14.4 跨学科实践：制作简易热机模型 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“内能的利用”，核心知识点为热机能量转化（燃料化学能→内能→机械能）及简易汽轮机模型的原理与制作。课堂导入通过提问热机种类、观看辽宁舰动力系统视频，引导学生从热机概念、能量转化过渡到实践制作，搭建知识学习支架。 其亮点是以项目式实践为主，用易拉罐、笔杆等易得材料分步骤制作（动力装置注水密封、叶轮组装调试），融入科学探究（动手操作与问题解决）和科学态度（安全规范、合作分享）。课堂练习结合中考真题巩固物理观念，助力学生提升科学思维与探究能力，为教师提供可操作的跨学科实践教学方案。

第14章 内能的利用 人教版2024•九年级物理全一册 第 4节 跨学科实践： 制作简易热机模型 重点： 了解简易汽轮机模型的基本原理；设计并制作简易汽轮机模型。 难点： 设计并制作简易汽轮机模型。 教学重点和难点 学习目标 通过对简易热机模型进行设计并对制作方法和过程提出改进建议，发展科学推理能力，培养质疑和创新意识。 经历制作简易热机模型的实践过程，能根据实验方案进行规范、安全的实验操作，提高分析、解决问题的能力及动手操作能力。 了解简易热机模型的主要结构，知道其工作的基本原理，进一步发展能量观念。 在制作简易热机模型的过程中，严谨认真，实事求是，善于与他人分享与合作，体会物理学对热机技术发展的促进作用。 3.科学探究： 4. 科学态度 与责任： 2.科学思维： 1.物理观念： 项目提出 提出问题：什么是热机？热机的种类有哪些？ 例如蒸汽机、内燃机、汽轮机、喷气发动机等。 思考：上述实验过程中能量是如何转化的？ 内能 机械能 转化 飞机 喷气式火箭 内燃机 汽车 汽轮机船舶 蒸汽机火车 1. 热机 人们获得动力的重要机械。 种类 主要应用 蒸汽机 主要应用于工业生产和某些特定的交通工具 内燃机 包括汽油机和柴油机。广泛应用于汽车、摩托车、拖拉机、发电机等 汽轮机 主要用于发电机和大型工业设备 喷气发动机 主要用于飞机、火箭等 一 观看辽宁舰动力系统视频 项目提出 一 　　制作简易热机模型——汽轮机模型 项目提出 二 项目分析 2. 制作简易热机模型 方案1：制作采用燃烧燃料加热水产生蒸汽(或直接加热空气)来做功的外燃机。 方案2：制作在封闭缸体内燃烧燃料来做功的内燃机。 讨论两种方案的可行性 深度思考同学们，在制作简易热机模型时，你认为上面哪种方案更安全，材料也相对易得。 深度理解 方案1 更安全，材料也相对易得。 二 　　易拉罐、笔杆、叶轮、齿轮轴、轴套、空心圆管、木条、酒精灯、火柴、橡皮泥、热熔胶枪、支架和适量水。 材料 项目分析 1. 酒精灯外焰温度最高，实验时用外焰加热。 2. 拖住酒精灯底部，缓慢移动至指定位置。 3. 准备完毕后，用火柴点燃酒精灯。 4. 实验结束后，用灯帽盖灭酒精灯，需盖两次确保火完全熄灭。 三、项目实施 制作一个简易的汽轮机模型 (1)制作材料：一个空易拉罐、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、一台小风扇、一个酒精灯。 三 项目实施 (2)制作汽轮机的“动力装置”步骤： A. 向易拉罐内部注入大约（100ml）的水； B. 将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用橡皮泥将罐的开口处密封； C. 如图2 所示，将易拉罐放置在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶； 三 项目实施 注意事项二 1. 摆放易拉罐时，喷嘴不要朝向人。 2. 操作过程中，皮肤不要接触高温易拉罐和高温蒸汽。 D.组装汽轮机的“叶轮”: 步骤： （1）轮轴与叶轮连接，空心管插入轮轴， 轴套固定于轮轴外端。 （2）用胶将木条固定在空心管上。 1. 尽量避免木条与“叶轮” 接触，让叶轮转动更顺畅。 2. 使用热熔胶枪时，请勿触碰金属部位，以免烫伤。 注意事项三 　　四、进行实验并调试汽轮机模型 　　材料：“动力装置” “叶轮”、 酒精灯和火柴。 　　步骤： （1）酒精灯火焰的外焰正对易拉 罐下方加热。 （2）将“叶轮”靠近蒸汽，调试一定角度，使其转动。 (3) 点燃易拉罐下面的酒精灯，当有蒸汽 喷出时，扇叶就转动起来。 问题及原因分析 解决方案 待解决的问题       总结反思 请围绕以下三个方面形成总结。 