第2章 改变世界的热机【章末复习】--2025-2026学年2024教科版物理九年级全册教学同步课件 23页ppt

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章末复习
第2章 改变世界的热机
教科2024版物理九年级全册【精做课件】
授课教师：********
班 级：********
时 间：********
第 2 章 改变世界的热机章末复习教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
学生能够精准阐述热机的定义、工作原理，熟练说出热机的四个冲程（吸气冲程、压缩冲程、做功冲程、排气冲程），明确每个冲程中活塞、气门的运动状态以及能量转化情况。
全面掌握内燃机（汽油机和柴油机）的结构特点，准确区分二者在构造、点火方式、工作过程等方面的异同点。
深入理解热机效率的概念，熟练运用热机效率的计算公式进行相关计算，清晰认识提高热机效率的方法和意义。
熟悉热机在生活和工业中的常见应用，了解热机对环境产生的影响，包括废气污染、噪声污染等，知晓减少污染的措施。
（二）过程与方法目标
通过对热机知识的系统梳理和总结，培养学生归纳整合知识的能力，引导学生构建完整的热机知识体系，提升学习效率和知识运用能力。
在分析热机工作过程和计算热机效率的过程中，锻炼学生的逻辑思维能力和分析推理能力，使学生学会运用物理原理分析实际问题。
通过对热机应用和环境影响的探讨，培养学生从生活现象中提取物理信息、运用物理知识解决实际问题的能力，增强学生的实践应用能力。
（三）情感态度与价值观目标
激发学生对热机知识的学习兴趣和探索欲望，让学生感受到热机在人类社会发展中的重要作用，培养学生对物理学科的热爱。
引导学生关注热机对环境造成的影响，增强学生的环保意识和社会责任感，鼓励学生积极思考改善热机性能、减少污染的方法。
在小组合作学习和讨论交流中，培养学生的团队协作精神和沟通交流能力，让学生学会尊重他人观点，共同解决学习中的问题。
二、教学重难点
（一）教学重点
热机的工作原理和四个冲程的特点及能量转化。
汽油机和柴油机的结构特点与工作过程的异同。
热机效率的概念、计算及提高热机效率的方法。
（二）教学难点
深入理解热机工作过程中各冲程的能量转化过程，尤其是压缩冲程和做功冲程中机械能与内能的相互转化。
熟练运用热机效率公式进行复杂的计算，理解热机效率在实际应用中的意义和限制。
综合分析热机在不同工况下的工作表现以及对环境影响的多方面因素，提出合理的改进措施。
三、教学方法
讲授法：系统讲解热机的核心知识和重点内容，帮助学生明确知识要点，构建清晰的知识框架。
讨论法：组织学生进行小组讨论，针对热机工作过程的细节、热机效率的影响因素等易混淆或复杂的问题展开交流，促进学生之间的思想碰撞，加深对知识的理解。
练习法：通过精选典型例题和练习题，让学生进行针对性训练，巩固所学知识，提高解题能力和应用知识解决实际问题的能力。
演示法：利用多媒体课件、动画视频等展示热机的工作过程、结构特点，增强教学的直观性，帮助学生理解抽象知识；也可展示热机应用场景和污染现象的图片、视频，加深学生的感性认识。
对比归纳法：将汽油机和柴油机进行对比，归纳总结它们在结构、工作过程、性能特点等方面的异同，引导学生对热机知识进行归纳总结，梳理知识之间的逻辑关系，使知识系统化、条理化。
四、教学过程
（一）知识梳理（15 分钟）
热机的定义与工作原理
通过提问引导学生回顾热机的定义，即热机是利用内能来做功的机器。结合生活中汽车发动机、蒸汽机等实例，让学生分析热机如何将燃料燃烧释放的内能转化为机械能，强化对热机工作原理的理解。
