14.2 热机 课件-2025-2026学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件围绕热机展开，重点讲解内燃机的概念、工作原理及四冲程过程。通过18世纪与现代汽车速度对比提问导入，结合加热试管水使瓶塞冲出的演示实验，衔接内能知识，引导学生从能量转化现象理解热机定义，搭建学习支架。 其亮点在于注重科学探究与科学思维培养，通过演示实验让学生观察分析能量转化，结合实物模型自主填写结构名称建构内燃机模型。课堂小结用表格对比汽油机与柴油机异同，系统梳理知识。学生能直观理解抽象原理，教师可借助完整结构和针对性练习提升教学效率。

14.2 热 机 人教版九年级全册 第十四章 内能的利用 01 物理观念 知道热机的概念，初步了解热机的工作原理； 知道内燃机是热机的一种； 了解四冲程内燃机的构造及工作过程。 02 科学思维 知道内燃机各冲程的工作状态和能量转化； 体会内能的利用对人类发展的重要作用。 03 科学探究 通过演示实验了解可以利用内能做功； 通过实物模型结合课堂活动，自主探究学习理解四冲程内燃机的基本结构和原理。 04 科学态度与责任 通过演示实验培养学生观察和分析问题的能力； 通过阅读“科学世界——现代汽车”扩展学生的知识面。 学习目标 问题 18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有几千米每小时，而目前最快汽车的速度已经超过了声速，汽车时如何获得机械能的呢？ 第一辆汽车 超声速汽车 演示 不同形式能量之间的转化 【实验分析】实验中的能量转化过程为： ① 酒精燃烧放出热量，酒精的化学能转化为水的内能； ②水吸热沸腾，产生大量水蒸气，水蒸气膨胀对瓶塞做功，水蒸气的内能转化为塞子的机械能。水蒸气的内能减少，温度降低，水蒸气液化成小水滴，因而在试管口出现“白雾”。 利用内能可以做功。 这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理。 【实验结论】 一、热机 不同形式能量之间的转化 如图所示，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间，观察现象。讨论这个过程中不同形式能量之间转化的情况。 演示 ①瓶塞被冲出来； ②管口附近出现“白雾”。 【实验现象】 一、热机 热机：各种利用内能做功的机械叫作热机。 蒸汽机 内燃机 汽轮机 喷气发动机 火箭发动机 工作原理：利用内能做功，将内能转化为机械能。 种类：蒸气机、内燃机、汽轮机、火箭发动机、喷气发动机等。 一、热机 内燃机的分类： 汽油机：以汽油为燃料的内燃机 一种汽油机 一种柴油机 内燃机： 燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫作内燃机。 柴油机：以柴油为燃料的内燃机 一、热机 汽油机的工作原理： 汽油机的工作过程： 冲程：要使汽油机连续工作，活塞必须能在气缸内往复运动。活塞在气缸内往复运动时，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。 多数汽油机是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。 二、汽油机 想想议议 1.在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化? 2.哪个冲程使汽车获得动力? 3.哪个冲程排出了气缸的废气? 压缩冲程将机械能转化成了内能； 做功冲程将内能转化成了机械能。 做功冲程使汽车获得了动力。 排气冲程排出了气缸内的废气。 二、汽油机 二、汽油机 汽油机一个工作循环情况： 对外做功1次 活塞往复运动2次（曲轴和飞轮转动2周） 有4个冲程 1个工作循环 1个工作循环有4个冲程，活塞往复运动2次（曲轴转动2圈，飞轮转2圈），做功1次。 四冲程内燃机的一个工作循环中，只有做功冲程是燃气推动活塞做功，其他三个冲程是辅助冲程，要靠安装在曲轴上的飞轮的惯性来完成。 1. 柴油机的工作原理 喷油嘴 三、柴油机 2. 柴油机的构造 利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 与汽油机的大致相同，不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞而是一个喷油嘴。 3. 