第十四章 内能的利用（单元复习课件，教材配套版）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件系统梳理了“内能的利用”单元核心知识，涵盖能量转化与守恒、热机原理、热值及效率，通过单元知识框架图按“能量转化→热机→效率→实践”节次逻辑串联，构建“其他形式能量→内能→机械能→有用功”的完整知识网络。 其亮点在于采用“概念辨析-原理应用-综合计算-跨学科实践”的复习策略，如设计枪虾能量转化分析、地铁站轨道节能设计等情境题，结合简易热机模型制作活动，培养学生能量观念、科学推理和科学探究能力。分层练习从基础判断到复杂计算，助力学生巩固知识，也为教师提供系统复习路径。

第十四章 内能的利用 单元复习 能量转化 · 热机 · 热值 · 效率 物理 九年级 本单元围绕“内能的利用”展开。开篇指出火能带来温暖和光明，蒸汽机与热机把内能转化为人们需要的机械能。 要点：本章主线是能量转化、热机、热值和效率。 时长：1分钟 单元知识框架 本章复习路线 02 第1节 能量的转化 与守恒 第2节 热机 第3节 热机的效率 第4节 简易热机模型 主线：其他形式的能量 → 内能 → 机械能 → 有用功 章末“复习与提高”集中训练能量转化、热值、效率和综合计算 带领学生浏览四节内容，明确从能量转化与守恒出发，进入热机，再学习热值和热机效率，最后通过模型制作综合应用。 要点：复习不是孤立记忆，而是沿着能量流向建立联系。 时长：1分钟 能量的转化 第1节 能量的转化与守恒 03 教材图示 核心结论 在一定条件下，各种形式的能量可以相互转化。 摩擦生热：机械能转化为内能。 水电站：机械能转化为电能。 植物光合作用：光能转化为化学能。 燃料燃烧：化学能转化为内能。 看图说能量：先找“输入能量”，再找“输出能量”。 结合图14.1-1和图14.1-2，引导学生说出风能、太阳能、机械能、电能、化学能和内能之间的转化。 要点：先找输入能量，再找输出能量。 时长：2分钟 能量守恒定律 第1节 能量的转化与守恒 04 能量守恒定律 能量既不会凭空消失，也不会凭空产生； 它只会从一种形式转化为其他形式， 或者从一个物体转移到其他物体， 而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。 小球越跳越低：机械能减少 → 一部分转化为内能 “看似丢失”不等于“真正消失”。 结合图14.1-3说明小球弹跳高度降低时，机械能的一部分转化为内能，并非能量消失。 要点：完整复述能量守恒定律。 时长：2分钟 永动机为什么不能实现 第1节 能量的转化与守恒 05 从能量守恒看永动机 高处水流冲击叶片，叶片转动并对外做功。 抽水机把水从低处抽回高处，需要消耗能量。 实际运行中存在摩擦、发热和散热等能量损失。 系统无法不断从无到有地产生能量。 结论：永动机不可能持续工作。 结合图14.1-4分析设想中的永动机，指出抽水回到高处需要消耗能量，实际还有摩擦和散热损失。 要点：永动机违背能量守恒定律。 时长：2分钟 热机的概念和原理 第2节 热机 06 热机 人们发现内能可以做功， 由此制造了各种利用内能做功的机械——热机。 燃料燃烧释放能量。 工作物质吸收内能，温度和压强升高。 高温高压气体推动活塞、叶片等做功。 内能转化为机械能，输出动力。 蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机都是热机。 利用图14.2-2的试管实验说明水蒸气的内能转化为塞子的机械能，由此引出热机。 要点：热机的共同本质是利用内能做功。 时长：2分钟 内燃机的结构 第2节 热机 07 结构关键词 气缸 活塞 连杆 曲轴 进气门、排气门 火花塞（汽油机） 汽油机与柴油机都属于内燃机。 对照图14.2-3和图14.2-4，复习气缸、活塞、连杆、曲轴、气门和火花塞等结构。 要点：汽油机和柴油机都属于内燃机。 时长：2分钟 汽油机四冲程 第2节 热机 08 吸气 → 压缩 → 做功 → 排气， 四个冲程不断循环，保证发动机连续工作。 