利用多媒体动画演示热机的四个冲程，让学生观察每个冲程中活塞的运动方向、气门的开闭状态，回顾各冲程的能量转化情况。组织学生分组讨论，用自己的语言描述四个冲程的工作过程，教师进行点评和总结，强调做功冲程是内能转化为机械能，压缩冲程是机械能转化为内能。
内燃机的结构与异同
展示汽油机和柴油机的结构图片，引导学生回顾二者的主要结构部件，如气缸、活塞、曲轴、气门、火花塞（汽油机）、喷油嘴（柴油机）等，让学生说出各部件的作用。
用对比表格的形式，带领学生填写汽油机和柴油机在构造、点火方式、吸入物质、工作过程特点等方面的异同点。例如，构造上汽油机有火花塞，柴油机有喷油嘴；点火方式上汽油机是点燃式，柴油机是压燃式等。通过对比，加深学生对两种内燃机的认识。
热机效率
复习热机效率的概念，强调热机效率是用来做有用功的那部分能量与燃料完全燃烧放出的能量之比。结合公式\(\eta=\frac{W_{ }}{Q_{ }}\times100\%\)，讲解公式中各物理量的含义，通过简单的计算示例，如已知某热机做有用功\(1000J\)，燃料完全燃烧放出\(2000J\)的热量，求热机效率，让学生掌握热机效率的计算方法。
组织学生讨论提高热机效率的方法，引导学生从减少热量损失、使燃料充分燃烧、减小摩擦等方面进行思考，教师进行总结归纳，联系实际生活和工业生产，说明提高热机效率的重要意义。
热机的应用与影响
让学生列举生活和工业中热机的应用实例，如汽车、轮船、飞机的发动机，火力发电厂的蒸汽机等，讨论热机在推动社会发展中的重要作用。
展示热机对环境造成污染的图片和视频资料，引导学生分析热机产生的废气（如一氧化碳、二氧化碳、氮氧化物等）和噪声对环境和人类健康的危害，探讨减少污染的措施，如安装尾气净化装置、使用清洁能源等，增强学生的环保意识。
（二）重点知识突破（20 分钟）
热机冲程的能量转化
选取典型例题，如 “在热机的工作过程中，下列说法正确的是（ ）A. 吸气冲程中，内能转化为机械能；B. 压缩冲程中，机械能转化为内能；C. 做功冲程中，机械能转化为内能；D. 排气冲程中，内能转化为机械能”，让学生分析每个选项，结合动画演示再次回顾各冲程的能量转化，强化学生对这一重点知识的掌握。
组织学生进行小组竞赛，教师提出关于热机冲程的问题，如 “当热机的活塞向下运动，进气门打开，排气门关闭时，热机处于什么冲程？该冲程的能量转化是怎样的？”，各小组抢答，激发学生的学习积极性，加深对冲程特点和能量转化的理解。
热机效率的计算与应用
讲解复杂的热机效率计算例题，如 “某汽车发动机的功率为\(20kW\)，热机效率为\(25\%\)，行驶\(100km\)消耗汽油\(10kg\)，求汽车行驶的速度和汽油的热值（汽油的密度为\(0.7 10^{3}kg/m^{3}\)）”。引导学生分析题目中的已知条件和所求问题，理清解题思路，根据功率公式、热机效率公式、燃料完全燃烧放热公式等逐步进行计算，规范解题步骤和格式，提高学生运用公式解决实际问题的能力。
组织学生讨论热机效率在实际生活中的应用和限制，如为什么汽车发动机的热机效率很难达到\(100\%\)，在不同工况下热机效率会如何变化等，让学生深入理解热机效率的实际意义。
内燃机的对比与分析
展示一些包含汽油机和柴油机工作过程细节的图片或视频片段，让学生分组观察并分析二者在工作过程中的不同之处，如压缩比的差异、燃烧过程的特点等，每个小组派代表发言，教师进行点评和总结，加深学生对两种内燃机工作过程的理解。
提出一些综合性问题，如 “如果要设计一款适合小型轿车的发动机，选择汽油机还是柴油机更合适？为什么？”，引导学生从动力性能、燃油经济性、环保性能等多个方面进行分析和比较，培养学生综合运用知识解决实际问题的能力。
（三）综合练习与讲解（20 分钟）
课堂练习：发放精心设计的综合练习题，涵盖选择题、填空题、简答题和计算题等多种题型，题目难度循序渐进，全面考查学生对本章知识的掌握情况。例如：
