14.2热机 课件 -2026-2027学年人教版物理九年级全一册

该初中物理课件围绕热机的概念、工作原理及汽油机、柴油机的构造与工作过程展开，通过18世纪与现代汽车速度对比的“想一想”问题导入，结合试管加热水使木塞冲出的演示实验，搭建从内能利用现象到热机原理的学习支架。 其亮点在于以科学探究为核心，通过演示实验让学生观察“白雾”现象和木塞冲出过程，分析内能转化为机械能，培养科学探究能力。采用对比表格梳理汽油机与柴油机的异同，结合冲程判断、转速计算等例题深化科学思维中的模型建构与推理，融入蒸汽机发展历史体现科学态度与责任。学生能直观理解能量转化，教师可借助实验、例题和总结提升教学效率。

内能的利用 第2节热机 18世纪第一辆汽车问世时，它的速度只有几千米每小时，而目前最快汽车的速度已经超过了声速。 超声速汽车 想一想 学习目标 知道热机的概念，初步了解热机的工作原理。 01 了解汽油机、柴油机的构造和工作过程。 02 03 知道内能的利用在人类社会发展史中的重要意义。 热机 演示 如图，在试管内装些水，用橡胶塞塞住管口，将水加热一段时间， 观察现象。 现象：软木塞冲出，试管口处出现“白雾” 说明：水蒸气对木塞做功，内能减少 工作原理：燃料燃烧时，化学能转化为内能 软木塞冲出时 ，内能转化为机械能 这个实验，展示了人类利用内能的过程 这个实验虽然简单，却基本展示了蒸汽机的工作原理。 1782 年，瓦特研制成功新式双向蒸汽机；1788 年，英国政府正式授予瓦特制造蒸汽机的专利证书；到了 19 世纪 30 年代，蒸汽机更是推向了全世界，人类社会由此进入了 “蒸汽时代” 。 传说一天，小瓦特在厨房里看祖母做饭，灶上坐着一壶开水，随着水温升高，壶里渐渐有蒸气冒出。起初，壶盖很安稳，可当水快要开时，发出了哗哗的响声，紧接着，壶里大量的水蒸气冒出来，推动壶盖跳动起来，蒸汽不住地往上冒，壶盖也不停地跳动，就好像里边藏着个调皮的魔术师在变戏法。他的好奇心被彻底点燃。 1. 热机 （1）热机：各种利用内能做功的机械叫作热机。 （2）工作原理：利用内能做功，将内能转化为机械能。 （3）种类：蒸气机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 蒸汽机车 火箭发动机 喷气发动机 火电站的汽轮机 燃料的化学能 燃气的内能 物体的机械能 燃烧 做功 （4）常见的热机——内燃机 ①内燃机：燃料直接在发动机气缸内燃烧产生动力的热机，叫作内燃机。 ②内燃机分类：汽油机和柴油机。 柴油机 汽油机 世界上第一辆以汽油为动力的车开始只有三个轮子，这就是德国人卡尔•本茨于1885年制造出的“奔驰一号”。 【例题1】如图所示实验，在橡胶塞受到水蒸气的压力而冲出的过程中，以下说法正确的是（　　） A．试管口出现的“白雾”是气体 B．水蒸气对外做功，内能增加 C．水蒸气对外做功，温度升高 D．这个实验基本展示了蒸汽机的工作原理 D 【解析】A．试管口出现的“白雾”是小液滴，即水蒸气遇冷液化而成的小液滴，故A错误；BC．水蒸气对外做功，内能转化为机械能，内能减小，温度降低，故BC错误；D．蒸汽机的工作原理，是把内能转化为机械能.试管内水蒸气的内能可以转化为塞子的机械能，与做功冲程相同，故该实验基本展示了蒸汽机的工作原理，故D正确。 【例题2】如图，物理兴趣小组制作了一个简易汽轮机装置。在易拉罐中装入适量的水，用酒精灯加热，水沸腾后从管口喷出蒸汽使风车转动。简易汽轮机工作过程中（　　） A．酒精燃烧将内能转化为化学能 B．水的内能增加的方式是热传递 C．蒸汽被喷出后内能保持不变 D．蒸汽的内能全部转化为风车的机械能 B 【解析】A．酒精燃烧的过程是将化学能转化为内能的过程，故A不符合题意； B．加热过程中，易拉罐中的水吸收热量，温度升高，是通过热传递的方式增加内能，故B符合题意； C．蒸汽喷出后，对外做功，内能转化为机械能，内能减小，故C不符合题意； D．因为热量损失，所以蒸汽的内能不会全部转化为风车的机械能，故D不符合题意。 1. 工作原理 利用汽油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 2. 汽油机的构造 由气缸、火花塞、进气门、排气门、活塞、曲轴、连杆组成。 气缸 活 塞 连 杆 排气门 曲 轴 火花塞 进气门 （1）汽油机 3. 工作过程 　　点火方式：点燃式 吸气 压缩 做功 排气 甲：吸气 乙：压缩 丙：做功 丁：排气 　　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，叫作一个冲程。 ①吸气冲程 进气门打开，排气门关闭。活塞向下运动，汽油和空气的混合物被吸入气缸。 ②压缩冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩，压强增大，内能增加，温度升高。 能量转化：机械能转化为内能。 ③做功冲程 在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞做功，并通过连杆带动曲轴转动，对外做功。 能量转化：内能转化为机械能。 ④排气冲程 进气门关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸。 冲程名称 进气门 排气门 活塞 运动 冲程的作用 能量转化 吸气冲程 开 闭 向下 吸入燃料和空气的混合物 压缩冲程 闭 闭 向上 压缩燃料和空气的混合物， 使其内能增大，温度升高 机械能转化为内能 做功冲程 闭 闭 向下 火花塞产生电火花，点燃燃料，高温高压的燃气推动活塞做功，通过连杆、曲轴带动飞轮转动 内能转化为机械能 排气冲程 闭 开 向上 排出废气 （4）汽油机四个冲程工作情况总结 对外做功1次 飞轮转动2周 活塞往复2次 有4个冲程 1个工作 循环 在这个四个冲程中，利用曲轴的惯性来完成的是吸气、压缩和排气冲程。 （5）汽油机一个工作循环情况总结 【例题4】如图是汽油机一个工作循环的四个冲程，其中图______是将机械能转化为内能的冲程，图______为不是靠飞轮惯性完成的冲程。现有一台四冲程汽油机，飞轮的转速为1800r/min，这台汽油机每分钟完成______个冲程，对外做了______次功。 乙 丙 3600 900 【例题5】内燃机有四个工作冲程，如图所示是内燃机的_______冲程，活塞上升时，汽缸内气体的内能______（选填“减少”或“增加”），_______能转化为________能。 压缩 增加 机械 内 【解析】从图中可以看出进气门和排气门都是关闭的，活塞向上运动，所以是压缩冲程。压缩冲程活塞向上运动，压缩气体，使气体的体积减小、温度升高、机械能转化为内能。 【例题6】内燃机的一个工作循环由_____ 、_____ 、_____ 、______四个冲程组成。一台某型号单缸四冲程汽油机的飞轮速度是1200r/min，则汽油机每秒钟对外做功___次。 吸气 压缩 做功 排气 10 【解析】一个工作循环包括四个冲程，曲轴转动二周，对外做功一次。汽油机的飞轮速度是 = 汽油机每秒钟对外做功 =10 （次） 通过辩论澄清物理概念，多观察生活中的物理现象。记录实验现象并分析原因，创新思维能突破学习瓶颈。批判性思维有助于深入理解。定期复习巩固学习成果，如简单机械的省力原理。特别是浮力产生的原因。理解本质比记忆公式更重要。利用假期参观科技馆。特别是惯性现象的解释。制作知识卡片记忆重要公式，物理概念的认知重构物理与其他学科密切相关。将复杂问题分解为简单步骤，建立物理学习小组互相讨论。 实物图 模型图 喷油嘴 进气门 活塞 排气门 气缸 连杆 曲轴 （1）柴油机 利用柴油在气缸内燃烧所产生的高温高压气体推动活塞做功，将内能转化为机械能。 1.工作原理： 【柴油机的工作循环】 空气 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 实例：柴油机比较笨重，主要用在载重汽车、拖拉机、坦克上面。 z z z z 起重机 z z z z 拖拉机 z z z z 坦克 种类 汽油机 柴油机 相同点 不 同 点 构 造 燃 料 吸入气体 点火方式 都是内燃机，一个工作循环都经历四个冲程 火花塞 喷油嘴 汽油 柴油 汽油和空气 空气 点燃式 压燃式 2. 柴油机和汽油机的异同点 【例题4】关于汽油机与柴油机的说法中，不正确的是（　　） A．柴油机汽缸顶部有个火花塞，汽油机汽缸顶部有个喷油嘴 B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油 C．汽油机与柴油机的工作过程都分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程 D．汽油机与柴油机使用的燃料不同 A 【解析】A．柴油机汽缸顶部有个喷油嘴，汽油机汽缸顶部有个火花塞，A错误. B．柴油机通过压缩空气直接点燃柴油，采用压燃式，B正确. C．柴油机和汽油机的工作过程分为吸气、压缩、做功、排气四个冲程，故C正确. D．汽油机与柴油机使用的燃料不同，汽油机的燃料是汽油，柴油机的燃料是柴油，故D正确. 所以选A. 汽车的动力系统 汽车已经成为现代生活中不可缺少的一部分。 1. 燃油汽车的主要构造与原理 汽车由发动机、底盘、车身和电器设备四大部分组成。发动机把燃料燃烧产生的内能变为机械能，再通过底盘上的传动机构，将动力传给车轮，使汽车行驶。 汽车电器设备的作用主要是产生电火花以点燃汽缸中的可燃气体、启动发动机时用电机带动飞轮旋转、提供照明等。 二、科学世界 2. 多缸发动机 现代汽车多数采用四缸或六缸等多缸发动机（图为四缸发动机），每个汽缸都进行这种四冲程循环。由于各个汽缸交替做功，所以发动机转动比较平稳。 汽车四缸发动机示意图 现代汽车 总结 $