2.1 热机-【绿卡初中创新题】2026-2027学年九年级全一册物理同步课件(教科版·新教材)

该初中物理课件围绕“热机”展开，核心知识点包括内能做功原理、热机概念及种类、内燃机构造与四冲程工作过程。课堂从汽车机械能来源提问导入，通过加热锥形瓶驱动小叶轮、塑料盒酒精燃烧推动盒盖等实验，引导学生理解内能转化为机械能，进而学习热机定义、分类及内燃机细节，构建现象到原理的学习支架。 其亮点在于以科学探究为导向，通过多个实验让学生直观感受能量转化，用表格梳理汽油机四冲程的气门状态、活塞运动及能量转化，培养科学思维中的模型建构能力。对比汽油机与柴油机异同，强化科学论证，随堂练习结合实验现象巩固知识，帮助学生深化能量观念，也为教师提供结构化的教学流程与实践素材。

第1节 热机 九年级 初中物理 第2章 改变世界的热机 1.了解可以利用内能来做功，知道热机的概念，认识热机的工作原理。 2.知道内燃机是热机的一种。了解四冲程汽油机构造。 3.了解内燃机各冲程的工作状态和能量转化。 学习目标 很多人在谈论汽车时，不在乎汽车的外形有多酷，汽车的价格有多少，而看重的是这辆车跑得有多快。你知道汽车是如何获得机械能的吗？ 利用内能做功 知识点一 1.实验探究 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？ 现象：小叶轮会转动起来。 现象分析：在这个实验中，酒精燃烧把化学能转化为内能，传递给水，使水的内能增加（热传递），温度升高，直至沸腾，产生高温高压的水蒸气，气流对小叶轮做功，驱动小叶轮转动，水蒸气的内能转化为小叶轮的机械能（做功）。 总结：可利用某些设备把内能转化为机械能，即内能可以用来做功 2.热机 （1）概念：热机是通过燃料燃烧获取内能并将其转化为机械能的装置。 （2）热机工作时的能量转化过程： 蒸汽机车 火箭发动机 内燃机车 火电站的汽轮机 喷气发动机 （3）热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 3.蒸汽机 蒸汽机是最早应用于工业生产的热机。如图是蒸汽机的工作原理图。 蒸汽机的工作原理图 蒸汽机的工作过程：当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，通过曲柄带动轮子转 动。当滑块阀门移到左端时，蒸汽从右面进入汽缸，推动 活塞向左运动，通过曲柄带动轮子转动。同时汽缸中的废 气随活塞的移动由排气管排出。 在透明塑料盒的底部钻一个小孔，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，按下火花发生器的按钮，观察发生的现象。 酒精燃烧后产生高温高压的燃气对盒盖做功，燃气的内能减少，转化为盒盖的机械能。 观察：内能转化为机械能的实验 内燃机 知识点二 1.活塞式内燃机 概念：燃料在汽缸内燃烧，产生的燃气直接推动活塞做功的热机。 常见的活塞式内燃机：汽油机和柴油机。 汽油机 柴油机 2.汽油机的构造 （1）冲程：活塞在汽缸内往复运动时,从汽缸的一端运动到另一端的过程,叫做一个冲程。 3.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）工作循环：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。 示意图 两气门情况 活塞运动情况 能量 转化 其他 吸 气 冲 程 进气门打开 排气门关闭 由上端向下运动 无 汽缸中气体体积增大，压强变小，大气压将汽油和空气组成的燃料混合物从进气门压入汽缸 15 示意图 两气门情况 活塞运动情况 能量 转化 其他 压 缩 冲 程 进气门和排气门都关闭 从下向上运动 机械能转化为内能 燃料混合物被压缩，压强增大，温度升高 示意图 两气门情况 活塞运动情况 能量 转化 其他 做 功 冲 程 进气门和排气门都关闭 由上端向下运动 燃气内能转化为机械能 在压缩冲程末尾，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的燃气 示意图 两气门情况 活塞运动情况 能量 转化 其它 排 气 冲 程 进气门关闭，排气门打开 从下向上运动 无 汽缸内气体的体积减小，气压变大，当汽缸内气压大于大气压时，把废气排出汽缸。为新的吸气冲程做准备 思考： 1. 在四个冲程中，哪些冲程发生能量的转化？ 压缩冲程： 机械能 内能 做功冲程： 机械能 内能 2. 哪个冲程获得动力？ 做功冲程 3.一个工作循环由四个冲程组成，每个工作循环活塞往复运动二次，曲轴和飞轮转动二周，对外做一次功。 4.柴油机的构造 汽缸 5.柴油机的工作过程 柴油机的工作过程也分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 6.汽油机和柴油机的异同点比较 种类 汽油机 柴油机 相同点 都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程 不 同 点 构 造 火花塞 喷油嘴 燃 料 汽油 汽油 吸入气体 汽油和空气混合物 空气 点火方式 点燃式 压燃式 （2）柴油机比较笨重，主要用于载重汽车、拖拉机、火车轮船上。柴油发动机与汽油发动机相比热效率高30%，因而从节约能源、降低燃料成本角度上讲，柴油发动机轿车的推广使用具有重大意义。 （1）汽油机转速高，结构简单，质量轻，造价低廉，运转平稳，使用维修方便。汽油机在汽车上，特别是小型汽车上大量使用，至今不衰。 7.汽油机和柴油机的优缺点 课堂小结 热机 热机 概念：通过燃料燃烧获取内能并将其转化为 机械能的装置 种类：蒸汽机、活塞式内燃机、汽轮机、喷气发动机等 活塞式内燃机分为汽油机和柴油机 汽油机 四个冲程：吸气、压缩、做功、排气 能量变化：压缩冲程由机械能转化为内能，做功冲程由内能转化为机械能 柴油机 没有火花塞，而有一个喷油嘴 点火方式为压燃式 1. 如图所示是演示点火爆炸的实验装置，按动电火花发生器的按钮，点燃盒内酒精，盒盖被打出去。内燃机的哪个冲程与这一现象的能量转化相同（ ） A.吸气冲程 B.压缩冲程 C.做功冲程 D.排气冲程 C 点燃酒精，盒盖被打出去，对外做功。 随堂练习 2.如图所示，汽油机处于工作过程中的某个冲程，对此冲程下列叙述正确的是 (　　) A.压缩冲程,机械能转化为内能 B.压缩冲程,内能转化为机械能 C.做功冲程,机械能转化为内能 D.做功冲程,内能转化为机械能 进气门和出气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程 B 3.某内燃机飞轮转速为3 000 r/min，每秒钟内完成 个冲程，活塞往复 　 次，燃气推动活塞做功的次数为 　 次。 解析：3 000 r/min=50 r/s。 一个工作循环 飞轮转2周 活塞往复运动2次 完成4个冲程 对外做功1次 50 r/s 50 50 100 25 100 50 25 $