14.4 跨学科实践：制作简易热机模型 课件 2025-2026学年物理人教版九年级全一册

该初中物理课件围绕“制作简易热机模型”展开，核心知识点为热机工作原理及能量转化，课堂导入从交通工具动力来源切入，结合瓦特改良蒸汽机等历史案例，引导学生思考制作模型的关键问题，构建从生活现象到实践操作的学习支架。 其亮点在于采用项目式学习，通过小组合作利用易拉罐、中性笔等材料制作热机模型，涵盖科学探究（问题讨论、方案实施）和科学思维（模型建构、优化设计），培养学生动手与创新能力，为教师提供结构化的跨学科实践教学方案，提升教学效率。

跨学科实践：制作简易热机模型 物理人教版九年级全一册 1 这些交通工具是靠什么获得动力的? 汽油机 汽轮机 柴油机 喷气发动机 2 热机在生产生活中非常重要，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机的工作原理，包括热机中的能量是如何转化的。 3 瓦特发明蒸汽机的故事 一、项目提出 4 多种热机： 蒸汽机 内燃机 汽轮机 喷气发动机 5 不同类型的早期蒸汽机 今天我们将重温科学家的发明过程，本节课我们也来做科学家，设计制作简易热机模型。 希罗汽转球 纽可门蒸汽机 瓦特改良蒸汽机 富尔顿轮船蒸汽机 史蒂芬孙蒸汽机 6 汽油机属于哪种热机？工作原理是什么？ 　　汽油机是内燃机，一个工作循环有四个工作冲程：吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程。 二、项目分析 　　蒸汽机的燃料燃烧是在气缸外，又称为外燃机。 外燃机 内燃机 7 讨论交流 我们要制作一台热机模型，需要考虑哪些问题? 1．用什么作热源？ 2．工作物质是什么？ 3．工作物质在什么容器中工作？ 4．如何将内能转化为机械能？通过什么装置实现？ 5．如何获得更多的机械能？ 8 讨论交流 我们要制作一台热机模型，需要考虑哪些问题? 热源可以是酒精灯、蜡烛等。 1．用什么作热源？ 9 讨论交流 我们要制作一台热机模型，需要考虑哪些问题? 2．工作物质是什么？ 给水加热至沸腾，产生水蒸气。 3．用什么容器作气缸？ 坚固性和密闭性较好的金属容器。 10 讨论交流 我们要制作一台热机模型，需要考虑哪些问题? 　　4．如何将内能转化为机械能？通过什么装置实现？ 　　在容器外插一根细管，使水蒸气通过细管喷出，形成高速的气流，气流推动扇叶转动。 　　增大热源，产生更多的水蒸气；选择更细小的喷嘴，产生更高速的气流等。 5．如何获得更多的机械能？ 11 实验材料： 水、易拉罐、中性笔、硬卡纸、酒精灯、铁丝、钳子、密封胶、剪刀等。 小组合作： 明确分工、讨论交流、协同制作。 三、项目实施 12 （1）气缸的选择 制作步骤 　　易拉罐具有较好的导热性能，有助于对水快速加热产生水蒸气。常见的易拉罐容积为330 mL、240 mL等。选择较小的易拉罐，这样加热的水量较少，加热时间较短。 13 （2）喷嘴的选择与安装 　　用中性笔管口作为水蒸汽喷嘴， 向易拉罐内注入一半量左右的水，然后把中性笔管口朝外，另一端插入易拉罐口1 cm左右深度，并用密封胶密封。 制作步骤 14 （3）制作风车 　　选取一张正方形硬卡纸；沿对角线对折，将四个角剪开三分之二左右，对折成风车状；用大头针将风车固定在细木棍上，并能自由转动。 制作步骤 15 （4）制作支架 　　用铁丝做成一个凹形支架，让易拉罐放在支架上时， 高度高过酒精灯1~2 cm。 制作步骤 （5）模型组装与调试 　　将支架放在酒精灯上方，支架上方固定易拉罐，将风车固定在正对中性笔的管口处，点燃酒精灯，加热易拉罐。 16 剪刀、钳子等工具使用时要注意安全，避免划伤。 使用酒精灯加热易拉罐时，要避免烫伤手，不要用手直接触摸燃烧的酒精灯和加热后的易拉罐。 注意事项 17 1．各小组展示热机模型作品； 2．分享制作过程中遇到哪些问题，是如何处理的； 3．制作的模型作品有哪些优缺点，还可以怎样优化设计。 四、展示交流 18 制作简易 热机模型 项目提出 展示交流 项目实施 项目分析 为更深入的理解热机工作原理，提出制作热机模型项目。 辨识热机分类和工作特点，分析制作模型需要重点考虑的几个问题。 根据项目分析和模型制作方案，以合作方式完成热机模型的制作。 作品展示和创意分享，共同讨论与交流热机模型优化建议。 19 $