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、原理及内燃机（汽油机、柴油机）的构造和工作过程展开，通过汽车速度发展的问题导入，结合试管加热水的演示实验，展示化学能转化为内能再转化为机械能的过程，搭建从内能利用到热机原理的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，通过演示实验让学生直观感受能量转化，借助瓦特发明蒸汽机的故事渗透科学态度，用对比表格清晰呈现汽油机与柴油机的异同，例题强化知识应用。这有助于学生建立能量观念和模型建构能力，教师可利用结构化内容提升教学效率。

第十四章 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。汽车是如何获得机械能的呢? 超声速汽车 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。 热机的原理：利用内能做功的机械 演 示 不同形式能量之间的转化 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。讨论这个过程中不同形式的能量之间转化的情况。 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 瓦特 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。 【例题1】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。 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 热机 各种利用内能做功的机械叫作热机。 常见的热机——内燃机 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。 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”。 内热机 内热机 汽油机剖面图 喷油嘴 柴油机剖面图 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 汽油机 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 　　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 汽油机 （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。 汽油机 （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。 汽油机 汽油机 （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。 汽油机 （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 （5）汽油机四个冲程工作情况总结 汽油机 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。 （6）汽油机一个工作循环情况总结 汽油机 1．在四个冲程中，哪些冲程发生了能量的转化？ 2．哪个冲程使汽车获得动力？ 3．哪个冲程排出了汽车的尾气？ 在压缩冲程中，机械能转化为内能； 在做功冲程中，内能转化为机械能。 做功冲程使汽车获得动力。 排气冲程排出废气。 汽油机 【例题2】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 汽油机 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 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 空气 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 2.柴油机的工作循环： 柴油机 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 1、都是燃料在 燃烧； 2、都有四个冲程： 构成一个工作循环； 3、一个工作循环， 个冲程，活塞往返 次，曲轴和飞轮转____周，对外做功 次； 5、启动时都是靠 先使飞轮和曲轴转动起来。 4、 冲程的排出废气的过程相同； 汽油机、柴油机的相同点　 气缸内 吸气、压缩、做功、排气 2 2 1 排气 外力 4 比较 汽油机 柴油机 燃料 构造 工 作 循 环 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 主要特点 适用范围 汽油 柴油 火花塞 喷油嘴 汽油和空气混合物 空气 压缩程度较小 压缩程度较大 点燃式 压燃式 轻巧效率较低 笨重效率较高 小型汽车 载重汽车、轮船 汽油机、柴油机的不同点　 【例题3】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. 课堂总结 $