第14章 第3节 热机的效率-【金牌导学案】2026-2027学年九年级全一册物理课堂本课件（人教版·新教材）

该初中物理课件聚焦“热机的效率”，核心知识点为燃料的热值和热机效率。课堂通过探究实验导入，比较质量相同的煤油和酒精燃烧加热等质量初温水的温度变化，用转换法引出热值概念，再讲解公式及热机效率的定义、计算与提高方法，构建从实验到概念再到应用的学习支架。 其亮点在于融合科学探究与科学思维，以控制变量法设计燃料放热能力实验，通过例题辨析热值特性培养科学推理，结合氢能汽车、燃气灶效率计算等实例渗透科学态度与责任。帮助学生提升探究能力和应用意识，为教师提供结构化教学资源，助力高效教学。

 第十四章　 金牌导学案 内能的利用 1.从能量转化的角度认识燃料的热值，了解燃料热值的概念，了解常见燃料的热值。 2．了解热机工作能量的去向，认识热机的效率。 3．会计算加热效率、热机的效率。 第3节　热机的效率 金牌导学案 金牌导学案 第3节　热机的效率 2 随堂检测 1 课堂导学 阅读教材P30～P31相关内容，完成下列问题。 1．探究煤油和酒精的放热能力 如图所示，有两套完全相同的装置甲、乙，烧 杯中加入质量和初温都相同的水，再在甲、乙的燃 烧器皿中分别加入质量相同的煤油和酒精，待燃料 都完全燃烧后记录两支温度计的示数。其中一次数 据如下： 燃料的热值 课堂导学 第3节　热机的效率 （1）燃烧等质量的燃料，给质量相等的水加热，通过比较水升高的温度可判断燃料放热的多少，这种方法叫　　　　　。 （2）根据数据得出结论：质量相同的煤油和酒精，煤油完全燃烧放出的热量多，即　　　　放热能力强。 燃料 加热前的水温/℃ 燃料燃尽后的水温/℃ 煤油 25 44 酒精 25 34 转换法　 煤油 课堂导学 第3节　热机的效率 2．热值的概念 （1）为了表示燃料的放热能力，我们把某种燃料　　　　　　　　放出的热量与其质量之比，叫作这种燃料的热值，用符号q表示，单位为焦每千克（或焦每立方米），符号是J/kg（或J/m3）。 注意：热值是燃料的一种特性，只与燃料的　　　　　有关。 （2）热值是表示燃料在完全燃烧时放热本领大小的物理量，完全燃烧相同质量的燃料时，热值越大，放出的热量越多。 　种类 完全燃烧　 课堂导学 第3节　热机的效率 （3）热值的计算公式为q＝ 或q＝ ， 变形式为Q放＝mq（或Q放＝Vq）和m＝ （或V＝ ）。 （4）热值的物理意义：热值在数值上等于　　　　　某种燃料完全燃烧放出的热量。 如q酒精＝3×107 J/kg，物理意义是________________________________ ______________。 1 kg 1 kg酒精完全燃烧放出的热量是3×107 J 课堂导学 第3节　热机的效率 关于燃料的热值，以下说法正确的是（　　　） A.燃烧1 kg某种燃料放出的热量叫作这种燃料的热值 B.燃料燃烧时，质量越大，热值越大 C.燃料不完全燃烧时的热值比完全燃烧时的热值小 D.燃料的热值与燃料的种类有关，与燃料的质量和燃烧状况无关 热值是燃料的一种特性，与燃料的质量、是否燃烧、燃烧是否充分无关。 D　 课堂导学 第3节　热机的效率 如图为使用液氢作为燃料的氢能汽车，选用液氢作为燃料，主要原因是液氢的热值　　　　；当汽车中的氢气消耗掉0.2 kg时，其热值　　　　（选填“改变”或“不变”），完全燃烧0.2 kg氢气放出的热量为　　　 　J。（氢气的热值取1.4×108 J/kg） 　2.8×107 大　 不变　 课堂导学 第3节　热机的效率 热机的效率　 阅读教材P31～P32相关内容，完成下列问题。 3．燃料很难完全燃烧，放出的热量往往比按热值计算出的要少，而且有效利用的热量又比放出的热量要少。 4．热机的效率定义：用来做有用功的这部分能量，与燃料完全燃烧放出的热量之比，叫作热机的效率。 课堂导学 第3节　热机的效率 5．烧水的效率： （1）Q吸＝c水m水Δt，注意：Δt是升高的温度。　 （2）Q放＝m燃q燃或Q放＝V燃q燃。　 （3）η＝ 。 6．汽油机（柴油机）的效率： （1）若牵引力恒定，W有用＝Fs；若汽车功率恒定，W有用＝Pt。　　 （2）Q放＝m燃q燃。　　（3）η＝ 。 课堂导学 第3节　热机的效率 7．提高热机效率的方法：①使燃料尽量充分燃烧；②在设计和制造热机时，不断改进和创新，以减少各种能量损失；③减小热机各部件之间的摩擦等。