2.1 热机 课件 2026-2027学年教科版九年级上册物理

该初中物理课件围绕热机利用内能做功及能量转化原理，从车流、飞机等生活实例导入，通过锥形瓶加热叶轮转动、酒精燃烧活塞弹出等实验，衔接蒸汽机历史与内燃机四冲程工作过程，构建现象到原理再到应用的学习支架。 其亮点在于融合科学探究（实验操作）、科学思维（汽油机与柴油机对比表格）和科学态度（瓦特改进蒸汽机历史），通过制作热风机等活动培养学生探究能力，小结清晰梳理知识，助力学生构建能量观念，教师可借助丰富实验与练习提升教学效率。

第1节 热机 第二章　改变世界的热机 九年级物理上册 • 教科版 课堂导入 车流在城市中蜿蜒穿行，货轮在茫茫大海中航行，飞机在蓝天中翱翔，火箭刺破苍穹……热机，改变了我们的生活，推动了社会的进步。 为在路面上行驶的燃油车源源不断提供动力的，是一种叫作热机的装置。 一、利用内能来做功 在锥形瓶内装些水，用带小孔的胶塞塞住瓶口，在小孔上方放一个用纸做成的小叶轮。加热锥形瓶使水沸腾，细心观察，会发生什么现象? 热机的原理 观 察 叶轮转动起来 燃料燃烧的化学能转化内能，传递给水， 水沸腾变成水蒸气，水蒸气推动叶轮转动，说明内能转化成了叶轮的机械能。 燃料的 化学能 水的 内能 叶轮的 机械能 燃烧 做功 一、利用内能来做功 1.热机是通过燃料燃烧获取内能并转化为机械能的装置。 燃料的 化学能 内能 机械能 燃烧 做功 2.热机工作时的能量转化过程： 一、利用内能来做功 瓦特改进的蒸汽机具有划时代的意义，这也成为了第一次工业革命的标志。 后人为了纪念这位伟大的发明家，把功率的单位定为“瓦特”。 锅炉 气缸 早期的蒸汽机汽车，车身笨重，效率很低。 3.蒸汽机是最早应用于工业生产的热机。 1769年，瓦特改进、完善了蒸汽机。 一、利用内能来做功 汽缸内活塞的左右移动由滑块阀门来控制 蒸汽机是怎样工作的 讨论交流 滑块阀门移到右端时，蒸汽从左面进入汽缸，推动活塞向右运动，汽缸内的废气从排气管排出 二、内燃机 演示实验 内能转化为机械能 在透明塑料盒上钻一个小孔，把电子式火花发生器的放电针插进孔中，打开盒盖，在盒中滴入几滴酒精，再将盒盖盖好，然后按下火花发生器的按钮，观察发生的现象。 酒精在注射筒内燃烧，活塞被弹出 酒精燃烧的化学能转化内能，推动活塞将活塞弹出，即 内能转化为活塞的机械能。 内能转化为机械能 二、内燃机 1.活塞式内燃机：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功。 2.常见的活塞式内燃机有汽油机和柴油机。 汽油机 柴油机 二、内燃机 3.活塞式内燃机的工作原理： 汽油、柴油等燃料与空气混合，在汽缸内燃烧，生成高温高压的燃气，推动活塞做功，而活塞通过连杆、曲轴与飞轮相连，从而使活塞的移动带动飞轮转动。 锅炉 气缸 早期的蒸汽机汽车，车身笨重，效率很低。 内燃机机身小巧、质量较轻、热效率高。 三、汽油机的工作过程 汽油机的构造 活塞在往复运动中从汽缸一端运动到另一端叫作一个冲程。 吸气、压缩、燃烧—膨胀做功（做功）、排气 三、汽油机的工作过程 【吸气冲程】 · 进气门 ，排气门 。 · 活塞 运动。 · 汽缸内气体的体积 ，气压 。 · 从进气门吸入汽缸。 · 曲轴转动： 圈。 打开 关闭 向下 汽油和空气的混合物 半 增大 减小 三、汽油机的工作过程 【压缩冲程】 · 进气门 ，排气门 。 · 活塞 运动。 · 汽缸内气体的体积 ，温度 。 · 活塞的 能转化为燃料混合物的 能。 · 曲轴转动： 圈。 打开 关闭 向上 机械 半 压缩 升高 内 三、汽油机的工作过程 【做功冲程】 · 进气门 ，排气门 。 · 火花塞产生电火花点燃燃料，使燃料猛烈燃烧， 产生高温高压的燃气。 · 燃气推动活塞 运动，带动曲轴转动，对外做功。 · 燃气的 能转化为活塞的 能。 · 曲轴转动： 圈。 关闭 关闭 向下 内 机械 半 三、汽油机的工作过程 【排气冲程】 · 进气门 ，排气门 。 · 活塞 运动，将废气排出汽缸。 · 由于安装在曲轴上的飞轮转动具有的动能，可以带 动活塞继续运动，再次进入到吸气冲程，这样汽油 机就实现了连续工作。 · 曲轴转动： 圈。 打开 关闭 半 向上 三、汽油机的工作过程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 2. 汽油机一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次。 1. 汽油机四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，其他 三个冲程靠飞轮转动的能量完成。 三、汽油机的工作过程 　　在实际应用中，为了增大功率和减小震动，常把四个或更多的汽缸组合在一起，它们的做功冲程是轮流进行的。汽车配备的四缸发动机，是汽车里构造最为精密、复杂的部件！ 汽油机和柴油机 区别 汽油机 柴油机 构造 火花塞 喷油嘴 吸入物质 空气和汽油混合物 空气 点火方式 点燃式 压燃式 课堂小结 制作热风机 　　蜡烛燃烧时，将化学能转化为内能；蜡烛燃烧使空气受热后，温度升高，密度减小而上升，推动风车转动，此过程将内能转化为机械能； 　　热机工作过程中，首先将燃料的化学能转化为内能，然后内能转化为机械能，本实验中的热风车和热机有类似之处。 把易拉罐剪开，做成一个热风车，下边放一点燃的蜡烛，叶轮就会转动起来，请用能量的转化来解释这个实验。这和热机有类似之处吗？ 课堂练习 1.最早的热机是 ________，经过英国工程师_______ 的改进、完善，在18世纪得到广泛使用。 蒸汽机 瓦特 2.关于热机的能量转化过程，下列说法正确的是（　　） A．将势能转化为动能 B．将内能转化为机械能 C．将机械能转化为化学能 D．主要目的是通过热传递改变物体的内能 B 课堂练习 3.关于四冲程汽油机的工作过程，下列说法正确的是（　　） A．吸气冲程：只吸入空气 B．压缩冲程：缸内温度降低 C．做功冲程：燃气推动活塞做功 D．排气冲程：内能转化为机械能 C 4.反复弯折铁丝，铁丝弯折处会很烫，这个过程中能量的转化与图_____中的（选填“甲”或“乙”）汽油机工作过程是一致的，若某汽油机在工作时转速为3600r/min,则每分钟做功_____次。 甲 1800 课堂练习 5.如图所示为四冲程汽油机的工作示意图，一个工作循环的正确顺序： ，图 冲程能获得动力，图丁冲程将 能转化为 能，若这台汽油机飞轮的转速为2 400 r/min，则在1 s内，柴油机完成 ⁠个冲程，对外做功 次． 乙丁甲丙　 甲　 机械　 内　 80　 20　 Lavf58.76.100 Lavf60.16.100 $