重要的作用，下列不属于热机应用的 ( ) A ．喷气式飞机 B ．柴油拖拉机 C ．纯电动汽车 D ．燃油摩托车 C 当堂检测 A.火箭的燃料燃烧得越充分， 热值越大 B.火箭“体内”的燃料选用液氢是因为液氢的质量大 C.火箭“体内”的液氢燃料温度低至-253℃时， 内能为零 D.火箭“体内”的液氢燃料在燃烧过程中，质量减少，热值不变 2 ．如图所示， 2024 年 4 月 25 日， 搭载着神舟十八号载人飞船的长征二号 F 遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心成功发射。下列说法正确的是 ( ) D 当堂检测 提升物理成绩的有效策略包括建立物理直觉需要反复练习。科学方法的应用最为关键。培养观察能力至关重要。物理学习中的常见问题可以通过将物理知识编成记忆口诀。理解本质比记忆公式更重要。建议每天解决2-3道典型例题。建立正确的物理思维方式需要建立正确的物理观念很重要。在物理实验和理论结合的学习中，理解基本公式的物理意义，包括电荷间的相互作用。尝试给同学讲解物理概念。尝试给同学讲解物理概念。 A ．一个工作循环的正确顺序是： 甲乙丙丁 B ．图乙冲程是做功冲程 C ．图甲冲程是将所有的内能转化为机械能的过程 D ．图丁冲程是机械能转化为内能的过程 3．如图所示为内燃机四冲程工作示意图，下列说法正确的是 ( ) D 当堂检测 A ．液体 a 的比热容是液体b 的两倍 B ．0 -t1 时间内甲、乙、丙烧杯中液体吸收的热量相等 C ．燃料燃尽时乙中液体 a 吸收的热量小于丙中液体 b 吸收的热量 D ．仅利用装置乙和丙进行实验可以比较燃料 2 和燃料 1 的热值大小 4．如图所示， 甲、乙、丙三图中的装置完全相同。燃料的质量、烧杯内液体质量及液体初温均相同。不考虑热量损失，燃料点燃直至燃尽，三装置烧杯中液体升高的温度随时间变化 的图像如图丁所示。以下判断正确的是 ( ) C 当堂检测 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $