高中物理选修1-2《热机的发展与应用之第一次工业革命》
一、热机的发展与应用-人教版选修1-2教案
一、热机的发展与应用-人教版选修1-2教案1. 热机简介热机是利用热能向机械能的转换装置。
在热机中，热能通过饱和蒸汽、热量和其他流体传输到热机中，使得机器工作。
热机分为内燃机、蒸汽机、液压机等多种类型，它们在不同的应用领域发挥着不同的作用。
2. 热机的历史人类利用火的历史很早，但是真正开始探索热机的发展却要追溯到17世纪。
当时著名科学家瓦特发明了蒸汽机，开创了人类利用热机的先河。
蒸汽机的发明在当时造成了轰动的效应，也同时催生了现代工业的发展。
在经过长时间的探索和研究后，人类又发明了汽油机、柴油机等不同类型的热机。
3. 热机的应用热机的应用非常广泛。
从机械工业到航空、航天领域、从交通运输到农业业，热机都有着不可替代的作用。
例如，内燃机广泛应用于汽车、摩托车、拖拉机等交通工具中；蒸汽机被应用于原油开采、发电、煤矿采掘等许多重要的行业中。
除此之外，热机还在实验室、科学研究等领域中发挥着重要的作用。
实验室中常用的试验设备中，就有许多是基于热机原理来设计的。
4. 热机的发展趋势在当今社会，热机的发展日益得到重视。
由于能源问题日益突出，人们对热机的研究开发变得越发迫切。
当前研究的焦点不仅在于提高热机效率，同时也在于尽量减小热机对环境的污染。
因此，热机的发展趋势是要实现低碳、节能、环保的目标。
目前，许多新型热机正在被研发，例如太阳能热机、生物能热机等，它们在提高能源利用率、降低人类对环境的影响上具有广阔的应用前景。
5. 总结热机的发展历程长久，各种类型的热机在不同领域的应用也非常广泛。
随着社会经济的发展和能源问题日益突出，热机的研究开发将变得越来越重要。
未来的热机将会致力于实现低碳、节能、环保的目标，对人类的生活和社会发展做出贡献。
一、热机的发展与应用-人教版选修1-2教案
一、热机的发展与应用热机的定义热机是一种能够将热能转换成机械能的机器。
包括于此类别的机器有蒸汽机、内燃机、汽车发动机等。
热机的发展历史热机的发展历史可以追溯至古代希腊时期。
但是，第一台真正意义上的热机被认为是由法国工程师丹尼尔·贝尔森发明的蒸汽泵。
此后，蒸汽机得到了不断的改进和优化，重要的里程碑包括：•1712年，新喀里多尼亚汤姆·纽科门发明了第一台实用的蒸汽机。
•1765年，苏格兰工程师詹姆斯·瓦特对蒸汽机进行了重大改进，使得蒸汽机的效率大为提高，从而推动了英国工业化的进程。
•19世纪末期，随着内燃机的发明和广泛应用，热机逐渐被分为蒸汽机和内燃机两大类别。
•近年来，随着科技的不断发展，新型热机如核能发电机、太阳能发电机以及燃料电池也相继问世。
热机的应用热机被广泛应用于各个领域，例如：工业工业生产过程中需要大量的能源，热机可以用来驱动发电机向生产线供电，驱动工具和设备等。
交通内燃机驱动的汽车、飞机、火车等都是热机的应用范畴，内燃机在驱动交通工具的同时，也被用于驱动发电机为车内供电。
发电发电厂需要大量的能源，在这些厂房中，热机被广泛应用于发电中。
通过使用热能驱动发电机，可以大量产生电能供应各个领域的需求。
家庭家庭中有热水器、暖气设施等，这些设备中也包含着热机。
通过热机，家庭中可以得到热水，暖气等基本能源供应。
总结热机是人类工业和生活中不可或缺的能源转化工具之一，经历了几个世纪的进化和改进，广泛应用于各个领域。
虽然现在新型能源正逐步兴起，但热机的引领作用依然不可替代。
粤教版高中物理选修1-2第四章能源与社会发展第二节第一次工业革命(2).doc
高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）2 第一次工业革命1、下列关于热机的意义说法中正确的有（）A、现代社会离不开热机B、由热机推动的汽车、火车等已经成为人类社会不可缺少的交通运输工具C、核能发电不需要利用热机原理来实现D、现代信息社会已经不需要热机2、蒸气机技术的不断进步，推动了热力学理论的建立。
下列说法中正确的是（）A、在瓦特蒸气机被广泛应用的年代，人们还以为热量是一种被称为“热质”的物质微粒B、伦福德猜想热的本质是机械运动，而不是“热质”C、焦耳等人建立了能量守恒定律D、开尔文、克劳修斯等建立了热力学第二定律3、下列事例中利用热传递改变内能的是（）A．太空中的陨石，坠入地球大气层，成为流星B．从滑梯上滑下时，臀部有灼热的感觉C．冬天手冷时，搓搓手就暖和了D．夏天，广场上的石凳因太阳照射而发烫4、关于温度、内能、热量三者之间的关系，下列说法正确的是（）A．温度高的物体，内能一定大B．物体温度升高，一定吸收了热量C．物体吸收了热量，温度一定升高D．物体温度升高，内能一定增加5、下列说法中正确的是（）A．有些物体分子在不停地运动，有些物体分子则是静止不动的B．一个物体的内能增加了一定是由于吸收了热量C．物体与外界不发生热交换时，对物体做功，物体的内能会增加D．巨大的冰山没有内能6、下列现象中，属于内能转化为机械能的是（）A.用打气筒打气，气筒壁发热B.锯木头时，锯条发热C.用电熨斗烫衣服，电熨斗发热D.被点燃的冲天炮腾空而起7、讨论汽车的广泛使用对社会产生的影响以及带来的社会问题。
参考答案：1、AB2、ABCD3、D4、D5、C6、D7、略。
教科版高中物理选修1-2：蒸汽动力技术及第一次工业革命
瓦特对蒸汽机改进的重大贡献
二、瓦特的重大贡献
2.改单向作用 为双向作用
瓦特对蒸汽机改进的重大贡献
二、瓦特的重大贡献
3.改直线往返运动 为旋转运动
蒸汽机的广泛应用
一、生产行业广泛采用蒸汽动力
蒸汽机的广泛应用
二、工业及运输业的飞跃发的技术体系的建立
许多书上都提到瓦特 发明了蒸汽机，这种 提法对不对？为什么？
瓦特（J.Watt,1736-1819英国发明家）
瓦特对蒸汽机改进的重大贡献
二、瓦特的重大贡献
1.分离冷凝器 瓦特在布莱克的帮 助下，对纽可门的 蒸汽机进行了认真 分析，找到了纽可 门热机效率不高的 原因。
瓦特对蒸汽机改进的重大贡献
二、瓦特的重大贡献
运输技术
农 副 采冶 产 矿炼 品 技技 加 术术 工 技 术
蒸汽动力技术
食造 化 品纸 工 技技 技 术术 术
机械制造技术
金纺木
属织材
加技加
工术工
技
技
术
术
第一次工业革命
二、第一次工业革命对世界经济发展的作用
1784年，瓦特“万能原动机”投入应用。 1784年~1850年，第一次工业革命期间，生产效 率、工业经济、城市人口、交通运输、国际贸易等 迅猛发展。
谢谢
第1节 蒸汽动力技术与第一次 工业革命
学习目标
1．了解瓦特对蒸汽机改进的重大贡献。 2．了解蒸汽机的广泛应用。 3. 了解第一次工业革命的意义
瓦特对蒸汽机改进的重大贡献
一、前人的工作
1695年，法国物理学家巴本研制出第一 台蒸汽机。 1698年，英国工程师塞维利取得了第一 个蒸汽机发明专利。 1705年，英国技师纽可门经过改进，发 明了一台具有实用价值的蒸汽机。
最新人教版高中物理选修1-2第四章《热机的发展和应用》自主广场
自主广场我夯基我达标1.英国工业革命开始的标志是（）A．1765年哈格里夫斯发明珍妮纺纱机B．1785年瓦特改良蒸汽机C．1779年克隆普顿发明骡机D．1733年凯伊发明飞梭思路解析：英国工业革命开始的标志是珍妮纺纱机，然后是凯伊发明飞梭，再后是克隆普顿发明骡机，生产效率大大提高，导致了以蒸汽动力为核心的革命.答案：A2.英国工业革命最早开始的部门是（）A．毛纺织业B．棉纺织业C．丝纺织业D．机器制造业思路解析：第一次工业革命是从棉纺织业开始的.答案：B3.第一次工业革命生产力发展的标志是（）A．瓦特蒸汽机的制成和推广B．电力工业和电讯业的产生与发展C．工场手工业代替简单协作的过程D．手工操作向机器生产的过渡思路解析：第一次工业革命瓦特蒸汽机的制造和推广大大地提高了生产力.答案：A4.新型蒸汽机的问世，使蒸汽机作为单一的工作机械变成了由_________、__________和__________三个环节构成的机器体系.思路解析：新型蒸汽机的产生使单一的工作机械变成了三个环节构成的机器体系，形成了以蒸汽动力为核心的综合技术群.答案：动力机传动机构工作机5.1733年，英国机械师凯伊发明了___________，使织布效率提高.1765年英国木工哈格里夫斯发明了能带动十几个锭子的_________，使织布效率提高了十几倍，从而导致了工业革命. 思路解析：考查了工业革命开始时的标志性发明.