10.4 热机 课件-2025-2026学年北师大版物理九年级全一册

该初中物理课件围绕“热机”展开，核心知识点包括热机原理、内燃机（汽油机、柴油机）的工作过程及能量转化，火箭发动机的原理。课堂导入通过酒精燃烧实验，观察瓶塞冲出、管口白气现象，分析能量转化（化学能→内能→机械能），衔接内能知识，为热机种类和工作过程学习搭建支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过实验现象观察培养科学探究能力，构建汽油机四冲程模型、对比汽油机与柴油机异同（构造、燃料等）培养科学思维，还包含“视频：柴油机的工作过程”直观呈现。强化能量观念，帮助学生理解抽象原理，教师可利用清晰结构和课堂练习提升教学效率。

热 机 第十章 第4节 热机的原理 实验中观察到的现象有： ①_____________； ②_________________。 实验中的能量转化过程为： ①酒精燃烧放出热量，酒精的_____能转化为水的___能； ②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，气体膨胀对瓶塞做功，气体的___ 能转化为瓶塞的_____能。 瓶塞被冲出来 管口附近出现白气 化学 内 内 机械 燃料的化学能 内能 机械能 燃烧 做功 能量的转化（热机原理） 1．热机: 利用内能做功的机械 一、热机　 热机 利用内能做功的机械叫做热机 蒸汽机车 内燃机车 F1赛车的发动机 喷气发动机 化学能 内 能 机械能 利用内能做功的机器有很多，例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、燃气轮机、喷气发动机、火箭发动机等。 热机的种类 火电站的汽轮机 喷气发动机 火箭发动机 2、内燃机： 燃料直接在气缸内燃烧产生动力的热机. 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。 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。 内燃机分类 汽油机：以汽油为燃料 3、内燃机分类 汽油机 柴油机 二、汽油机 1.汽油机的构造 火花塞 进气门 活塞 连杆 曲轴 气缸 排气门 2.汽油机的工作过程 汽油在汽缸内燃烧时产生高温高压燃气，推动活塞做功。活塞移动带动曲轴转动。 活塞在汽缸内往复运动时，从汽缸的一端运动到另一端的过程，叫做一个冲程。 汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 视频：汽油机的工作过程 吸气冲程 进气门______，排气门______。活塞由______向______运动，______和空气组成的燃料混合物从_______吸入气缸。此过程中，曲轴转动____圈。 打开 关闭 上端 下端 汽油 进气门 半 压缩冲程 进气门和排气门______，活塞由汽缸最______向____运动，燃料混合物被______，密度_____，压强增大，温度_____。曲轴转动____圈。 机械能转化为内能 都关闭 下端 上 压缩 增大 升高 半 做功冲程 在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花（点燃式），使燃料猛烈燃烧，产生__________的燃气，推动活塞_____运 动，并通过连杆带动曲轴转动，曲轴转动____圈。 内能转化为机械能 高温高压 向下 半 排气冲程 进气门_____，排气门_____，活塞由汽缸最_____向____运动，把废气排出气缸。当活塞运动到汽缸的最上端，曲轴转动____圈。 关闭 打开 下端 上 半 内燃机的启动 内燃机不能自行启动。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。 思考： 汽油机工作的四个冲程中，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。必须靠外力来启动。  总结 做功冲程 飞轮的惯性 一个工作循环中有四个冲程，活塞往复两次，飞轮转动两周，对外做功一次。 6.补充：利用分钟转速求相关量的技巧。 ①先将内燃机的分钟转速转化成每秒的转速； ②把所求结果除以2就得到每秒内的工作循环数和做功次数； 例、某四冲程汽油机飞轮转速为3000r/min 三、柴油机 1.柴油机的构造 喷油嘴 进气门 排气门 气缸 活塞 连杆 曲轴 2.柴油机的工作过程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 视频：柴油机的工作过程 3.汽油机和柴油机的优缺点 汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用至今不衰。 柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。 柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。 现代汽车多数采用四缸或六缸等多缸发动机，每个汽缸都进行这种四冲程循环。 结构不同 吸气不同 喷油嘴 火花塞 汽油和空气 空气 点火方式不同 4.柴油机和汽油机的异同： 相同点：四冲程相同 内能 机械能 不同点： （1）构造不同:汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴。 （2）燃料不同:汽油机是汽油，柴油机是柴油。 （3）吸气不同:汽油机吸进汽油和空气的混合体, 柴油机只吸进空气。 （4）点火不同:汽油机属点燃式，柴油机属压燃式。 最早的载人火箭的记录是明代一名叫万户的人，他坐在绑有几十支火箭的椅子上。手拿两个大风筝，叫人点燃火箭，想使自己飞上天去，但他失败了，而且为此献出了生命。他的为科学献身的精神是令人敬佩和值得我们学习的。人们为了纪念万户的英雄壮举，把月球上一个环形山命名为“万户山”。 现代火箭 火箭使用的是喷气式发动机。 工作原理：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，同时产生很大的作用力反推动机身向前运动（反冲运动）。 优越性：由于它不需要像活塞、曲轴那样的传动装置，从而减少了能量的损失，大大的提高了机身的飞行速度 二、喷气式发动机的分类 喷气式发动机分为空气喷气发动机和火箭喷气发动机。前者只携带燃料，它需要利用外界空气来助燃，飞行高度受一定限制。后者本身带有燃料和氧化剂，不需要依靠外界空气来助燃，因此，飞行高度不受限制。 火箭喷气发动机 三、火箭的结构和特点 结构：现代火箭使用的燃料为液体燃料（液氢），主要有燃料箱、氧化剂（液氧）、输送装置和尾部喷口组成。 液态氢:①热值大 ② 密度小③污染小 特点：现代火箭的特点是功率巨大，不仅可以在高空飞行，还可以飞出大气层。 燃料的化学能 燃气的内能 火箭的机械能 能量转化 多级火箭的提出（苏联·齐奥尔科夫斯基） 一级火箭达不到7.9km/s； 多级火箭，一级连一级，每级燃料用完就把箭体抛弃，减轻负担，理论上可把速度提得很高； 级数太多，连接机构和控制机构的质量会增加很多，工作的可靠也会降低，一般不超过四级。 .如图所示为“长征”六号运载火箭首飞的情景，它搭载、发射了中国航天科技集团公司、国防科技大学、清华大学、浙江大学、哈尔滨工业大学等单位研制的“开拓”一号、“希望”二号、“天拓”三号等20颗微小卫星。 （1）上升时，燃料燃烧产生的燃气的___能转化为火箭的____能。 （2)卫星发射时，在发射台下部的大水池里冒出了大量的”白气”，它们是水蒸气遇冷______形成的小水珠。 （3）卫星与运载火箭成功分离前，卫星相当于运载火箭是_______（选填“运动”或“静止”） 内 机械 液化 静止 课堂练习 1.不依靠飞轮惯性完成的冲程是（ ） A B C D A C 课堂练习 2.汽油机在压缩冲程工作中物质被压缩，汽缸中的（ ） A．压强增大，温度降低 B．压强减小，温度升高 C．压强增大，温度升高 D．压强减小，温度降低 C 3、内燃机压缩冲程中            能转化为            ； 在做功冲程中           能转化为              能。 机械 内能 内 机械 4、汽油机在压缩冲程中工作物质被压缩，汽缸中的（   ） A．压强增大，温度降低   B．压强减小，温度升高  C．压强增大，温度升高  D．压强减小，温度降低 C Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 Lavf57.62.100 $