按图14.2-5依次复习吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 要点：四冲程不断循环，保证发动机连续工作。 时长：2分钟 四冲程中的能量转化 第2节 热机 09 吸气：混合物进入气缸 压缩：机械能 →内能 做功：内能 → 机械能 排气： 废气排出气缸 动力来自做功冲程；燃料燃烧使化学能转化为内能。 指出压缩冲程机械能转化为内能，做功冲程内能转化为机械能，燃料燃烧时化学能转化为内能。 要点：汽车动力来自做功冲程。 时长：2分钟 柴油机与汽油机 第2节 热机 10 共同点 都属于内燃机。 都经历吸气、压缩、做功、排气四个冲程。 都通过燃烧产生高温高压气体推动活塞。 主要不同点 汽油机：火花塞点火，吸入汽油和空气的混合物。 柴油机：压缩空气后喷入柴油，压缩点火。 柴油机压缩程度较高，通常可输出更大功率。 从点火方式、吸入物质、压缩程度和应用场景比较柴油机与汽油机。 要点：柴油机压缩空气后喷油点火，汽油机使用火花塞点火。 时长：2分钟 现代汽车动力系统 第2节 热机 11 能量链 燃料化学能 ↓ 燃烧 内能 ↓ 发动机做功 机械能 → 车轮运动 汽车由发动机、底盘、车身和电气设备四大部分组成。 结合图14.2-6梳理燃料化学能、内能、机械能和汽车运动之间的能量链。 要点：发动机、底盘、车身和电气设备协同工作。 时长：2分钟 燃料的热值 第3节 热机的效率 12 热值的定义 某种燃料完全燃烧放出的热量与其质量之比， 叫作这种燃料的热值。 热值在数值上等于1 kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 固体、液体燃料：J/kg 气体燃料：J/m³ 质量相等的不同燃料，完全燃烧放出的热量通常不同。 根据图14.3-1说明不同燃料的热值不同，复习热值定义及单位。 要点：热值表示单位质量或单位体积燃料完全燃烧放出的热量。 时长：2分钟 热值表与放热计算 第3节 热机的效率 13 计算思路：根据燃料质量（或体积）和热值， 求完全燃烧放出的热量。 使用表14.3-1复习查表和放热计算，提醒学生区分J/kg与J/m³。 要点：先统一单位，再根据热值和质量或体积计算。 时长：2分钟 热机的效率 第3节 热机的效率 14 效率的本质 燃料完全燃烧放出的热量， 只有一部分转化为有用机械能，另一部分能量散失。 热机效率 = 有用机械能 /燃料完全燃烧放出的热量 效率越高：做同样多的功，消耗燃料越少。 结合图14.3-2理解燃料释放的能量只有一部分转化为有用机械能。 要点：热机效率是有用机械能与燃料完全燃烧放热量之比。 时长：2分钟 提高热机效率 第3节 热机的效率 15 常见热机效率 蒸汽机：6%～15% 汽油机：20%～40% 柴油机：30%～45% 减少能量损失 让燃料燃烧更充分。 减少散热和机械摩擦。 利用废气带走的能量。 热电站：既供电又供热，提高燃料利用率。 复习教材给出的蒸汽机、汽油机和柴油机效率范围，讨论燃烧充分、减少散热、利用废气和热电联产。 要点：效率越高，完成同样功消耗的燃料越少。 时长：2分钟 项目提出与项目分析 第4节 跨学科实践 16 制作简易热机模型，要回答三个问题 用什么作热源？ 工作物质是什么？ 如何将内能转化成机械能？ 说明制作简易热机模型需要考虑热源、工作物质和内能转化为机械能的方式。 要点：外燃机模型通常更安全、材料更易得。 时长：2分钟 模型制作与展示交流 第4节 跨学科实践 17 模型工作过程 酒精灯加热易拉罐中的水。 水变成蒸汽，从笔管尖端喷出。 蒸汽推动小风扇扇叶转动。 内能转化为机械能。 结合图14.4-1说明蒸汽喷出推动扇叶转动的过程，并引导学生交流制作难点和改进方向。 时长：2分钟 复习与提高第1题 18 枪虾（图14-1）的大螯猛地合上时，能挤出速度很大的水柱， 水柱产生的微小气泡在破裂瞬间会产生高温并发出很大的声音， 还会发出一道极短的光。在这个过程中，有哪些形式的能量转化？ 作答提示：先判断能量转化关系，再选择守恒、热值或效率关系。 