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

14.4跨学科实践：制作简易热机模型 人教版九年级全册 第十四章 内能的利用 01 物理观念 通过制作简易热机模型，进一步加强对热机做功、内能转化为机械能的理解 02 科学思维 尝试应用科学规律解释具体问题，获得初步的分析概括能力。 03 科学探究 经历简易热机模型的制作过程，提升科学探究能力。 04 科学态度与责任 培养学生动手，发现问题、解决问题的能力，通过了解物理知识 在实际生活中的应用，进一步提高学生学习物理知识的兴趣和能力。 学习目标 项目提出 热机在生产生活中非常重要，请同学们在学过的热机知识基础上，进一步查找相关资料，了解不同热机的工作原理，如果我们能尝试制作一个热机模型，便能更好地了解热机的工作原理，包括热机中的能量是如何转化的，热机中各部分是如何协调工作的。 汽油机 柴油机 喷气发动机 不同热机的工作原理 ①汽油机属于内燃机，其工作物质是气缸内空气和汽油的混合物。 ②蒸汽机工作时，燃料燃烧使水变成水蒸气，水蒸气推动活塞运动产生动力，将内能转化为机械能。蒸汽机的燃烧室在汽缸外，属于外燃机，蒸汽机的工作物质是水蒸气。 外燃机 内燃机 项目分析 项目分析 我们要制作一台热机模型，需要考虑哪些问题？ 1.用什么作热源? 热源可以是酒精灯、蜡烛、燃气、煤气等。 2.工作物质是什么? 3.如何将内能转化成机械能?应考虑制作内燃机还是外燃机? 水沸腾后产生的水蒸气。 通常而言，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，比制作在封闭缸体内燃烧燃料做功的内燃机要安全，材料也相对易得，建议优先考虑前者。 4.如何获得更多的机械能？ 容器的容量要大一些，热源的热值也要大一些等。 项目实施 材料选择 两个空易拉罐，铁丝，一个酒精灯（或者两只蜡烛）。确保材料安全、易得，适合学生操作。 工具准备 准备必要的工具，如剪刀、手钳、螺丝刀等。确保工具安全、易于操作，适合学生使用。 基本步骤 用铁丝按照酒精灯的高度弯折两个可以支撑易拉罐的支架。 项目实施 在易拉罐的顶部靠外侧打一个孔，空的直径不宜过大，把里面的饮料倒掉。 用注射器通过小孔给易拉罐内注入适量的水。 用酒精灯给易拉罐内的水加热。 基本步骤 用剪刀剪开另一个易拉罐，展开后剪一个圆形，中间打孔，把圆8等分，沿着半径剪开，剪出8个扇叶，并把一段吸管穿过扇叶中间的孔，以减小扇叶转动时的阻力。 项目实施 用铁丝再为扇叶做一个支架，调整扇叶的高度，使其底部刚好对准易拉罐上的小孔。 基本步骤 等水沸腾之后从小孔喷出，推动扇叶做功，扇叶变会转动起来。还可以在点燃一支蜡烛，共同加热，扇叶会转动得更快。 项目实施 展示交流 基本步骤 展示自己制作的热机模型； 讲解你的热机的工作原理； 提出优化方案。 制作参考视频 课堂小结 达标检测 1.小明学习完热机后，利用厨房里的蒸蛋器自制了一个简易“蒸汽机”，如图所示。在使用过程中蒸蛋器会通过上方的小孔喷出蒸汽，小明将自制的风车放在蒸蛋器上方，成功地让风车转了起来。下列说法错误的是( ) A.蒸蛋器内部温度越高，水蒸发越快 B.水的内能增大是通过热传递方式实现的 C.水的温度升高以后，水的比热容变小 D.此实验展现了热机工作时做功冲程的能量转化过程 C 达标检测 2.如图，试管里盛适量水，用带玻璃管的胶塞塞住试管口，加热试管使水沸腾，玻璃管口冒出“白气”推动管口处的纸风车转动。对此过程中的热现象，分析正确的是（　　） A．水在沸腾过程中，水的内能不变 B．水在沸腾过程中，水的比热容变大 C．玻璃管口冒出的“白气”是扩散现象 D．“白气”使风车转动过程相当于汽油机的做功冲程 D 达标检测 3.如图是小明制作的简易“蒸汽船”模型。将盛有一定量水的铜制容器安装在“船体”上，用蜡烛对铜制容器底部加热，一段时间后铜管会向右喷蒸汽，“蒸汽船”就向左行驶。 ①蜡烛对铜制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。 ②当管向右喷蒸汽时“船体”向左运动，这个过程的能量转化是：_____能转化为_______能。这与热机的_______冲程相同。 热传递 内 机械 做功 $