14.4 跨学科实践：制作简易热机模型(课后作业)-【宝典训练】2025-2026学年新教材九年级全一册物理高效课堂教学课件（人教版2024）

天骄出品 必属精品 深圳天骄文化传播有公司 宝典训练 配套教学课件 高效课堂 第4节　跨学科实践：制作简易热机模型 第十四章　内能的利用 1. 阅读材料，回答问题。 　　随着航天和航空事业的发展，普通的内燃机已经不能提供 足够的动力，人们迫切需要大功率的发动机以提高飞行器的飞 行速度，因此喷气发动机就应运而生，它主要有涡轮喷气发动 机和火箭发动机。 　　涡轮喷气发动机使压缩后的混合气体在燃烧室燃烧（如图 甲），燃烧后剧烈膨胀的气体从尾部高速喷出，其巨大的反冲 推力成为飞机的推进力，减小发动机的体积和质量，使用高能 燃料，可以获得更大的推进力。 　　火箭发动机和涡轮喷气发动机十分相似，主要的差别是： 火箭自带燃料和氧化剂（如图乙），涡轮喷气发动机只带燃 料，利用空气做氧化剂，同涡轮喷气发动机相比较，火箭发动 机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来 助燃，不需要从周围大气层中汲取氧气所以它不但能在大气层 内也可以在大气层之外的宇宙真空中工作。 　　火箭发动机可用于航天器推进，也可用于导弹等在大气层 内飞行。迄今为止发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞 行器所用的推进装置，都是火箭发动机，火箭发动机基本都是 内燃机。 （1）喷气发动机把燃气的内能转化为 ，从而提供 动力。 机械能　 （2）据中央电视台新闻联播报道，2017年4月20日19时41分长 征七号火箭搭载“快递小哥”天舟一号（图丙）货运飞船成功 发射升空。发射天舟一号的遥二运载火箭使用的燃料主要是液 态氢，这是因为氢 ⁠。 A. 比热容大 B. 凝固点低 C. 热值大 D. 沸点低 C　 （3）喷气压缩发动机使混合气体在燃烧室燃烧直到膨胀的气 体再从尾部高速喷出的过程中，燃气的温度是不断变化的，下 列能大致反映燃气温度随时间而变化的是 ⁠。 A. B. C. D. D　 （4）涡轮喷气发动机 （选填“能”或“不能”）在 大气层外工作。 不能　 （5）美F－1是有史以来人类制造的推力最大的火箭发动机，F －1设计海平面平均推力约为6.8×106牛，这样大的竖直向上推 力能够在5台并联的时候，将起飞质量3 000多吨的土星5号火箭 在150秒的时间内推到约6.4×104米的高度，同时最大速度达到 2.76千米/秒。美F－1火箭发动机的设计海平面推力的平均功率 约为多少瓦？（用科学记数法表示，保留一位小数） 解：推力做功为 W＝Fs＝6.8 ×106 N × 6.4×106 m＝4.352 ×1011 J， 推力的平均功率约为P＝ ＝＝2.9×109 W。 2. 随着神舟系列宇宙飞船发射升空，项目式学习小组的同学们 对火箭升空的动力产生了浓厚的兴趣，同学们进行了关于火箭 升空原理的研究性学习，请你帮助项目式学习小组的同学们完 成研究性学习报告。 【研究目标】火箭升空的动力方式 【研究方法】网上查阅资料 【研究结果】 　　火箭使用的是喷气式发动机，它和内燃式发动机的工作 原理不同，它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。由于它不需要像活塞、螺旋桨等 那样的传动装置，从而减少了能量的损失，大大提高了机身 的飞行速度。 　　喷气式发动机又分为空气喷气式发动机和火箭喷 气式发动机两类。前者本身只携带燃料，因此不宜在 空气稀薄的高空飞行；后者简称为火箭，它本身带有 燃料和氧化剂，不需要依靠外界空气来助燃。现代火 箭使用的燃料多为液体燃料。液体燃料火箭主要由燃 料箱、氧化剂箱、输送装置、燃烧室和尾部喷口组成， 如图所示。输送系统按时按量把燃料和氧化剂输送到燃烧室中，最初用电火花点燃，产生高温、高压气体，随后继续进入燃烧室的燃料和氧化剂，由于燃烧室的温度极高，从而可以自行燃烧。燃烧产生的气体以很大的速度从喷口喷出，同时对火箭 产生强大的反冲推力，使火箭前进。 【研究拓展】 （1）相比于内燃式发动机，喷气式发动机大大提高了 机身的飞行速度，主要的原因是 . ⁠ ⁠； （2）火箭点火后，尾部向下喷出高温、高压的气体使火箭加 速上升。这一阶段，火箭顶部整流罩的机械能 （选填 “变大”“变小”或“不变”）； 减少了能量损失，能 量转化率高　 变大　 （3）我国已经在探月工程领域实现了重大突破，探月活动之 一就是将卫星输送到近月的预定轨道。将卫星输送到近月轨道 所用的是 （选填“空气”或“火箭”）喷气式发动 机，这种发动机 （选填“是”或“不是”）热机，理由 是 ⁠ ⁠。 火箭　 是　 火箭是通过燃料燃烧，将化学能转化为内能再转化为机械 能的装置　 $