答案：飞梭珍妮织布机6.蒸汽机是一种“外燃机”，总要有庞大的锅炉来完成化学能向内能的转化，这就决定了它的效率不会很高，因此在1876年德国工程师奥托试制成功了世界上第一台_____________，人类有了效率更高的热机.思路解析：动力革命的不断进行，工业生产和生活需要更好的热机内燃机的诞生.答案：煤气内燃机7.___________年，瓦特改良型____________的投入使用，大大推动了机器的普及和使用.思路解析：瓦特在前人研究的基础上，经过多次的试验在1785年制造出了改良型的蒸汽机，使蒸汽机才有了使用价值.答案：1785 蒸汽机我综合我发展8.在改良蒸汽机被用来带动纺织机器之前，若英国人要开办棉纺厂，那么厂址最好选在（）A.临近铁路的地方B．临近煤矿的地方C. 临近油田的地方D．临近河流的地方思路解析：在瓦特的改良型蒸汽机出现之前，纺织机器是靠水力来驱动的，所以要选择在临近河流的地方.答案：D9.第一次工业革命基本完成的标志是（）A.用机器制造机器B.工业生产实现机械化C.手工工场基本消失D.工业在国民经济中占了主导地位思路解析：动力的革命带动了工业技术的发展，工业生产实现了机械化，用机器制造机器标志着机器制造业的成熟，第一次工业革命基本完成.答案：A我创新我超越10.简述第一次工业革命时的几种主要发明，说明它们的特点和对生产效率的影响，从中理解导致蒸汽机发明的必然性.思路解析：（1）珍妮纺纱机：由哈格里夫斯（约1720～1778）于1765年发明，这是棉纺织业中出现的第一项有深远影响的发明，成为工业革命的起点.（2）水力纺纱机：钟表匠凯伊在木匠海斯的协助下于1768年前后发明，它以水力传动，比珍妮机更省力，效率更高，纺出的纱也比较牢固，但纱比较粗糙.（3）骡机：1779年由塞缪尔·克隆普顿发明.它结合了珍妮纺纱机和水力纺纱机的优点，可以同时带动300～400个纱锭，纺出的纱既细致又牢固.（4）水力织布机：纺纱机发明的不断出现，使纱产量大幅度提高，织布速度明显落后.1785年，埃德蒙·卡特莱特发明了水力织布机，织布速度一下提高了40倍.（5）蒸汽机：早在瓦特之前，就有许多人在尝试着用蒸汽作动力.1698年，托马斯·萨夫里发明了蒸汽唧筒，用以抽干矿井里的水.1705年，T.纽科门在改进萨夫里蒸汽机的基础上，制造了一台大气压力蒸汽机，利用蒸汽冷却时产生的部分真空形成的大气压力作为动能，主要用于矿井抽水.但是，该机存在着明显缺陷，不能作为动力机普遍安装.瓦特在格拉斯哥大学实验室当实验员时，负责修理纽科门蒸汽机，他善于钻研，不断对蒸汽机进行改进.1774年，他发明了一种单动式蒸汽机，获得专利.这种蒸汽机耗煤少，功效比纽科门蒸汽机提高3倍.此后，他又在新的基础上不断改进，终于发明了复式蒸汽机，又称万能蒸汽机.这种蒸汽机突破了人力、畜力、风力和水力作为机器动力的局限性，能够提供可控制的任何强度的动力，在生产中广泛应用，适用于各种工作机.1785年，在诺丁汉舍尔纺纱厂首次安装了瓦特蒸汽机，1789年，瓦特获得专利.瓦特蒸汽机很快普及开来.。
物理选修【1-2】第4章-第1节《热机的发展和应用》ppt课件
作 业
究
【答案】 BCD
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
1．第一次工业革命中最重要的发明是( )
课
A．轮船
B．珍妮纺纱机
当
前
堂
自 主
C．火车机车
D．改良型蒸汽机
双 基
导
达
学
【解析】 18 世纪中叶到 19 世纪，蒸汽机的发明与改 标
课 堂
良，使人类摆脱了对自然力的纯粹依赖，实现了从手工业到
课
互
时
动 探
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
课
【解析】 从工作原理上，蒸汽机是用热来做功，把内 当
前
堂
自 主
能转化为机械能，而并非制造出了能量，任何热机的效率都
双 基
导
达
学 不能达到百分之百．虽然蒸汽机的效率较低，以后被淘汰， 标
课 堂
但在当时对社会的发展是起了非常重大的推动作用的．故 B、 课
互
时
动 探
C、D 正确．
课 堂
船下水．到 20 世纪 70 年代初，全球商队轮船中已有 80%是
课
互
时
动 探
