12.4 热机与社会发展（教学课件）物理新教材沪粤版九年级上册

该初中物理课件聚焦热机与社会发展，核心知识点包括热机概念、汽油机四冲程工作过程及能量转化、热机效率。课堂导入通过演示实验“水蒸气冲开塞子”引出热机，衔接热机种类、内燃机构造与工作过程、效率提升途径，构建从现象到原理再到应用的学习支架。 其亮点在于以核心素养为导向，学习目标明确物理观念和科学思维培养，通过实验建立汽油机四冲程模型，典例分析推理冲程能量转化，课堂小结用“进开排关”等口诀简化记忆。助力学生深化理解，为教师提供结构化教学资源，提升教学效率。

物理九年级上册 •沪粤版 第十三章 内能与热机 第4节 热机与社会发展 学习目标——物理学科素养 01 物理观念 知道热机的概念，了解内燃机是热机的一种。理解热机工作过程中的能量转化情况。知道四冲程汽油机的工作原理，能识别四个冲程。了解热机效率的概念及其提高途径。 02 科学思维 通过观察演示实验和动画模拟，建立热机工作的物理模型。运用能量守恒观点分析热机工作过程中的能量流向。通过分析热机效率低的原因，培养批判性思维和问题解决能力。 03 科学探究 观察试管中水蒸气推动塞子的实验，体验内能做功的过程。通过拆解或观察汽油机模型，探究活塞运动与气门开闭的关系。 04 科学态度与责任 认识热机对人类社会发展的巨大推动作用。关注热机使用带来的环境污染问题，增强环保意识和可持续发展观念。了解我国在热机技术及新能源汽车领域的进步，激发民族自豪感。 教学重难点 教学难点 教学重点 1. 四冲程汽油机的工作过程及能量转化。 2. 热机效率的概念及提高方法。 1. 准确判断汽油机的四个冲程，特别是压缩冲程和做功冲程中能量转化的区别。 2. 理解热机效率不可能达到100%的原因。 课堂引入 演示实验回顾： 现象：试管中的水沸腾，水蒸气将橡胶塞冲出，管口出现“白气”。 思考： 1.塞子被谁推出去的？（高温高压的水蒸气） 2.能量如何转化？（水蒸气的内能 → 塞子的机械能） 结论：利用内能做功的机械，叫做热机。 知识点1 热机 知识点1：热机 热机的种类很多，有蒸汽机、汽油机、柴油机、燃气轮机、喷气发动机和火箭发动机等。这些热机的共同特点是将燃料的化学能转化为内能，然后通过做功，把内能转化为机械能 热机的发展史 1.蒸汽机（18世纪）：瓦特改良，引发第一次工业革命。（缺点：体积大、笨重、效率低） 2.内燃机（19世纪末）：燃料在气缸内燃烧。（优点：体积小、效率高、携带方便） 现代热机：汽轮机、喷气发动机、火箭发动机等。 知识点1：热机 内燃机 汽油机的构造 知识点1：热机 ①吸气冲程：进气 门打开，排气门关闭， 活塞向下运动，将汽 油和空气的混合物吸 入气缸 汽油机工作的四个冲程 ②压缩冲程：进气 门和排气门都关闭， 活塞由下向上运动， 压缩混合物，使混合 物的温度升高 ③做功冲程：在压 缩冲程末期，火花塞 产生火花，混合物猛 烈燃烧，形成高温、 高压气体，推动活塞 向下运动，对外做功 ④排气冲程：进 气门关闭，排气门打 开，活塞向上运动， 将废气排出 知识点1：热机 柴油机 柴油机与汽油机的区别： 项目 汽油机 柴油机 燃料 汽油 柴油 构造 顶部有火花塞 顶部有喷油嘴 吸入物质 汽油和空气混合物 只有空气 点火方式 点燃式 压燃式 效率 较低 (20%-30%) 较高 (30%-45%) 应用 小汽车、摩托车 卡车、轮船、坦克 典例分析 例1 汽油机是由四个冲程不断循环而工作的，如图所示，将机械能转化为内能的冲程是（　　） A． B． C． D． 典例分析 【解析】A．两气门关闭，活塞向下运动，火花塞点火，为做功冲程，将内能转化为机械能，故A不符合题意； B．两气门关闭，活塞向上运动，为压缩冲程，将机械能转化为内能，故B符合题意； C．进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，为排气冲程，无能量转化，故C不符合题意； D．进气门打开，排气门关闭，活塞向下运动，为吸气冲程，无能量转化，故D不符合题意。 故选B。 知识点2 热机效率 知识点2：热机效率 1.定义：用来做有用功的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比，叫做热机效率。 2.公式： 热机效率 提高热机效率的途径： 使燃料充分燃烧（如将煤磨成粉，改善通风条件）。 减少各种摩擦（如加强润滑）。 设法利用废气的能量（如利用废气供暖）。 课堂小结 课堂小结 1.热机：内能 → 机械能。 2.汽油机四冲程： ①吸气冲程（“进开排关”）、②压缩冲程（“进关排关”，机械能 →内能）、③做功冲程（“进关排关”，内能 →机械能）、④排气冲程（“进关排开”）。 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。 3.效率： η<100%，主要损失在废气。 4.环保：节能减排，绿色发展。 课堂练习 课堂练习 探究新知 1．如图所示为汽油机的四冲程示意图，下列说法中正确的是（     ） A．一个工作循环的正确顺序是：丁→乙→丙→甲 B．丙冲程是内能转化为机械能 C．乙冲程中存在着机械能转化为内能的过程 D．丁冲程吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 课堂练习 探究新知 2．如图所示的实验，用酒精灯加热试管里的水，产生的水蒸气将橡胶塞冲向空中。下列说法正确的是（     ） A．水蒸气对橡胶塞做功，水蒸气的内能不变 B．能量转化的顺序为：化学能→内能→机械能 C．加热试管中的水，是用做功的方式使水的内能增加 D．塞子被推出试管口的过程与内燃机吸气冲程的能量转化情况相同 课堂练习 探究新知 3．关于汽油机和柴油机的主要区别，其中正确的是（     ） A．柴油机的顶部是火花塞，汽油机的顶部有喷油嘴 B．在做功冲程中，柴油机的点火方式叫点燃式，汽油机的点火方式叫压燃式 C．柴油机比汽油机笨重，功率较小 D．柴油机吸入汽缸的只是空气，汽油机吸入汽缸的是汽油和空气的混合物 课堂练习 探究新知 4．一台柴油机的热机效率为25%，表示的意义是：___________的那部分能量，与燃料完全燃烧放出的能量之比为___________，用这台柴油机工作时，完全燃烧2kg的柴油可做有用功___________J。（柴油的热值为3.3×107J/kg） 课后作业 探究新知 作业 内容 同步作业 完成课后作业：“练习与应用” 自主安排 配套同步分层作业 谢谢聆听 谢谢聆听 $