工作过程 柴油机吸入气缸内的物质只有空气，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。 三、柴油机 柴油机的工作过程与汽油机大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气四个冲程构成一个工作循环，在一个工作循环中，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。 拓展知识 柴油比较便宜，但柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面 内燃机的应用——柴油机 汽油机比较轻巧，常用在汽车、飞机和小型农业机械上面。 内燃机的应用——汽油机 现 代 汽 车 科学世界 课堂小结 1、图14.2-7展示的是我国传统的走马灯。点燃底部的蜡烛，上升的热空气驱动扇叶转动，带动纸片小人转动。在这一过程中，不同形式的能量是如何转化的?这一能量转化过程与四冲程汽油机的哪个冲程相似? 练习与应用----------------------------------------- 解析： 根据能量转化原理，走马灯工作时，点燃蜡烛使空气受热上升，热空气推动纸风车和纸马转动，是将内能转化为机械能，类似于内燃机的做功冲程，内燃机的做功冲程就是将内能转化为了机械能。 因此：根据能量转化原理，走马灯工作时，点燃蜡烛使空气受热上升，热空气推动纸风车和纸马转动，是将内能转化为机械能，类似于内燃机的做功冲程。内燃机的做功冲程就是将内能转化为机械能。 2、除了飞机，汽车，摩托车，你还知道哪些地方用到了热机?你列举的热机中哪些是内燃机? 练习与应用----------------------------------------- 解析： 热机广泛应用于飞机，汽车，摩托车之外的许多领域，例如轮船，拖拉机，火车和发电厂。其中，汽车，摩托车，拖拉机和轮船中使用的柴油机或汽油机属于内燃机。 3、在图14.2-8中，图甲为四冲程内燃机吸气冲程的示意图，图中画出了吸气冲程中活塞，曲轴的位置和进气门，排气门的开闭情况。请在图乙，丙，丁中，分别画出压缩，做功，排气冲程中活塞，曲轴的位置和进气门，排气门的开闭情况。 练习与应用----------------------------------------- 解析： 4、从能量转化的角度看，一台四冲程内燃机在一个循环中： (1)哪个冲程存在着化学能转化为内能的过程? (2)哪个冲程存在着内能转化为机械能的过程? (3)哪个冲程具有很明显的机械能转化为内能的过程? 练习与应用----------------------------------------- 解析： 1，做功冲程中存在着化学能转化为内能过程(燃料燃烧) 2，做功冲程存在着内能转化为机械能(推动活塞对外做功) 3，压缩冲程具有明显的机械能转化为内能。 5、某同学看到爸爸启动汽车时，转速表如图14.2-9所示，转速表中的示数反映了发动机曲轴每分钟的转动次数。如果汽车用的是四冲程汽油机，请根据图中信息计算此时发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的次数。 练习与应用----------------------------------------- 解析： 在四冲程汽油机中，完成一个工作循环，飞轮转2圈，对外做功1次。已知转速表显示 0.75 x 1000r/ min= 750r/ min,因为每2圈对外做功1次，所以每分钟内对外做功的次数为750 2=375次。 答：发动机一个气缸每分钟完成做功冲程的次数是375次。 练习与应用----------------------------------------- 汽油机 柴油机 不 同 点 构造 气缸顶部有一个火花塞 气缸顶部有一个喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸气冲程 吸入汽油与空气的混合物 只吸入空气 压缩冲程 压缩程度较小 压缩程度较大 做功冲程 点燃式，内能转化为机械能 压燃式，内能转化为机械能 排气冲程 排出废气 应用 机体轻便，主要用于摩托车、小型汽车、飞机等 机体笨重，主要用于载重汽车、 轮船等 相同点 一个工作循环均有四个冲程组成，活塞往复运动两次，曲轴转动两周，对外做功一次。压缩冲程把机械能转化为内能；做功冲程把内能转化为机械能. 6、柴油机和汽油机的工作过程有什么相同点?有什么不同点? Lavf56.40.101 Tencent APD MTS $