第14章 第4节 跨学科实践：制作简易热机模型（分层作业本）-【众相原创】2026-2027学年九年级全一册物理分层练同步课件（人教版·新教材 广西专版）

该初中物理课件聚焦“内能的利用”核心知识点，以生活中热机实例导入，通过“制作简易热机模型”项目引导学生分析热源、工作物质及能量转化装置，搭建从内能概念到热机原理的学习支架。 其亮点在于以项目式学习深化科学探究，通过设计汽轮机、蒸汽船等模型培养科学思维中的模型建构能力，强调实验安全渗透科学态度。学生在实践中理解能量转化，教师可依托综合训练提升教学实效。

物 理 第十四章　内能的利用 第4节　跨学科实践：制作简易热机模型 综 合 训 练 项目提出 　　热机是人们获得动力的重要机械，例如燃油汽车中的汽油机、大型轮船使用的柴油机或汽轮机、有些飞机使用的喷气发动机等。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，热机中各部分是如何协调工作的。 项目分析 　　由于制作内燃机模型较为复杂且高温高压燃气危险性较大，可制作简易汽轮机模型。需考虑以下问题： 1.用什么作热源？ 利用电加热或燃料燃烧加热；在该实践活动中利用酒精灯作为热源比电加热更简单易行。 2.工作物质是什么？ 常见的工作物质有高温高压燃气和水蒸气两种，从学生设计制作的角度来讲，水蒸气的产生更容易，也相对安全。 3.如何将内能转化为机械能？ 常见的可作为机械能输出的装置有小风车、小叶轮、小风扇等。 项目实施 1.设计汽轮机模型 根据所提供的实验器材，设计汽轮机。 材料：一个空易拉罐、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、一个小风车(可以自己制作，也可以购买成品)、一个酒精灯(包括火柴)、橡皮泥、剪刀、支架和适量水等。 2.制作汽轮机的“动力装置” 向易拉罐内装入适量水(50 mL 左右)；将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐孔中，用橡皮泥密封罐口；将易拉罐平放在支 架上。 3.制作汽轮机的“叶轮” 选取一张厚度适中的塑料纸(或胶片纸，不能吸水)制作一个小风车；选一根光滑的细木棍作为风车的旋转轴；在风车中心打一个小孔，孔径略大于细木棍的直径，将细木棍穿过风车中心孔，确保风车能够稳定地固定在细木棍上并能自由转动。 4.进行实验并调试汽轮机模型 注意：不接触高温蒸汽、不触碰高温易拉罐，避免烫伤。 调节易拉罐和风车的高度，确保酒精灯的外焰正对易拉罐下方加热；笔的尖端对准小风车的扇叶；点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽喷出时，扇叶就转动起来。 展示交流 总结反思： 问题及原因分析 解决方案 待解决的问题     1.【项目提出】设计制作简易热机模型。 【项目分析】(1)热机的工作原理是什么？ (2)热机包含哪些主要装置？ 第1题图 【项目实施】某小组同学们制作了如图所示的“汽轮机”。 (1)制作叶轮：将两个塑料瓶盖口对口粘在一 起，用小刀在瓶盖侧边切几个对称的小缝， 将铝片插在小缝中，在两瓶盖中心用锥子钻 一个小孔，将铁丝穿过小孔，使瓶盖能在铁 丝上自由转动。 第1题图 (2)组装“汽轮机”：用铁丝将制作的“叶轮”固 定在底座上，并按照如图所示组装器材， 调整“叶轮”的位置，使导管的管口正对着 “叶轮”上方的铝片。 (3)“汽轮机”工作：点燃酒精灯给烧瓶中的水 加热直至沸腾，当大量的“白气”从导管口喷 出时可以看到叶轮转了起来。 第1题图 【交流】(1)根据所学的知识判断该“汽轮机”属于　 　 (选 填“内燃机”或“蒸汽机”)。 第1题图 蒸汽机 (2)该“汽轮机”的燃料是　 　 ，工作时燃料的化学能转化为 水和水蒸气的　 能。高温水蒸气由导管喷出对叶轮做功， 又将　 能转化为　 　能。 第1题图 酒精 内 内 机械 第1题图 (3)“汽轮机”工作时，水蒸气不易推动叶轮转动，则可进行 的改进措施有： ①将叶轮　　　(选填“靠近”或“远离”)导管口； ②　 　。 靠近 减小铁丝与瓶盖之间的摩擦 2.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。 第2题图 热传递 (2)当铜管向右喷蒸汽时，“船体”获得喷出的蒸汽对其向左 的推力，这说明了　 　。 第2题图 力的作用是相互的 (3)当铜管向右喷蒸汽时“船体”向左运动，“蒸汽船”所受摩擦 力的方向　 　 (选填“向左”或“向右”)，所受重力的方向 　 　(选填“改变”或“不变”)；这个过程的能量转化是　 能转 化为　 、能，这与热机的　　 冲程相同。 第2题图 向右 不变 内 机械 做功 3.如图是某同学自制的简易热机模型，在矿泉水瓶的侧壁上钻一个 小孔，把电火花发生器紧紧塞进孔中，在瓶 口喷入液态酒精并盖上纸杯。按下电火花发 生器的按钮后，酒精燃烧，纸杯飞出。 (1)这个热机模型中，工作物质是　　 ，电 火花发生器相当于汽油机的　　　　。 第3题图 酒精 火花塞 (2)纸杯飞出的同时闻到了酒精的气味，这属于　　 现象;同 时看到瓶口出现白雾，此时矿泉水瓶内气体的内能　　　(选 填“增大”或“减小”)，将气体的内能转化为纸杯的　　 能。 第3题图 扩散 减小 机械 (3)该热机模型属于　　 (选填“内燃”或“外燃”)机，与蒸汽机 相比，该热机的效率更　 (选填“高”或“低”)，其主要原因 是 。 。 第3题图 内燃 高 蒸汽机的废气带走了大量的能量(或内燃机的能量利用更 集中) $