选择题：下列关于热机的说法正确的是（ ）
A. 热机都是使用汽油作为燃料
B. 热机的效率可以达到\(100\%\)
C. 热机的四个冲程中，做功冲程是将内能转化为机械能
D. 热机的压缩冲程是将内能转化为机械能
填空题：柴油机的点火方式是______，它在吸气冲程中吸入气缸的物质是______；某热机做有用功\(5000J\)，燃料完全燃烧放出\(8000J\)的热量，则该热机的效率是______。
简答题：简述热机对环境造成的主要污染有哪些？可以采取哪些措施减少这些污染？
计算题：某型号汽车发动机的额定功率为\(6 10^{4}W\)，在水平路面上匀速行驶时受到的阻力是\(1800N\)。在额定功率下，当汽车匀速行驶时，求：（1）发动机所提供的牵引力大小；（2）行驶速度的大小；（3）行驶\(5min\)牵引力所做的功；（4）若该汽车发动机的热机效率为\(30\%\)，则行驶\(5min\)消耗汽油多少千克？（汽油的热值\(q = 4.6 10^{7}J/kg\)，结果保留两位小数）
讲解与分析：学生完成练习后，教师进行详细讲解。对于选择题，分析每个选项的正确与否，讲解相关知识点；对于填空题，强调答题的准确性和规范性；对于简答题，展示学生的答案，点评回答的完整性和准确性，引导学生全面、准确地回答问题；对于计算题，引导学生回顾解题思路，强调公式的正确运用和计算的准确性，规范解题过程，对学生容易出错的地方进行重点讲解。
（四）课堂小结（5 分钟）
知识总结：与学生一起回顾本章的重点知识，包括热机的工作原理、四个冲程、内燃机的结构与异同、热机效率以及热机的应用与影响等，强化学生对知识的整体印象。
方法归纳：总结学习本章知识的方法，如通过对比理解汽油机和柴油机的异同，运用公式进行热机效率计算时要理清各物理量之间的关系等，帮助学生掌握学习物理知识的有效方法。
学习建议：鼓励学生在课后对本章知识进行查漏补缺，多做练习题巩固所学内容，遇到问题及时与同学交流或向老师请教；同时，引导学生关注生活中的热机应用和环保问题，将物理知识与实际生活紧密联系起来。
（五）作业布置（5 分钟）
书面作业：布置教材中的复习题和适量的课外拓展练习题，要求学生认真书写解题过程，规范答题格式，进一步巩固课堂所学知识。
实践作业：让学生观察生活中常见的热机设备（如摩托车发动机、小型发电机等），查阅相关资料，了解其工作原理和性能特点，写一篇简单的观察报告，下节课进行分享和交流。
五、教学反思
在本次复习教学过程中，密切关注学生对知识的掌握程度和课堂练习的完成情况，通过学生的反馈及时发现学生存在的薄弱环节和知识漏洞。针对学生在热机冲程能量转化理解、热机效率计算和内燃机对比分析等方面出现的问题，分析教学中存在的不足，思考改进教学方法和策略。例如，对于理解困难的学生，增加动画演示和实例讲解；对于计算易出错的学生，设计专项计算练习进行强化训练。同时，总结复习课教学中知识梳理、练习讲解等环节的经验，为今后的复习教学提供参考，不断提高复习教学的效果和质量。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
内能
机械能
内燃机
汽油机
柴油机
机械
内
内
机械
所用燃料完全燃烧释放的热量
减小内能损失
知识点1 热机
1. 下列关于热机的说法中，正确的是( )
A
A. 只有做功冲程是燃气对外做功
B. 做功冲程将机械能转化为内能
C. 热机常用水做冷却液，是因为水的沸点高
D. 汽油机和柴油机的点火方式相同
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2.如图所示为汽油机的______冲程，若该单缸四冲程汽油机
内对外做功20次，则汽油机转速为_______ 。
压缩
2 400
