14.2热机（教学课件）-2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件聚焦热机的工作原理及应用，以“飞驰的汽车”情景导入，通过演示实验分析酒精燃烧、加热水、塞子弹出的能量转化，搭建从生活现象到热机概念、再到四冲程汽油机和柴油机原理的学习支架。 其亮点在于实验驱动探究与对比归纳结合，通过观察汽油机模型演示培养科学探究能力，用表格对比汽油机与柴油机异同深化科学思维，助力学生形成能量观念。教师使用可提升教学效率，学生能直观理解内能转化，激发科学兴趣。

第14章 内能的利用 人教版2024•九年级物理全一册 第 2节 热机 学习目标 通过观察汽油机模型的演示，理解汽油机的工作过程，能简单描述汽油机的四个冲程，培养科学推理与科学论证能力。 通过观察实验和分析热机的工作过程，能对四冲程汽油机的基本工作原理作出概括和解释，并能以书面或口头的方式表达，培养观察及分析解释能力。 通过观察和实验，了解热机的工作原理和分类，了解热机在现代科技中的应用，进一步发展能量观念。 通过了解热机的工作原理，体会内能的利用对人类发展的重要作用，培养学生对科学的兴趣和好奇心，树立科学态度和科学精神。 3.科学探究： 4. 科学态度 与责任： 2.科学思维： 1.物理观念： 重点： 了解四冲程汽油机的基本工作原理。 难点： 了解四冲程汽油机的基本工作原理。 教学重点和难点 情景导入 飞驰的汽车。18 世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有数千米每小时，目前最快汽车的速度已经超过了声速。 提出问题：汽车是如何获得机械能的呢？ 内能转化为机械能。 一 认识热机 1．演示实验：不同形式能量之间的转化。 布置任务： （1）描述你观察到的现象。 （2）分析下列过程中发生的能量转移或转化， 以及相关现象的原因。 ①酒精燃烧过程 ②给水加热过程 ③塞子弹出过程 燃料化学能 内能 机械能 2．介绍热机的概念和分类： （1）热机：利用内能做功的机械。 ①蒸汽机：利用水蒸气的内能做功的热机。 早期蒸汽火车 蒸汽机车 引导学生观察发现蒸汽机车锅炉和汽缸分离（“外燃机”），体积庞大，车身笨重，热量损失大，效率低的缺点。 提出问题：蒸汽机有什么缺点呢？ 蒸汽机车 锅炉 汽缸 蒸汽机 汽轮机 喷气发动机等 内燃机 燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。 汽油机： 柴油机： 内燃机是现代社会中最常见的一种热机。汽车作为我们生活中不可缺少的交通工具，它的动力机械就是内燃机。如图是一种内燃机的剖面图。 用汽油做燃料 用柴油做燃料 热机 一 热机的 种类 热机 一 二 汽油机 汽油在气缸内燃烧时，产生高温高压燃气，推动活塞做功，将内能转化为机械能，活塞移动带动曲轴转动. 四冲程汽油机剖面图 二 汽油机 一个冲程： 活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程. 　　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。 二 汽油机 进气门            ，排气门          ， 活塞由汽缸最          向            运动，            和             的混合物从           被吸入汽缸。当活塞运动到汽缸的最下端，          关闭， 曲轴转动          圈。 打开 关闭 上端 下 汽油 空气 进气门 进气门 半 第一个冲程：吸气冲程 二 汽油机 进气门和排气门          ，活塞由汽缸最              向          运动，燃料的混合物被      ，汽缸内温度       ，气压          。曲轴转动          圈。在此过程中，          转化          。 都关闭 下端 上 压缩 升高 增大 半 机械能 内能 第二个冲程：压缩冲程 二 汽油机 在压缩冲程末，火花塞产生电火花 （点燃式），燃料混合物剧烈燃烧，产生                的燃气，推动活塞由汽缸向      运动，并通过连杆驱使曲轴转动，曲轴转动      圈。 高温高压 下 半 第三个冲程：做功冲程 二 汽油机 进气门          ，排气门          ， 活塞由汽缸最          向        运动， 把废气排出汽缸。当活塞运动到汽缸的最上端，          关闭，曲轴转动      圈。 关闭 打开 下端 上 排气门 半 第四个冲程：排气冲程 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 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， 其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成 2. 汽油机1个工作循环有4个冲程，活塞上下往复2次，曲轴转动2周， 对外做功1次， 有2次能量转化。 