四 展示交流 四 展示交流 展示要求 (1)展示自己的热机模型，看看谁的模型制作精细、运行顺畅，更有创意。 (2)交流你的热机模型的工作原理以及制作过程中的难点和心得体会，想一想在哪些方面还可以做得更好。 跨学科实践：制作简易热机模型 热机工作过程中能量转化： 燃料的化学能→内能→机械能 课堂小结 一、设计模型 二、制作“动力装置” 三、组装“叶轮” 四、调试装置 注意：不要触碰高温蒸汽 典型例题 1.（2026·北京·中考真题）如图所示，易拉罐中装有适量的水，用酒精灯加热，当有蒸汽喷出时，风车的扇叶就转动起来。下列说法正确的是（      ） A．易拉罐中水的内能增加是通过做功的方式实现的 B．酒精灯内的酒精减少会导致酒精的热值变小 C．推动扇叶转动的水蒸气的内能减小 D．推动扇叶转动的水蒸气的内能全部转化为扇叶的机械能 C 课堂练习 1.如图所示，在塑料盒中喷入少量酒精，将盒盖密封，用点火器引燃盒内酒精与空气的混合物，盒盖被冲出，内燃机的四个冲程中能量转化与此过程相似的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．排气冲程 D．做功冲程 D 课堂练习 2.（25-26九年级上·湖北武汉·期中）小山同学利用易拉罐自制了一个简易“蒸汽机”，如图所示。点燃易拉罐下酒精灯，给易拉罐中的水加热。喷嘴喷出的蒸汽成功地让风车转了起来。下列说法错误的是（　　） A．罐中水的温度升高以后，水的比热容变大 B．罐中水的内能增大是通过热传递方式实现的 C．此实验展现了热机工作时做功冲程的能量转化过程 D．为提高蒸汽机的效率，可增加一个燃料燃烧密封装置 A 课堂练习 3.（2025·江苏无锡·三模）如图所示，将一个空易拉罐的底部钻一个小孔，从易拉罐开口端向罐内喷适量酒精喷雾，然后将一个空纸杯迅速套上。用细线将易拉罐水平悬挂在铁架台上，将点燃的打火枪靠近底部的小孔，纸杯就会“向前”飞去。纸杯飞出过程中，下列说法正确的是（　　） A．罐内气体的内能增加 B．该过程机械能转化为内能 C．能量转化情况与内燃机的压缩冲程相同 D．能量转化情况与内燃机的做功冲程相同 D 课堂练习 4.（25-26九年级上·全国·课后作业）下列关于火箭的说法正确的是（　　） A．火箭使用的是喷气发动机，其与内燃机的工作原理完全相同 B．火箭在工作时需要像活塞、曲轴等那样的传动结构 C．火箭是热机的一种，工作时燃料的化学能最终转化为火箭的机械能 D．火箭升空时不需要反作用力推动机身向前运动 C 课堂练习 5.点燃如图所示的走马灯底部蜡烛， 扇叶可以在热空气的驱动下转动起来。该过程与汽油机工作中能量转换相似的是（　　） A．吸气冲程 B．压缩冲程 C．做功冲程 D．排气冲程 C 课堂练习 6.如图是某同学制作的“酒精冲天炮”，使用时首先将少量酒精喷入塑料瓶，接着用热水淋湿瓶子，迅速将瓶子安装在装有电子打火器的发射器前端，随后按动开关引燃酒精蒸气，发现瓶子向下喷气的同时腾空而起。瓶内酒精燃烧，瓶子冲出过程的能量转化与汽油机的___________冲程相同；瓶子向下喷气升空过程利用了物体间力的作用是___________的；由于空气的作用，瓶子在下降过程中的机械能是___________（选填增大，减小或增大） 做功 相互 减小  课堂练习 7.如图某小组同学设计的简易热机模型，他们设想：点燃酒精灯，当导气管出气口有蒸气喷出时，小风车就转动起来，此过程中烧瓶中水蒸气的内能__________（选填“增大”或“减小”），是通过__________（选填“做功”或“热传递”）方式改变的，但在实验过程中，发现小风车不转动，你的解决办法是_____________________。 减小 做功 换用更细的导管 8.如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的玻璃容器安装在“船体”上，用蜡烛对玻璃容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。蜡烛对玻璃容器底部加热导致容器内水温升高，这是通过________的方式改变水的内能。当铜管向右喷蒸汽时“船体”向左运动，该过程将内能转化为________能，该过程中能量的总量________。 课堂练习 热传递   机械     保持不变 感谢聆听！ 免责声明 视频版权归原作者，如涉及版权问题，请联系删除。 $