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考点2 热机效率
3. ［2024·广州期中］如图是
某汽油机的主要能量流向和相
关参数图，下列说法正确的是
( )
A
A. 有用机械能所占比例最大
B. 废气带走的能量占比为
C. 该汽油机的效率为
D. 减少机械摩擦不能提高汽油机效率
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4.“芒种”前后是麦子成熟收割的时间，需要及时把麦子颗粒
归仓。现在很多地方都用联合收割机收割麦子，某收割机的
部分参数如表所示。若收割一块地的麦子，耗时 ,则该收
割机做功___________。已知在此过程中消耗柴油 ，
则该发动机的效率为_____%。 ，最后
一空精确至
37.2
60
发动机效率
72
2 880
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5.混合动力汽车具有节能、低排放等优
点，成为汽车研究与开发领域的重点。
某新型混合动力汽车启动，既可以向车
轮输送能量，又可以给蓄电池充电，所
受阻力与车速的关系如图所示。在某次测试中，蓄电池原本
储存的电能为 ，由内燃机提供能量，汽车以
的速度匀速直线行驶了 ，同时蓄电池的电能比
之前储存的电能增加了 。
（1）若所用燃料的热值为 ，测试过程中消耗
燃料（假设燃料完全燃烧），则放出的总热量是多少？
【解】燃料完全燃烧放出的热量
。
（2）当汽车以 的速度匀速行驶
时，汽车受到的牵引力是多少？
由图像知汽车的速度为 时，汽车
受到的阻力为 ，由于汽车匀速直
线行驶，汽车受到的牵引力和阻力是一对平衡力，所以汽车
受到的牵引力为 。
（3）求内燃机在测试过程中的平均效率。
由 可得汽车行驶的路程
的速度匀速行驶时受到的阻力 ，则克服
阻力做的功 ，
所以内能转化的有用能量为
，由题知，蓄电池增加的电能
，由图像可知，汽车以
，
则内燃机在测试过程中的平均的效率
。
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1.某混合动力汽车启动时，内燃机
不工作，车内蓄电池输出能量；当
高速行驶或蓄电池储存电能过低时，
内燃机启动，既可以向车轮输出能
量，同时又可以向蓄电池充电；当
车辆需要全力加速时，内燃机、蓄
电池可以同时向车轮输出能量。为了保护蓄电池，当电池使
用到剩下最大容量的 停止供电。
（1）如图甲为单缸四冲程汽车内燃
机的各冲程的示意图，一个工作循
环的顺序应为______（填字母），
若飞轮转速为 ，则每秒
对外做功____次，若做一次功
，则汽油机的功率为_______
。
15
15 000
（2）为了提高热机效率，下列途径
中可行的是___（填字母）。
A.尽量使燃料充分燃烧
B.尽量增加热量损失
C.换用热值高的燃料
D.尽量减少输出的有用功
A
（3）汽车在平直公路上匀速行驶
，共消耗汽油 ，所受平均阻
力为 ，若该汽车内燃机的效率为
，汽油完全燃烧放出的热量为
____________ ，最终使蓄电池增加的电
能_____________ 。（忽略蓄电池和电动机的热损失，
， ）
（4） 该车制动减速的过
程中，机械能转化为电能和内能，
转化的电能与内能 之比为
，如图乙是机械能的变化量
与速度变化量 的关系图像，若该
车从 开始减速，转化的电能
12
为，则该车的速度将会减小到____ 。
【点拨】已知转化的电能 与内能
之比为，即 ，转化的
电能为 ，则转化的内能
，
则机械能的变化量
，
据图乙可知，当机械能的变化量是 时，速度变化量
，则该车的速度将会减
小到 。
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