14.2 热机+课件+2026-2027学年+人教版物理+九年级（全一册）

该初中物理课件聚焦热机定义、能量转化及汽油机、柴油机工作原理，通过“飞驰汽车如何获得机械能”的问题导入，衔接内能知识，引导学生从生活现象过渡到内能利用，构建知识支架。 其亮点在于实验探究（加热试管水观察塞子冲出）和对比辨析（汽油机与柴油机异同），体现科学探究与科学思维。以功夫动作类比冲程等实例强化能量观念，帮助学生直观理解，教师可借助重难点梳理和练习提升教学效率。

第二节 热机 人教版初三物理 第十四章 内能的利用 01 目录 热机 01 03 02 汽油机 柴油机 重难点 1、热机定义与能量转化本质 2、汽油机四个冲程的工作过程 3、汽油机工作循环规律 重点内容 1、判断汽油机吸气、压缩、做功、排气冲程 2、区分汽油机与柴油机的异同 3、区分压缩冲程、做功冲程的能量转化 难点内容 导入 问题 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。飞驰的汽车（图14.2-1）是如何获得机械能的呢？ 图14.2-1 飞驰的汽车 热机 01 探究 1.实验探究：不同形式能量之间的转化 如图14.2-2所示，在试管内装一些水，用橡皮塞塞住。对试管加热使水沸腾，会看到什么现象？这个实验中能量是如何转化的？ 图14.2-2 加热试管中的水 探究 实验分析： 燃料燃烧时产生的热量传给水和水蒸气；塞子受到水蒸气的压力而冲出去，水蒸气的内能转化为塞子的动能。 能量转化：化学能 内能 机械能 燃烧 做功 实验结论：利用内能可以做功。 探究 2.热机 （1）定义：将燃料的内能转化为机械能。 （2）种类：内燃机、蒸汽机、汽轮机、喷气发动机。 （3）热机工作原理： 化学能 内能 机械能 燃烧 做功 （4）常见的热机——内燃机 ①定义：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（图14.2-3）。 ②分类：汽油机和柴油机，其燃料分别为汽油和柴油。 图14.2-3 一种内燃机的剖面图 练习 例1．下列交通或运输工具中，动力设备不属于热机的是（  A   ） A．纯电动汽车 B．远洋货轮 C．长征运载火箭 D．重型卡车 【解析】A．纯电动汽车动力设备为电动机，工作时将电能转化为机械能，不属于热机，故A符合题意； BCD．货轮、火箭、卡车动力设备均通过燃料燃烧获得内能，再将内能转化为机械能，均属于热机，故BCD不符合题意。故选A。 汽油机 02 探究 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.汽油机构造： 图14.2-4是四冲程汽油机的剖面图。气缸上部有进气门和排气门，顶部有火花塞，下部有活塞，活塞通过连杆跟曲轴相连。汽油在气缸里面燃烧时生成高温高压的燃气，推动活塞做功。活塞运动带动曲轴转动。 图14.2-4 四冲程汽油机剖面图 探究 3.工作过程 （1）冲程：汽油机在工作时，活塞在气缸内往复运动，从气缸的一端运动到另一端的过程，叫作一个冲程。 （2）四个冲程：汽油机的一个工作循环由吸气、压缩、做功、排气四个冲程组成（图14.2-5）。 多数汽油机是由这四个冲程的不断循环来保证连续工作的。 吸气冲程 压缩冲程 做功冲程 排气冲程 图14.2-5 四冲程汽油机工作示意图 汽油机工作过程分析 吸气冲程 压缩冲程 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进入气缸（图14.2-6）。 图14.2-6 吸气冲程 进气门和排气门都关闭，活塞向上运动，燃料混合物被压缩。内能增大，温度升高（图14.2-7）。 图14.2-7 压缩冲程 能量转化： 机械能转化为内能。 汽油机工作过程分析 做功冲程 排气冲程 在压缩冲程结束时，火花塞产生电火花，使燃料猛烈燃烧，产生高温高压的气体。高温高压的气体推动活塞向下运动，带动曲轴转动，对外做功（图14.2-8）。 图14.2-8 做功冲程 能量转化：内能转化为机械能 进气门保持关闭，排气门打开，活塞向上运动，把废气排出气缸（图14.2-9）。 图14.2-9 排气冲程 探究 4.总结归纳 （1）汽油机四个冲程中，只有做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，其余三个冲程依靠飞轮的惯性完成。 （2） 一个工作循环包含 4个冲程 活塞往复2次 飞轮转2周 对外做功1次 练习 例2．如图所示，是小王同学跟爷爷学习功夫的四个基本动作，由此他联想到热机的冲程，以下正确的是（  B   ） A．“鼻孔吸气”对应的汽油机冲程只吸入汽油 B．“气沉丹田”对应的汽油机冲程是将机械能转化为内能 C．