人教版（2024）九年级全册（2024）第4节 跨学科实践：制作简易热机模型优秀ppt课件

这是一份人教版（2024）九年级全册（2024）第4节 跨学科实践：制作简易热机模型优秀ppt课件，共28页。PPT课件主要包含了项目提出，燃油汽车中的汽油机，大型轮船使用的汽轮机，飞机使用的喷气发动机，坦克使用的柴油机，热机的发展历史，项目分析，热机分类标准，项目实施，酒精灯等内容，欢迎下载使用。
3.在模型制作中发现并提出如密封性、效率等关键问题；针对问题自主设计解决方案，规划步骤、选材料和工具；
热机是人们获得动力的重要机械，热机在生产生活中应用十分广泛
　　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。　　今天我们将重温科学家的发明过程，本节课我们也来做科学家，设计制作简易热机模型。
从外燃机到内燃机，再到现代喷气发动机，热机不断发展。每种热机都有其独特的结构和工作原理，适应不同的应用场景。
不同分类标准反映了热机在结构和性能上的差异。
　　通常而言，制作采用燃烧燃料加热水产生蒸汽来做功的外燃机，比制作在封闭缸体内燃烧燃料来做功的内燃机要安全，材料也相对易得，建议优先考虑前者。
3.不同热机的工作原理
①内燃机：以汽油机为例，它的热源是在气缸内的空气和汽油混合物。②外燃机：以蒸汽机为例，其热源在气缸外，燃料燃烧使水变成水蒸气，水蒸气推动活塞运动产生动力，蒸汽机的工作物质是水蒸气。
我们要制作一台热机模型，需要考虑哪些问题。
热源可以是酒精灯、蜡烛、燃气、煤气等。
水沸腾后产生的水蒸气。
比较坚固的金属容器中，例如易拉罐、铁罐等。
3.选择什么样的容器装工作物质?
4.如何将内能转化为机械能?通过什么装置实现?
　　在容器外插一细管，使水蒸汽通过细管喷出，然后使细管口对着汽轮机，推动汽轮机转动。
　　酒精燃烧时将化学能转化为内能，通过热传递将一部分内能转移给水，水的内能增加，温度升高，产生大量水蒸气。水蒸气对纸飞机做功，将内能转化为机械能。
请根据所学的热机知识，自己的设计，制作一个简易的热机模型。
一个空易拉罐，一个去掉笔芯的中性笔，一台小风扇，酒精灯或蜡烛，密封胶，铁丝等。
将水蒸气导出吹到小风扇上
①取一个空易拉罐，用铁丝根据易拉罐的形状抽作支架；②向易拉罐内注入大约半罐水，将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，用密封胶将罐的开口处密封；③将易拉罐放在支架上，笔的尖端对准小风扇的扇叶，点燃易拉罐下方的酒精灯，罐内的水蒸汽通过笔芯喷出，推动风扇转动。
1. 请大家展示自己的热机模型，看看谁的模型制作精细、运行顺畅，更有创意。2. 在展示交流中，谈谈你的热机模型的工作原理 ，以及制作过程中的难点，说一说你在制作过程中的心得体会，想一想在哪些方面还可以做得更好。
3. 在条件允许情况下，老师可组织对学生制作的热机模型科学性、艺术性等综合评价，并提出改进意见。
1.随着科技发展，热机是人们获得动力的重要机械，汽车走入寻常百姓家，燃烧______的是汽油机，大型轮船和飞机有的使用柴油作为燃料，是______机，而早年燃烧煤炭的火车使用的是______机。热机在生产生活中非常重要，如果我们能尝试制作一个热机模型，就可以更好地了解热机是利用燃料燃烧获得的____能转化为______能的机器。
2.汽油机属于内燃机，它的工作物质是气缸内的_____________的混合物。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，蒸汽机的燃烧室在汽缸外，属于外燃机。
空气与汽油
3.燃料燃烧后加热水产生水蒸气，通常实验室用________作热源；
4.用可以密封的易拉罐加热水，类比家用高压锅，开小孔后蒸汽喷出，可以推动高压阀运动，此时工作物质是________；实现____能转化为______能；
5.如图是小红设计的模型方案，其中蒸汽对着风车吹动，存在的不安全因素是_________________，改进方法是______________________，蒸汽烫伤比开水烫伤还要严重，原因是____________________。
将风车固定在铁架台上
6.实验器材：易拉罐、剪刀、一支去掉笔芯和尾塞的中性笔、水、密封胶、一小块泡沫、一台小风扇、一个酒精灯。
实验步骤：（1）在易拉罐的底部开一小孔，将笔的尖端朝外，另一端插入易拉罐内，如图所示。（操作过程中要注意安全）
（2）在易拉罐内加入少量的水。
（3）用一小块泡沫和密封胶，将易拉罐的口封住。将易拉罐平放在支架上，且保证留着喷气的中性笔位于罐子靠____（填“上”或“下”）部分。
（4）将风扇平放在支架上，中性笔的尖端正对风扇扇叶__________（填“中心”或“中心偏上”），点燃酒精灯加热易拉罐，观察到水______后有“白气”
喷出，风扇转动，看到的“白气”是________（填“水蒸气”或“小水滴”），此时内能______（填“减小”或“不变”），同时扇叶温度升高，是通过________方式改变内能的，注意防止烫伤。
7.小明在易拉罐的侧壁的同一高度，用剪刀开3个小孔，小孔的开口方向要向同一侧，如图（a）所示，用细线吊起易拉罐，在煤气灶上加热，如图（b）所示。当水沸腾后，你观察到____________的现象，从力与运动关系分析，其原因是________________________________________________，从能
水蒸气喷出后产生反作用力，改变了罐子的运动状态
量转化角度分析，原因是__________________。
（填“升高”或“降低”），汽油机_______冲程也会发生同样的能量转化。
10.在如图所示的“制作汽油机模型”实验中，厚壁有机玻璃圆筒内底部装有两根与静电起电机相连接的放电针。
（1）将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机。如果观察到放电
针放电，汽油燃烧，软木塞被高温高压的气体______，即可模拟四冲程汽油机工作时的______冲程。
【点拨】将适量的汽油喷入筒内，用软木塞塞住筒口，摇动起电机；当放电针放电时，汽油燃烧，圆筒内气体的内能增加，气体对软木塞做功，软木塞被高温高压的气体冲出，可模拟四冲程汽油机工作时的做功冲程。
（2）实验时若发现起电机装置不能工作，可用火柴替代放电针。为了点燃圆筒内的火柴，可用____________________会聚太阳光使其被点燃。
【点拨】因为凸透镜、凹面镜对光线有会
聚作用，所以为了点燃圆筒内的火柴，可用凸透镜或凹面镜会聚太阳光使其被点燃。