12.4 热机与社会发展（教学课件）2025-2026学年沪粤版物理九年级上册

该初中物理课件围绕热机的能量转化、内燃机（汽油机）工作原理及热机效率展开，通过“从镰刀到联合收割机”等生活实例导入，结合“酒精灯加热试管水使橡胶塞冲出”演示实验，直观展示“化学能→内能→机械能”转化过程，搭建从生活现象到抽象原理的学习支架，引导学生逐步深入汽油机结构与冲程分析。 其亮点在于以科学探究为核心，通过演示实验让学生观察白雾现象、分析能量转化（科学探究），结合汽油机结构剖面图与四冲程模型建构（科学思维），并通过“一门打开，上排下吸气”等口诀简化冲程判断。同时融入热机效率计算与环保意识培养（科学态度与责任），帮助学生理解原理的同时树立效率与环保观念，教师可借助清晰的知识脉络和课堂练习提升教学效果。

初中物理沪粤版（2024）九年级上册 第十二章 内能与热机 第4节 热机与社会发展 24003 2.研究并认识汽油机的结构、工作原理和工作过程。 3.通过对热机效率和热机与环境等问题的分析和讨论，树立效率意识和环保意识。 1.知道热机工作时的能量转化过程。 学习目标 24003 1、热机：把燃料燃烧时释放的内能转化为机械能的装置 蒸汽机 内燃机 汽轮机 喷气发动机 01 热机 2、热机的种类： 思考 热机给我们带来了什么好处？ 24003 从镰刀到联合收割机 从马车到小轿车 从木帆船到远洋巨轮 思考 热机是如何为我们提供动力的？ 24003 1、演示实验 新知学习 热机的工作原理 24003 用酒精灯加热试管中的水 橡胶塞 实验现象： 试管口出现“ ” 实验分析： 酒精燃烧放出热量 水内能 ，温度 ， 水气化成水蒸气，试管内气压增大 水蒸气将塞子推出试管口 （化学能→内能） 热传递 （内能→机械能） 水蒸气内能 ，温度 ， 水蒸气液化成小水珠（白雾） 燃料的______能 水蒸气的_____ 塞子运动的 ; 化学 内能 机械能 整个过程中能量转化： 做功 冲出 白雾 增加 升高 减小 降低 24003 2.热机的共同特点： 将燃料的化学能通过燃烧转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能。 燃料的 化学能 燃烧 内 能 做 功 机械能 24003 02 内燃机 1、内燃机：燃料直接在发动机气缸内部燃烧，从而将内能转化为机械能的一种热机。 2、内燃机的种类： 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 小汽车 小型螺旋桨飞机 24003 03 汽油机 思考 汽油机是如何为汽车提供机械能的呢？ 24003 汽油机的工作原理 汽油机的结构 汽缸 24003 24888 冲程： 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。 1、汽油机的工作原理 常见的汽油机要能正常工作，必须连续完成吸气、压缩、做功、排气四个冲程，且不断循环进行。 进气门 排气门 火花塞 活塞 气缸 曲轴 连杆 24003 一、吸气冲程 进气门 1.进气门 ，排气门 2.活塞 运动（至气缸底部） 3.主要特点： 将汽油和空气的混合物吸入气缸 汽油 空气 打开 关闭 向下 4.无能量转化 24003 二、压缩冲程 1.进气门 ，排气门 2.活塞 运动（至气缸底部） 3.主要特点： 压缩混合物，使混合物的温度 关闭 关闭 向上 4.能量转化： 升高 机械能转化为内能 24003 三、做功冲程（汽车获得动力的冲程） 1.进气门 ，排气门 2.活塞 运动（至气缸底部） 3.主要特点： 火花塞产生火花，混合气猛烈燃烧，形成高温、高压气体，推动活塞向下运动，对外做功。 关闭 关闭 向下 4.能量转化： 内能转化为机械能 24003 四、排气冲程 1.进气门 ，排气门 2.活塞 运动（至气缸底部） 3.主要特点： 排出废气 关闭 打开 向上 4.无能量转化 排气门 废气 由 个冲程组成： 、 、 、 、 活塞往复     次,曲轴和飞轮转动      圈, 对外做功      次，有     次能量转化。 压缩冲程： 2.只有        燃气对外做功,其他三个冲 程都是辅助冲程,要靠安装在曲轴上的 来完成动作。 做功冲程 2 2 1 2 1.汽油机一个工作循环： 3.能量转化： 做功冲程： 小结 （42212） 4 吸气 压缩 做功 排气 机械能转化成内能 内能转化成机械能 飞轮的惯性 判断冲程的方法 一门打开，上排下吸气 两门关闭，上压下做功 24003 柴油机：是用柴油作燃料，使柴油在机器内部燃烧，从而将内能转化为机械能的一种热机。 05 柴油机 24003 只吸入空气 压燃式 柴油机的工作原理 24003 进气门 排气门 喷油嘴 活塞 连杆 曲轴 气缸 柴油机的结构 24003 汽油机 柴油机 相 同 点 不 同 点 ①基本构造和主要部件的作用 ②每个工作循环都经历四个冲程 ③只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成 ④一个工作循环中，活塞往复两次，飞轮转动两周，做功一次。 ①构造 气缸顶有火花塞 气缸顶有喷油嘴 ②燃料 汽油 柴油 ③吸入物 汽油和空气 空气 ④点火 点燃式 压燃式 柴油机与汽油机的异同点 24003 1.定义：热机运转中，对外做的有用功与燃料完全燃烧所释放的能量的比值，称为热机效率。 3.由于热机不可避免会有能量损失，所以η总小于1。 蒸汽机的效率：6%-15% 汽油机的效率：20%-30% 柴油机的效率：可达45% 03 热机与环境 2.表达式： 24003 1、尽可能使燃料充分燃烧； 2、尽量减小各种热量损失； 3、机件间保持良好的润滑以减小摩擦。 提高热机效率的方法： 部分燃料未完全燃烧 废气排出带走能量 克服摩擦消耗能量 机械传热损失能量 转化为对外做有用功的能量 24003 定义：使用汽油作为燃料的内燃机 热机与社会发展 汽油机 热机的工作原理：化学能→内能→机械能 点火方式:点燃式 热机种类：蒸汽机、内燃机（汽油机、柴油机）、喷气发动机等 一个工作循环 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 柴油机 定义 与汽油机的区别 课堂小结 24003 1.如图所示是内燃机工作循环中的一个冲程，它是（ ） A.压缩冲程，将化学能转化成内能 B.做功冲程，将机械能转化成内能 C.压缩冲程，将机械能转化成内能 D.做功冲程，将内能转化成机械能 C 课堂练习 24003 2. 在汽油机的一个工作循环中，进气门和排气门均关闭的冲程是（ ） A.吸气冲程和压缩冲程 C.做功冲程和排气冲程 D.吸气冲程和排气冲程 B.压缩冲程和做功冲程 B 24003 3.如图所示的内燃机工作的一个循环中，其四个冲程的顺序应当是（　　） A．乙、甲、丙、丁　　　　 B．甲、乙、丙、丁 C．乙、丁、甲、丙　　　　 D．甲、丁、乙、丙 甲 乙 丙 丁 Ａ 24003 4.汽车发动机一般是汽油机，汽油的热值为4.6×107J/kg，若某内燃机的能量流向如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．该汽油机的效率为30% B．1kg的汽油燃烧能够释放4.6×107J的能量 C．换用热值较大的燃料，热机效率会提高 D．如果改进技术，汽油机的效率就可以达到100% A Lavf58.29.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Multimedia Cloud Transcode (cloud.baidu.com) $