汽油机和柴油机都是通过火花塞点火的 D．“排山倒海”所对应的汽油机冲程是靠飞轮的惯性来完成的 练习 【解析】A．“鼻孔吸气”对应吸气冲程，汽油机吸气冲程吸入气缸的是汽油和空气的混合物，故A错误； B．“气沉丹田”对应压缩冲程，活塞压缩气体做功，将机械能转化为内能，故B正确； C．汽油机气缸顶部是火花塞，通过火花塞点火，柴油机气缸顶部是喷油嘴，通过压燃式点火，故C错误； D．“排山倒海”对应汽油机的做功冲程，高温高压燃气推动活塞做功，是唯一不靠飞轮惯性完成的冲程，故D错误。 故选B。 练习 例3．为了防止燃油车发动机过热，一般情况下用水来冷却，主要是利用了水的_________的特点，若某四冲程汽油机曲轴转速是 ，则该汽油机每秒钟对外做功_________次。汽车刹车的过程中，机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程中能量的总和_________（选填“增大”“不变”或“减小”）。 练习 比热容大 20 不变 【解析】 因水的比热容大，升高相同温度可吸收更多热量，适合用作冷却剂，故填比热容大；四冲程汽油机的曲轴每转2圈完成一个工作循环，对外做功1次。曲轴转速为 即曲轴每秒转40圈，因此每秒完成20个工作循环，对外做功20次；由能量守恒定律可知，能量转化和转移过程中能量的总和保持不变。 柴油机 03 探究 1.柴油机工作原理 利用柴油在气缸内燃烧产生高温高压的燃气来推动活塞做功。 2. 柴油机的构造 与汽油机的大致相同，不同的是柴油机气缸顶部没有火花塞而是一个喷油嘴（图14.2-10）。 图14.2-10 四冲程柴油机剖面图 探究 3. 工作过程 柴油机的工作过程与汽油机大致相同，也是由吸气、压缩、做功、排气4个冲程构成一个工作循环。在一个工作循环中，活塞往复运动2次，曲轴转动2周，对外做功1次。 柴油机吸入气缸内的物质只有空气，在压缩冲程结束时，压缩空气的温度已经超过柴油的燃点，此时从喷油嘴喷出的雾状柴油遇到热空气就立刻燃烧起来（图14.2-11）。 喷油嘴 图14.2-11 做功冲程 探究——汽油机与柴油机异同 汽油机 柴油机 相 同 点 ①基本构造和主要部件的作用 ②每个工作循环都经历4个冲程 ③只有做功冲程对外做功，其余三个冲程靠飞轮惯性完成 ④一个工作循环中，活塞往复2次，飞轮转动2周，做功1次 不 同 点 构造 气缸顶有火花塞 气缸顶有喷油嘴 燃料 汽油 柴油 吸入物 空气和汽油混合物 空气 点火 点燃式 压燃式 练习 例4．关于汽油机与柴油机，下列说法不正确的是（     ） A．汽油机吸入气缸的是空气和汽油的混合物，柴油机吸入气缸的是空气 B．汽油机采用点燃式点火，柴油机采用压燃式点火 C．柴油机做功冲程中燃气的温度和压强比汽油机大，因而输出的功率更大 D．一台单缸四冲程汽油机，飞轮的转速为600 r/min，则它每秒钟对外做功10次 练习 【解析】 A．汽油机吸气冲程吸入空气和汽油的混合物，柴油机吸气冲程仅吸入空气，故A正确； B．汽油机通过火花塞点燃混合气体，点火方式是点燃式，柴油机通过压缩空气高温引燃柴油，点火方式是压燃式，故B正确； C．柴油机的压缩比远大于汽油机，做功冲程中燃气的温度、压强都比汽油机更高，因此动力更强，输出功率更大，故C正确； D．四冲程汽油机飞轮每转动2转，对外做功1次。飞轮的转速为 每秒对外做功次数是5次，故D错误。 故选D。 课堂小结 04 课堂小结 课后习题 1.随着科技的发展，热机已经被应用到了不同的领域。下列设备工作过程中使用了热机的是（  A   ） A．歼-20战斗机 B．奥运会比赛帆船 C．山地自行车 D．无轨电车 课后习题 2.2025年9月3日，“东风-5C”液体洲际战略核导弹接受检阅。该导弹打击范围覆盖全球，全时戒备、有效威慑，以武止戈、砥定乾坤。该洲际弹道导弹的发动机属于___________（选填“电动机”或“热机”），工作时将___________能转化为内能再转化为___________能。 答案： 热机 化学 机械 课后习题 3．下列关于汽油机和柴油机的说法不正确的是（  C   ） A．汽油机和柴油机都属于内燃机 B．早期的柴油机比汽油机笨重 C．柴油机吸入的是柴油和空气的混合物 D．柴油机对气体的压缩程度比汽油机的高 课后习题 4．能量是物理学研究的永恒主题。从牛顿提出蒸汽机模型，到瓦特将之变成现实，再到后来的内燃机，热机的发展历程倾注了无数科学家的不懈努力；如图（a）中，水蒸气使叶轮转动，实现了______________（选填“内能到机械能”或“机械能到内能”）的转化，该过程相当于图（b）中四冲程内燃机的______________冲程。 答案： 内能到机械能 做功 感谢观看 Thank you $