14.4跨学科实践：制作简易热机模型 同步讲练 导学案 ----2025-2026学年人教版物理九年级上学期

该初中物理导学案聚焦简易热机模型的工作原理与制作实践，通过试管推木塞、水火箭等实例导入，衔接内能概念与内燃机冲程知识，以例题解析和典题精练为支架，引导学生理解能量转化本质。 资料突出跨学科实践特色，融入走马灯等传统文化与科技活动案例，通过模型制作环节培养科学探究能力，习题设计注重原理应用与问题解决，强化能量观念与科学思维，助力学生实现知识向实践能力的转化。

第十四章 内能的利用 第4讲 跨学科实践：制作简易热机模型 题型一 简易热机模型的工作原理 智慧锦囊 1.简易热机模型落脚点在“简易”，所使用的工作物质一般为水蒸气或压缩空气。 2.只要是热机都是将内能转化为机械能的装置。 【例1】如图所示，给试管内水加热至一定程度，发现试管口木塞会被推出。 (1)用酒精灯给水加热产生高温水蒸气，水蒸气将木塞推出时水的内能 (选填“增大”“减小”或“不变”)。这个过程中包含的能量转化有: 、 。 (2)四冲程内燃机的 冲程与这个原理相同；内燃机工作时，产生的噪声和 会对环境造成污染。 【例2】某校的科技活动周举办了一场水火箭发射比赛。图甲是小明用可乐瓶制作的水火箭，图乙是水火箭的示意图。小明先在瓶里装适量水，然后将带有阀门的金属管插入瓶塞，旋紧瓶塞后用打气筒往瓶里打足气；打开阀门后，水从尾部的金属管向下喷出，水火箭随即飞向空中。下列分析正确的是 ( ) A.使用打气筒打气时的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 B.水从水火箭中喷出相当于内燃机的排气冲程 C.水火箭升空过程中高压气体的内能转化为水火箭的机械能 D.在水火箭发射的整个过程中，能量总量越来越少 题型二 简易热机模型的制作与展示交流 【例3】如图所示是小明制作的简易汽轮机模型。他用到的材料有一个空易拉罐、一支去掉笔芯和笔尾的中性笔、一台小风扇，一个酒精灯。易拉罐内注有水，中性笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，笔的尖端对准小风扇的扇叶。点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 (1)该简易汽轮机 (选填“属于”或“不属于”)热机，简易汽轮机的工作物质是 (选填“水”“蒸汽”或“酒精”)。 (2)易拉罐内的水 (选填“能”或“不能”)注满。 (3)用手拨动小风扇的扇叶，扇叶转动。点燃酒精灯后，扇叶一直不转，有可能是因为 。 (4)问题解决后，要使扇叶转动得更快，可以 。 (5)简易汽轮机工作时，酒精的 能转化为 能，热传递给水产生蒸汽，蒸汽推动扇叶转动，蒸汽的 能转化为扇叶的 能。 典题精练 1.新情景传统文化早在宋朝我国劳动人民就发明了如图所示的简易热机——“走马灯”，它的原理是空气被蜡烛加热，形成上升气流，推动灯顶上的叶片带动画面转动。下列说法中错误的是 ( ) A.“走马灯”的能量转化与汽油机的压缩冲程能量转化相同 B.热空气对叶片做功后温度会降低 C.“走马灯”中空气温度升高是通过热传递实现的 D.蜡烛燃烧过程中蜡烛的内能在增大 2.2024年10月20日，随州市教科院在广水举行“科学实验展评活动”成果展。如图甲为某小组同学自制的简易热机——水火箭结构示意图，如图乙为使用打气筒向水火箭内不断打气示意图，当水面上方压强增大到一定程度时，会使水向下喷出，从而使水火箭升空。结合材料，你认为以下说法正确的是 ( ) A.利用打气筒向水火箭内打气，水火箭中空气的内能不变 B.打气筒将空气压入水火箭内时内能转化为机械能 C.水火箭升空瞬间的能量转化过程与汽油机的做功冲程相同 D.水向下喷出时，水火箭内的气体通过热传递的方式减小了内能 3.如图是课外兴趣小组制作的“蒸汽船”模型，在铜制容器中盛有一定量的水之后安装在“船体”上，用蜡烛对铜质容器底部加热，一段时间后铜质容器内水温升高产生蒸汽，铜管会向右喷出蒸汽，“蒸汽船”就会向左行驶，下列说法正确的是 ( ) A.水变热是通过做功来改变内能的 B.“蒸汽船”运动时能量转化与热机做功冲程相同 C.水在沸腾时会有热量的散失，所以能量不守恒 D.“蒸汽船”在向左运动时主要将机械能转化为内能 4.如图所示，图甲为小昕自制的热机模型，她在矿泉水瓶的侧壁上开了一个孔，把电火花发生器紧紧插入孔中，实验时从上方瓶口喷入液态酒精并轻轻盖上一次性塑料杯，按动电火花发生器的按钮，点燃瓶内酒精后，塑料杯立即飞出，此过程酒精燃烧产生的 能转化为塑料杯的 能，相当于图乙中 (选填“A”“B”“C”或“D”)的能量转化过程。 【例1】(1)减小 化学能转化为内能内能转化为机械能 (2)做功废气 【例2】C 【例3】(1)属于蒸汽 (2)不能 (3)易拉罐漏气 (4)增大酒精灯的火焰 (5)化学 内 内 动(机械) 【典题精练】 1. A 2. C 3. B 4.内 机械 C 学科网（北京）股份有限公司 $