归纳：汽油机工作过程 二 汽油机 　　燃油汽车一般采用三缸、四缸或六缸等多缸发动机。 汽车的动力系统（四缸发动机） 三 柴油机 柴油机结构示意图 1.柴油机的结构： 与汽油机相似，左图 为柴油机的结构示意图，由于柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，气缸顶部的火花塞换成了喷油嘴。 三 柴油机 2.柴油机的工作循环工程： 也分为吸气、压缩 、做功、排气四个冲程。 空气 3.柴油机的应用 与汽油机相比，柴油机的零件结构强度更高， 也更笨重，但柴油机油耗低、功率大，因此多用于载重汽车、坦克、轮船及小型发电机。近年来，随着柴油机技术的进步，传统柴油机的缺点逐步得到改善，目前许多汽车也采用柴油机作为动力装置。 载重汽车 坦克 轮船 小型发电机 三 柴油机 内燃机 项目 汽油机  柴油机 构造 汽缸顶部是 汽缸顶部是 一个工作循环 吸气冲程 吸入物质： 吸入物质： 压缩冲程 压缩程度较小，能量转化过程： 压缩程度大，能量转化过程： 做功冲程 点燃式，能量转化过程： 压燃式，能量转化过程： 排气冲程 排出废气 排出废气 主要特点 轻巧、效率较低 笨重、效率较高 适用范围 小汽车、小型农业机械、飞机等 载重汽车、拖拉机、火车、轮船等 火花塞 喷油嘴 汽油和空气的混合物 空气 机械能→内能 机械能→内能 内能→机械能 内能→机械能 汽油机与柴油机的相同点：都是内能转化成机械能，都包括四个冲程。 汽油机和柴油机的区别 典型例题 1.(多选)汽油机和柴油机的主要不同点是 (　 　 ) A.在构造上,汽油机的汽缸顶部有火花塞,柴油机的汽缸顶部有喷油嘴 B.在吸气冲程中,汽油机吸入汽缸的是汽油,柴油机吸入汽缸的是柴油 C.在压缩冲程末,汽油机用点燃式点火,而柴油机采用的是压燃式点火 D.在压缩冲程中,汽油机汽缸里的温度和压强比柴油机里的高 AC 2.如图所示为汽油机工作原理示意图，则一个汽缸正常工作时四个冲程的顺序是（　　） A．甲乙丙丁 B．甲乙丁丙 C．乙甲丙丁 D．乙甲丁丙 典型例题 B 【典型例题】 3.关于四冲程内燃机，下列说法中错误的是（      ） A．汽油机吸入的是汽油 B．柴油机在吸气冲程中吸入气缸的是空气 C．一个工作循环中曲轴转动2周 D．只有做功冲程是将内能转化为机械能 A 课堂小结 热机：利用内能做功的机械。 热机的种类：蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机 热机 内 燃 机 热机 汽油机 柴油机 1.结构：汽缸、进气门、火花塞、排气门、活塞、曲轴、连杆 2.冲程：活塞从汽缸的一端运动到另一端的过程. 3.工作过程： 汽油机依次包括吸气、压缩 、做功、排气四个冲程，四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成。 1.结构：汽缸、进气门、喷油嘴、排气门、活塞、曲轴、连杆。 2.工作过程要点：也分为吸气、压缩 、做功、排气四个冲程。吸入空气，压燃式 。 1. 在汽油机的四个冲程中，______和______冲程发生了能量的转化，______冲程汽车获得动力，______冲程排出了汽车的尾气。 2. 一台四冲程内燃机飞轮转速为 1800 r/min，它 1s 完成了 ( ) A．30 个冲程，做了 30 次功 B．60 个冲程，做了 60 次功 C．120 个冲程，做了 30 次功 D．60 个冲程，做了 15 次功 压缩 做功 做功 排气 D 课堂练习 课堂练习 3.如图，在空气压缩引火仪的玻璃筒底部放一小团干燥的棉花，用力将活塞迅速下压，棉花会燃烧起来。该过程中的能量转化过程与图          装置相同。已知某单缸汽油机每秒对外做功25次，则它的飞轮转速为           r/min 。 。  乙 3000 课堂练习 4.如图所示，神舟飞船返回舱在穿越大气层返回地面时，与大气层摩擦，将机械能转化为                。如图汽油机四个冲程中，图         的原理与其相同（选填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”）。 内能 乙 课堂练习 5 ．关于内燃机下列说法正确的是 ( ) A ．四冲程内燃机工作过程只有一个工作循环 B ．汽油机和柴油机汽缸顶部都有一个火花塞 C ．汽油机是内燃机，柴油机不是内燃机 D ．汽油机和柴油机都有做功冲程 D 课堂练习 6.某同学分别画出四冲程内燃机工作示意图中的吸气、压缩、做功、排气冲程。观察活塞和曲轴的位置和进气门、排气门的开闭情况，其中不正确的是（　　） A．吸气 B．压缩 C．做功 D．排气  B 课堂练习 7.如图14-2-8甲中气球在放气时,它喷气的嘴部温度和原来相比　　　　(选填“变高”“变低”或“没有变化”),此过程发生的能量转化与图乙中的内燃机 在　　　(选填“A”或“B”)所示过程的能量转化是一致的。某单缸四冲程汽油机,飞轮转速为3000 r/min,若气缸在做功冲程中每次做功400 J,则汽油机每秒钟对外做功　　　 J。 变低 A 10000 图14-2-8 感谢聆听！ $