14.4 跨学科实践：制作简易热机模型（Word试题版）【高效课堂】2026-2027学年九年级上册物理同步导学案作业手册（人教版·新教材）

该初中物理导学案围绕“制作简易热机模型”展开，核心知识点涵盖内能做功、能量转化及热机冲程等。课堂导入结合神舟十九号发射时事，通过项目分解（制作、优化火箭）和实验（试管加热、酒精火箭）构建从现象到原理再到应用的学习支架。 该资料采用项目化学习模式，通过实验探究（设计火箭、优化点火系统）和问题提出（影响飞行距离因素）培养科学探究能力，结合朱雀二号火箭等科技案例渗透科学态度与责任，强化能量观念等物理观念，助力学生提升实践与创新能力。

第4节 跨学科实践：制作简易热机模型 1. 2024年10月30日4时27分，搭载神舟十九号载人飞船的火箭发射成功，成为我国航天事业发展的又一重要里程碑。在跨学科实践课上，一学习小组开展了“设计火箭发射系统”的项目化学习活动。下面是该组同学实践的大致过程。 【项目分解】 ①制作简易火箭； ②改进并优化火箭发射系统。 【项目设计与实施】 （1）为探究火箭发射原理，同学们先进行了下面的实验，如图甲所示在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，给水加热，加热一段时间后我们看到_________的现象，说明利用内能可以做功。利用此原理，于是同学们以酒精为燃料制作简易火箭。如图乙，饮料瓶剪掉底，用纸壳做支架就制成箭体。用喷壶向瓶内喷适量酒精后迅速将火箭立在桌面上，用如图丙所示的打火器在火箭底部引燃酒精蒸汽，燃气就将瓶体顶飞出去了。简易火箭发射过程的能量转化流程图如图丁，请你补充完整：①_____，②______。优化火箭发射系统。同学们在实践过程中考虑到直接用打火器点火距离火箭太近不安全，于是设计了如图戊的电路，将火箭扣在电热丝上，闭合开关一段时间后，电热丝的温度升高，从而引燃箭体内酒精蒸汽，完成火箭的发射。 【项目评估】 （2）简易火箭成功飞出后，同学们还想让火箭飞得更远，于是提出了新的问题：简易火箭飞行的距离还与什么因素有关呢？请你帮他们提出一个影响因素__________（写出一个即可）。 【项目拓展】 （3）经查阅资料，2023年7月12日，我国自主研制的朱雀二号遥二运载火箭在酒泉卫星发射中心发射成功。这是全球首枚成功入轨的液氧甲烷火箭。火箭专用的燃料被称为推进剂，推进剂在火箭发动机中加速燃烧为火箭飞行提供能量。液态甲烷可以作为低温推进剂，因为甲烷的比热容较_________，是良好的冷却剂。另外液态甲烷的温度与液态氧的温度很接近，这就节省了如液氧液氢方案给燃料剂箱和氧化剂箱做隔热的成本。 【展示交流】 （4）如图所示是学校小制作比赛中的作品——自制蒸汽机，烧瓶瓶口的橡皮塞上插着“”型喷管，喷管的最上端通过球形磁铁吸到铁架台上，使烧瓶可以自由转动。当加热至水沸腾，温度将____________，水蒸气从喷嘴喷出，烧瓶开始向水蒸气喷出的____________（填“相同方向”或“相反方向”）快速旋转，水蒸气推动烧瓶转动相当于内燃机_________冲程。 （5）如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。 ①蜡烛对铜制容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过____________的方式改变水的内能； ②当管向右喷蒸汽时“船体”向左运动，这个过程的能量转化是______能转化为_____能。 第4节 跨学科实践：制作简易热机模型 【1题答案】 【答案】（1） ①. 塞子被冲出 ②. 内能 ③. 机械能 （2）简易火箭上升高度可能与燃料的种类有关 （3）大 （4） ①. 保持不变 ②. 相反方向 ③. 做功 （5） ①. 热传递 ②. 内 ③. 机械 【解析】 【小问1详解】 [1]现象：橡胶塞被冲出，试管口出现白雾（水蒸气膨胀做功，内能转化为机械能，水蒸气液化成小水滴）。 [2][3]能量转化流程：① 化学能→内能（燃料燃烧放热）；② 内能→机械能（燃气推动箭体飞出）。 【小问2详解】 可提出的因素：燃料的多少（或种类）、箭体的质量（或形状）、发射的角度、外界的风速等。 【小问3详解】 甲烷的比热容较大，相同质量下升高相同温度能吸收更多热量，是良好的冷却剂。 【小问4详解】 [1][2]水沸腾时，温度保持不变（沸点不变）；② 烧瓶向水蒸气喷出的相反方向旋转（力的作用是相互的）； [3]水蒸气推动烧瓶转动，相当于内燃机的做功冲程（内能转化为机械能）。 【小问5详解】 [1]蜡烛加热是通过热传递的方式改变水的内能； [2][3]能量转化：内能转化为机械能（水蒸气推动船体运动）。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $