初中物理人教版（2024）九年級(jí)全一冊(cè)教學(xué)課件跨學(xué)科實(shí)踐：制作簡(jiǎn)易熱機(jī)模型第十四章

內(nèi)能的利用新課導(dǎo)入與學(xué)習(xí)目標(biāo)01本課新課講解02本課例題與練習(xí)03課后小結(jié)04目錄CONTENTNewLessonIntroductionandLearningObjectivesPARTONE新課導(dǎo)入與學(xué)習(xí)目標(biāo)新課導(dǎo)入熱機(jī)在交通領(lǐng)域的核心地位：熱機(jī)是燃油汽車(chē)、輪船、飛機(jī)等交通工具的“心臟”，為其提供強(qiáng)大動(dòng)力，推動(dòng)人類(lèi)交通發(fā)展。沒(méi)有熱機(jī)，現(xiàn)代交通將停滯不前，人們出行方式將退回到原始狀態(tài)，經(jīng)濟(jì)交流也會(huì)受到極大限制。學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過(guò)制作簡(jiǎn)易熱模型活，進(jìn)一步加強(qiáng)對(duì)熱機(jī)做功、內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的理解。2.經(jīng)歷簡(jiǎn)易熱機(jī)模型的制作過(guò)程，提升科學(xué)探究能力。NewLessonPresentationPARTTWO新課講解新課講解1.熱機(jī)的種類(lèi)：蒸汽機(jī)、內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)、噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)等。今天我們將重溫科學(xué)家的發(fā)明過(guò)程，本節(jié)課我們也來(lái)設(shè)計(jì)制作簡(jiǎn)易熱機(jī)模型。蒸汽機(jī)內(nèi)燃機(jī)汽輪機(jī)噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)一、項(xiàng)目分析新課講解內(nèi)燃機(jī)外燃機(jī)2.熱機(jī)分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)熱機(jī)按工作方式分為外燃機(jī)和內(nèi)燃機(jī)，按燃料分為汽油機(jī)和柴油機(jī)。不同分類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)反映了熱機(jī)在結(jié)構(gòu)和性能上的差異。新課講解1.熱源可以是什么？2.工作物質(zhì)是什么？3.工作物質(zhì)在什么容器中工作？4.如何將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？通過(guò)什么裝置實(shí)現(xiàn)？5.如何使獲得更多的機(jī)械能？我們要制作一臺(tái)熱機(jī)模型，需要考慮哪些問(wèn)題？熱源可以是酒精燈、蠟燭、燃?xì)狻⒚簹獾?。水沸騰后產(chǎn)生的水蒸氣。比較堅(jiān)固的金屬容器中，例如易拉罐、鐵罐等。在容器外插一細(xì)管，使水蒸汽通過(guò)細(xì)管?chē)姵?，然后使?xì)管口對(duì)著汽輪機(jī)，推動(dòng)汽輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)。容器的容器要大一些，熱源的熱值也要大一些等。新課講解不同類(lèi)型的蒸汽機(jī)及早期蒸汽機(jī)的結(jié)構(gòu)圖。希羅汽轉(zhuǎn)球紐可門(mén)蒸汽機(jī)瓦特改良蒸汽機(jī)史蒂芬孫?發(fā)明的蒸汽機(jī)車(chē)富爾頓發(fā)明輪船蒸汽機(jī)新課講解請(qǐng)根據(jù)自己的設(shè)計(jì)，制作一個(gè)簡(jiǎn)易的熱機(jī)模型。下面展示的是一個(gè)簡(jiǎn)易的汽輪機(jī)模型，供參考。二、項(xiàng)目實(shí)施準(zhǔn)備以下材料:一個(gè)空易拉罐，一支去掉筆芯和尾塞的中性筆，一臺(tái)小風(fēng)扇，一個(gè)酒精燈。①取一個(gè)空易拉罐，根據(jù)易拉罐的形狀抽作支架；②向易拉罐內(nèi)注入大約半罐水，將筆的尖端朝外，另一端插入易拉罐內(nèi)，用膠將罐的開(kāi)口處密封；③將易拉罐放在支架上，筆的尖端對(duì)準(zhǔn)小風(fēng)扇的扇葉，點(diǎn)燃易拉罐下方的酒精燈，罐內(nèi)的水蒸汽通過(guò)筆芯噴出，推動(dòng)風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)。新課講解當(dāng)點(diǎn)燃易拉罐下方的酒精燈加熱罐內(nèi)的水時(shí)，會(huì)產(chǎn)生以下現(xiàn)象：蒸汽噴出：易拉罐中的水受熱沸騰，汽化產(chǎn)生大量水蒸氣，蒸汽從插入罐體的中性筆尖（開(kāi)口端）高速?lài)姵觥?dòng)能轉(zhuǎn)化：噴出的蒸汽具有一定動(dòng)能，直接沖擊對(duì)準(zhǔn)筆尖的小風(fēng)扇扇葉，使其迅速轉(zhuǎn)動(dòng)。能量轉(zhuǎn)化體現(xiàn)：蒸汽的熱能（內(nèi)能）通過(guò)推動(dòng)扇葉轉(zhuǎn)化為機(jī)械能（動(dòng)能）。新課講解酒精燈使用規(guī)范：點(diǎn)燃酒精燈時(shí)禁止直接對(duì)罐體加熱，應(yīng)保持距離罐底2-3cm均勻加熱。禁止向點(diǎn)燃的酒精燈內(nèi)添加酒精，需熄滅冷卻后再補(bǔ)充。酒精燈熄滅時(shí)用燈帽蓋滅，不可用嘴吹滅。加熱與蒸汽防護(hù)：注水量不超過(guò)易拉罐容積的1/2，避免沸騰時(shí)水溢出或蒸汽壓力過(guò)大。加熱過(guò)程中禁止觸碰罐體、筆管或支架（高溫燙傷風(fēng)險(xiǎn)）。蒸汽噴出時(shí)勿直視噴口，避免高溫蒸汽灼傷眼睛或面部。新課講解三、展示交流1.各小組展示交流制作的熱機(jī)模型，看哪一個(gè)小組設(shè)計(jì)的作品運(yùn)行更加流暢，制作精細(xì)，更有創(chuàng)意。全班同學(xué)打分，分別評(píng)出優(yōu)秀作品。2.展示交流制作過(guò)程中遇到的困難，是怎樣處理的？還可以怎樣優(yōu)化設(shè)計(jì)。3.你們小組制作簡(jiǎn)易熱機(jī)的缺點(diǎn)是怎樣的？4.自制簡(jiǎn)單熱機(jī)和真實(shí)熱機(jī)有什么區(qū)別？新課講解例題1人類(lèi)最早發(fā)明的熱機(jī)是(

A

)A.蒸汽機(jī)B.內(nèi)燃機(jī)C.噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)D.火箭發(fā)動(dòng)機(jī)新課講解解析：蒸汽機(jī)（A）是歷史上最早被發(fā)明并大規(guī)模應(yīng)用的熱機(jī)。內(nèi)燃機(jī)（B）：19世紀(jì)中后期（如奧托循環(huán)汽油機(jī)，1876年）。噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)（C）：20世紀(jì)（1937年首次成功試飛）?；鸺l(fā)動(dòng)機(jī)（D）：20世紀(jì)（現(xiàn)代液體燃料火箭，1926年）。結(jié)論：蒸汽機(jī)是熱機(jī)發(fā)展的起點(diǎn)，早于其他類(lèi)型的熱機(jī)。新課講解例題2關(guān)于四沖汽油機(jī)的工作沖程，下列說(shuō)法正確的是(

C

）A.

吸氣沖程：只吸入空氣B.

壓縮沖程：缸內(nèi)溫度降低C.

做功沖程：氣體推動(dòng)活塞做功D.

排氣沖程：內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能新課講解解析：選項(xiàng)A：錯(cuò)誤。四沖程汽油機(jī)在吸氣沖程中吸入的是空氣與汽油的混合氣體選項(xiàng)B：錯(cuò)誤。壓縮沖程中，活塞壓縮混合氣體，外界對(duì)氣體做功，導(dǎo)致氣體內(nèi)能增加，溫度升高。選項(xiàng)C：正確。做功沖程中，火花塞點(diǎn)燃?jí)嚎s后的混合氣體，高溫高壓氣體膨脹，推動(dòng)活塞向下運(yùn)動(dòng)，將內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。這是熱機(jī)唯一對(duì)外做功的沖程。選項(xiàng)D：錯(cuò)誤。排氣沖程中，活塞上行排出廢氣，此過(guò)程需要消耗飛輪的機(jī)械能（無(wú)能量轉(zhuǎn)化），而內(nèi)能→機(jī)