（注意：废气带走的能量最多，可设法利用废气的能量，此为提高燃料利用率的重要措施。） 课堂导学 第3节　热机的效率 某品牌汽车公司在2024年推出了第五代混合动力技术，其内燃机的热机效率最高可达46.06%。关于内燃机能量转化与热机的效率，下列说法正确的是（　　　） A.燃料燃烧时，其内能会全部转化为汽车的机械能 B.热机的效率越高，其做的有用功越多 C.使用热值大的燃料，可以提高热机的效率 D.内燃机热机效率为46.06%，指燃料完全燃烧放出的热量中有46.06%转化为有用功 D　 课堂导学 第3节　热机的效率 （1）热机使用过程中，不可避免存在能量损失，η不可能达到100%。 （2）热机的效率是热机性能的重要指标，减小机器摩擦、使燃料尽量充分燃烧等可以提高热机的效率。 课堂导学 第3节　热机的效率 小明的爸爸开车送小明去学校，到达学校时消耗汽油4 kg，汽车能量流向如图所示，该汽车的效率为　　　　　，汽油完全燃烧放出的热量为　　　　　J，汽车输出的有用功为　　　　　J。 （q汽油＝4×107 J/kg） 　1.6×108 30%　 4.8×107 课堂导学 第3节　热机的效率 1．关于温度、热值、热量、内能，以下说法错误的是（　　　） A.一个物体吸收了热量，它的温度不一定会升高 B.一块0 ℃的冰与相等质量0 ℃的水的内能不相等 C.热量也有可能从内能少的物体向内能多的物体转移 D.汽油消耗一半后，其热值变为原来的一半 D　 第3节　热机的效率 随堂检测 2．下列关于热机和环境保护的说法正确的是（　　　） A.在做功同样多的情况下，效率高的热机消耗的燃料多 B.热机的大量使用不会造成环境污染 C.使用热值更高的燃料，可以有效提高热机的效率 D.改进热机性能，可以有效利用资源，减少排放污染 D　 第3节　热机的效率 随堂检测 3．学习了热值之后，小聪想利用现有器材比较不同燃料的热值大小，如图所示。 （1）小聪应选择　　　　　两图进行实验，为了保证实验结论的可靠性，实验过程中燃料的质量要控制　　　　（选填“相等”或“不相等”）。 　相等 甲、乙　 第3节　热机的效率 随堂检测 （2）实验过程中，点燃燃料直至　　　　　　　　（选填“燃烧相同时间”或“燃烧相同的质量”），通过比较　　　　　　　　 （选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）来比较燃料燃烧放出的热量的多少，从而比较两种燃料热值的大小，这种比较方法用了　　　　　　（选填“转换法”或“控制变量法”）。 （3）通过实验测得的燃料热值比真 实值　　　 　（选填“偏大”或“偏 小”），原因是　　　　　　　　　. 　。 　　转换法　 燃烧相同的质量 温度计示数的变化 偏小 燃料燃烧不充分(或存在热量损失) 第3节　热机的效率 随堂检测 4．小晋想测量家中燃气灶工作时的效率，他将其他燃气设备关闭并通过实验收集到以下数据：将质量为5 kg、初温为25 ℃的水加热到95 ℃，燃气表的示数由210.71 m3变为210.77 m3。已知水的比热容为4.2×103 J/（kg·℃），天然气的热值取4×107 J/m3。若不计热量损失，求： （1）水吸收的热量。 解：(1)水吸收的热量Q吸＝c水m水(t－t0) ＝4.2×103 J/(kg·℃)×5 kg×(95 ℃－25 ℃)＝1.47×106 J。 第3节　热机的效率 随堂检测 （2）天然气完全燃烧放出的热量。 （3）该过程中燃气灶的效率。 (2)天然气完全燃烧放出的热量 Q放＝Vq＝(210.77 m3－210.71 m3)×4×107 J/m3＝2.4×106 J。 (3)燃气灶的效率η＝ ＝61.25%。 第3节　热机的效率 随堂检测 5．一辆氢气动力试验汽车，10 min内汽车在平直路面上匀速行驶了1.2×104 m，消耗了0.15 kg的氢气，汽车发动机提供的牵引力为1.05×103 N，氢气的热值取1.4×108 J/kg，g取10 N/kg。求： （1）牵引力做功的功率。 解：(1)牵引力做功的功率 P＝ ＝2.1×104 W。 第3节　热机的效率 随堂检测 （2）汽车发动机的效率。 (2)汽车发动机的效率 η＝ ＝60%。 第3节　热机的效率 随堂检测 感谢聆听 24 $