完整呈现枪虾题目，引导学生追踪机械能、水柱动能、气泡破裂时的内能、声能和光能。 时长：3分钟 复习与提高第2题 19 有些地铁站间的轨道高度比地铁站台低， 即列车从一个站台开出时是下坡的，行驶到接近下一站时是上坡的。 从能量转化的角度看，这种设计有什么好处？ 完整呈现地铁轨道题目，分析下坡和上坡过程中重力势能与动能的转化。 时长：3分钟 复习与提高第3题 章末复习与提高 20 我国古人曾发明一种点火器，以牛角为套筒， 把艾绒粘在木质推杆前端，其结构如图14-2所示。 取火时一只手握住套筒，另一只手向内猛推推杆，推杆前端 的艾绒就会被点燃，拔出推杆后，吹吹艾绒就有火苗产生。 艾绒被点燃的过程中有哪些形式的能量转化？ 这一过程与四冲程汽油机的哪个冲程相似？ 作答提示：先判断能量转化关系，再选择守恒、热值或效率关系。 完整呈现古代点火器题目，分析推杆机械能转化为艾绒内能，并与汽油机压缩冲程类比。 时长：3分钟 复习与提高第4题 21 1 kg的氢气和多少千克的煤油完全燃烧时放出的热量相同？ 作答区：保留完整条件，注意单位统一。 完整呈现氢气与煤油热量比较题，提醒使用Q=q m并保持热值单位一致。 时长：3分钟 复习与提高第5题 22 请从能量转化的角度，具体说明以下效率的意义。 （1）某太阳能电池工作的效率是16％。 （2）某电动机工作的效率是83％。 （3）某锂电池充电的效率是99％。 （4）某柴油机工作的效率是35％。 （5）某电热水器工作的效率是87％。 完整呈现五种效率意义题，要求分别说明输入能量、有效输出能量和损失能量。 时长：4分钟 复习与提高第6题 23 一辆质量为2 t的汽车在水平路面上匀速行驶时， 所受阻力为车重的6%。 如果汽油完全燃烧所产生的热量有35%用来克服阻力做功， 那么汽车行驶100 km要消耗多少升汽油？ 已知汽油的密度为0.73×10³ kg/m³，g取10N/kg。 作答区：保留完整条件，注意单位统一。 完整呈现汽车耗油量综合计算题，按阻力功、有效能量、燃料质量和体积依次求解。 时长：4分钟 复习与提高第7题 24 图14-3所示的是我国自行设计研制的AG600“鲲龙”水陆两栖 飞机。飞机使用四台相同的发动机，每台发动机的输出功率可达 3 120 kW，效率可达60%。在这种情况下，飞机飞行1 h消 耗燃油多少吨？已知燃油的热值为4.3×10⁷ J/kg。 完整呈现AG600题目，先求四台发动机总有用功，再由效率和热值求燃油质量。 时长：4分钟 复习与提高第8题 25 某同学家自来水的温度为15 ℃， 他洗澡时把燃气热水器的温度设定为40 ℃，他洗澡用了0.02 m³ 的热水。如果燃气热水器的效率是95%， 他这次洗澡消耗了多少天然气？天然气的热值取4.0×10⁷J/m³。 完整呈现燃气热水器题，先求水吸收的热量，再考虑效率并用天然气热值求体积。 时长：4分钟 复习与提高第9题 26 垃圾分类有利于资源的回收再利用，焚烧垃圾可以实现综合热利用。 图14-4展示的是我国最大的垃圾焚烧发电站，日处理生活垃圾6 000 t。 如果1 t垃圾焚烧时能产生2.16×10⁹ J的电能， 这些电能相当于完全燃烧多少干木柴所放出的能量？ 干木柴的热值取1.2×10⁷ J/kg。 完整呈现垃圾焚烧发电题，先求总电能，再与干木柴完全燃烧放热量进行等效换算。 时长：4分钟 本章知识总复盘 27 能量转化与守恒 热机：内能做功 热值：燃料完全燃烧放热能力 效率：有用能量 / 输入能量 用一条能量主线回顾本章：能量转化与守恒、热机、热值、热机效率。 时长：2分钟 综合计算路径 28 ① 找输入 燃料化学能 电能 光能 机械能 ② 找输出 内能 机械能 重力势能 有用功 ③ 列关系 ④ 查单位 J、kg、m³ W、kW、h 统一单位后计算 综合题不是“套公式”， 而是把能量转化过程翻译成物理关系。 解题主线：先判断能量去向，再列关系式，最后检查单位和数量级。 总结综合题的四步法：找输入、找输出、列关系、查单位。 要点：把物理过程翻译成能量关系，而不是机械套公式。 时长：2分钟 $