12.4 热机与社会发展 课件-2025-2026学年沪粤版九年级物理上册

该初中物理课件围绕热机与社会发展，系统讲解热机定义、分类、汽油机结构及四冲程工作过程、热机效率等核心知识。通过“交通工具共同点”提问导入，从生活实例引出热机概念，再按定义-分类-结构-工作过程-效率的脉络搭建学习支架，帮助学生逐步构建知识体系。 其亮点在于结合生活实例（如家用轿车、电动公交车辨析）和中考真题（如效率计算、冲程判断），以问题驱动（如“燃料能量是否全部做功”）培养科学探究能力，通过四冲程模型建构强化能量转化的物理观念，助力学生形成科学思维，教师可直接利用系统内容提升教学效率。

12.4 热机与社会发展 沪粤版 九年级上 1 这些交通工具你都乘坐过吗？你知道它们有什么共同点吗？ 新知导入 车、船和飞机的发动机是把燃料燃烧时释放的内能转变为机械能的装置，这种装置称为热机 1.定义： 利用燃料的化学能转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能的机器。 2.分类： 蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等。 蒸汽机车 喷气发动机 火电站的汽轮机 知识点一：热机 1、汽油机概述 汽油机是用汽油作燃料，使汽油在机器内部燃烧，从而将内能转化为机械能的一种热机。它常用在汽车、飞机、摩托车和小型农业机械上。 知识点二：汽油机 汽油机剖面图 5 2、汽油机的结构及各部分的作用 （1）汽油机的主要构造如图所示。 （a）单缸汽油机 （b）四缸汽油机 单缸和四缸汽油机的构造 6 4.热机的种类 热机的种类很多，有蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮 机、喷气发动机和火箭发动机等. 新知探究 7 典例1 热机是否被广泛使用已成为一个国家工业化程度 高低的判断标准之一.下列机械不是使用热机的是( ) C A.普通的家用轿车 B.喷气式战斗机 C.电动公交车 D.“神舟”火箭 [解析] 电动公交车是利用电能来获得动力的，没有使用 热机；普通的家用轿车、喷气式战斗机和“神舟”火箭都是 利用燃料燃烧产生的内能来做功的，都是把内能转化成 机械能的装置，它们都使用了热机. 新知探究 8 冲程： 活塞从一端运动到另一端的过程。 进气门      ，排气门       ，活塞由       向 运动，       和        的混合物从         被吸入汽缸。此过程中，曲轴转动  圈。 吸气冲程 打开 关闭 上 下 汽油 空气 进气门 半 汽油机的工作过程: 进气门和排气门        ，活塞由    向     运动，燃料的混合物被        ，汽缸内温度        ，气压      。曲轴转动      圈。在此过程中，             转化        。 压缩冲程 都关闭 下 上 压缩 升高 增大 半 机械能 内能 热机工作时，用来做有用功的能量与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机的效率。 蒸汽机的效率很低，只有6%~15%。内燃机的效率较高，如汽油机的效率为20%~30%，柴油机的效率可达45%左右。 三、热机的效率 11 请思考汽油机的运转过程中，燃料放出的能量是否全部用来对外作功了？ E1 E2 E3 E4 废气损失 散热损失 机械损失 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。 提高热机效率的主要途径： 观察与思考 12 柴油机结构和汽油机相似，它们的主要区别是：柴油机通过压缩空气直接点燃柴油。柴油机的汽缸顶部没有火花塞，而有一个喷油嘴。吸入的物质也只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来 了解柴油机 汽油机 (1)主要结构：由______、______、进气门、排气门、曲轴和连杆以及______组成。 (2)原理：汽油机工作时，一个工作循环包括_____冲程、_____冲程、_____冲程和_____冲程。在压缩冲程中，_______转化为_______；在做功冲程中，_______转化为_______。 火花塞 气缸 活塞 吸气 压缩 做功 排气 机械能 内能 内能 机械能 填 空： 2.[原创题]装置甲中的酒精灯给试管内的水加热，试管口喷出的蒸汽推动纸风车转动；装置乙中的燃料燃烧产生的气体高速从尾部喷出，对装置产生强大的反冲推力使它前进。从能量转化角度，它们的共同点是先将燃料的________能转化为________能，然后再通过________的方式将其转化为________能。 内 做功 机械 化学 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 12 13 9 中考考法 3．如图所示的为四冲程汽油机工作时的示意图，一个工作循环的正确顺序为_________________。 [补充设问](1)属于机械能 转化为内能的是图________；依靠飞轮惯性完成的是图____________。 (2)提供动力的冲程是图________，该冲程中气缸中工作物质的内能__________，气体温度________(填“升高”或“降低”)。 (3)在一个工作循环中，飞轮转________圈，活塞往返________次，对外做功________次。 甲、丁、乙、丙 知识点2 汽油机和柴油机 丁 甲、丙、丁 乙 减小 降低 2 2 1 2 3 4 5 6 7 8 1 10 11 12 13 9 中考考法 【补充设问】 (1)属于机械能转化为内能的是图 ⁠；依靠飞轮惯性完成 的是图 ⁠。 (2)提供动力的冲程是图 ⁠，该冲程中气缸中工作物质的 内能 ，气体温度 (填“升高”或“降 低”)。 (3)在一个工作循环中，飞轮转 圈，活塞往返 ⁠次， 对外做功 ⁠次。 丁　 甲、丙、丁　 乙　 减小　 降低　 2　 2　 1　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 中考考法 4. [2023·亳州二模改编]如图甲所示，小英同学用力向下 压的时候，我们观察到空气压缩引火仪中的硝化棉燃 烧起来了，其能量转化与汽油机四冲程中的 ⁠ 冲程相同。与图乙演示原理相同的是汽油机四冲程中 的 ⁠冲程。 压缩　 做功　 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 1 中考考法 燃烧后的废气 ________ 关闭，______打开，活塞 ________运动，把废气排出气缸。 进气门 排气门 向上 排气冲程 （三）小结： [2024·芜湖期末]汽油因热值高常作为内燃机的燃料，已知汽油的热值为4.6×107 J/kg，完全燃烧50 g汽油释放的热量是______________J，若某汽车因此获得的机械能是6.9×105 J，则该汽车发动机的效率是________。 2.3×106 30% 中考考法 [2024·常州模拟改编]某型号雾炮车的发动机是单缸四冲程柴油机，柴油机四个冲程中的______冲程给车提供了动力，若该柴油机的转速为1 800 r/min，则它每秒钟完成______个做功冲程，完成______个工作循环。 做功 15 15 中考考法 [2025·池州模拟改编]如图所示的为航母上简化的蒸汽弹射装置，能带动舰载机在两秒钟内达到300 km/h的起飞速度，蒸汽推动活塞时将内能转化为________能，这与内燃机________冲程的能量转化相似。 机械 做功 中考考法 有的小汽车采用涡轮增压发动机，它和普通发动机相比，能利用废气的能量压缩空气，增加气缸的进气量，这样燃料燃烧_________，发动机效率更______(填“高”或“低”)。 更充分 高 中考考法 $