由柴油机驱动的.1903 年美国莱特兄弟驾驶由内燃机发动的
作 业
究
飞机首次飞上了天空．
菜单
新课标 ·物理 选修1-2
(2)内燃机一出现很快就开始取代畜力成为农业生产
课
的动力．自 1910 年拖拉机成批生产以来，它的使用又促 当
双 基
导
达
学 动机和工作机三个环节构成的机器体系．于是，以蒸汽机为 标
课 堂
先导，以机器制造业为关键，它们带动了采矿、冶金、化工、 课
高中物理人教版选修1-2教案-热机的发展和应用_教学设计_教案_2
教学准备1. 教学目标教学目标（一）知识与技能1．通过观察、分析内能转化为机械能的实验，知道热机的概念，初步了解其工作原理。
2．借助于模型、挂图和动画视频，了解汽油机和柴油机的构造和工作过程。
（二）过程与方法通过了解汽油机和柴油机的构造和工作过程，利用对比的方法来认识这两种内燃机的异同点。
（三）情感态度和价值观通过阅读“现代汽车”，了解内能的利用对人类社会发展的重要意义。
2. 教学重点/难点重点：了解四冲程汽油机的基本工作原理。
难点：了解四冲程汽油机的基本工作原理。
3. 教学用具4. 标签教学过程一、创设情景播放超音速汽车，思考汽车是如何获得机械能的？二、引入新课播放蒸汽机、内燃机、喷气发动机、汽轮机等视频。
这些机器在使用时都要使用化石燃料作为能源，燃烧后放出大量的内能，向外输出机械能。
它是如何把内能转化为机械能的呢？生活中还有没有类似的实例？三、新课内容利用内能做功演示实验：利用内能来做功。
利用课本所示的实验装置，利用橡胶塞塞紧试管口，用酒精灯加热试管中的水，观察发生的现象。
请同学来描述实验现象。
塞子为什么会飞出去？它的机械能从哪来的？酒精燃烧释放出热量，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，产生的水蒸气也越来越多，是水蒸气对塞子做功。
为什么在塞子附近会出现“白气”呢？热机你生活中还见过内能转化为机械能的实例吗？人们把各种利用内能做功的机械叫热机。
热机的能量转化是把内能转化为机械能。
生活中还有哪些热机？燃料直接在发动机汽缸内燃烧产生动力的热机，叫做内燃机。
内燃机分为两大类：汽油机和柴油机。
投影汽车和货车的图片。
这些运输工具的心脏就是汽油机和柴油机。
汽油机阅读课本上有关汽油机的内容，思考下列问题：1．四冲程汽油机包括哪些主要部件？2．什么是冲程？3．汽油机一个工作循环有几个冲程？各个冲程的名称分别是什么？4．在四个冲程中，压缩冲程和做功冲程各发生了怎样的能量转化？5．哪个冲程实现了内能转化为机械能，使汽车获得动力？6．如何根据四冲程汽油机的简图判断出冲程的名称？判断的依据是什么？展示汽油机各冲程的挂图。
粤教版高中物理选修1-2第四章能源与社会发展第二节第一次工业革命(1).doc
高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）2 第一次工业革命1、下列关于热机的意义说法中正确的有（）A、农业灌溉、耕种、收割的机器需要热机来带动B、火力发电、核能发电也要利用热机原理来实现C、核能发电不需要利用热机原理来实现D、现代社会离不开热机2、早在1690年法国人就发明了世界上第一部活塞式蒸气机。
这台原始的蒸气机没有多少实用价值，但为后来蒸气机的发展指明了方向。
3、瓦特找到了纽可门蒸气机效率低的原因，发明了与气缸分离的，把活塞的往复直线运动变革为活塞带动连杆和曲轴的转动。
4、热机（如汽车、拖拉机的发动机等）是将燃料的内能转化为机械能的装置，热机的发展和应用推动了社会的快速发展．热机在能的转化过程中不可避免地要损失一部分能量，并且会对环境造成一定程度的污染．请指出热机工作过程中存在的各种形式的能量损失，同时指出可能造成哪些环境污染。
5、春天农民需用水泵缺水灌溉农田，有一水泵铭牌如下：（1）水泵连续正常工作5小时，所做有用功多少J？（2）此水泵总功率为多少？若此水泵用一柴油机带动，假设柴油完全燃烧所释放的内能有40%转化为水泵轴的机械能，则每小时消耗多少kg柴油？(柴油热值按3×107J/ kg计算，g=10N/kg)型号8B13流量300m3/h6、收集有关蒸气机技术在中国应用的历史资料。
7、收集资料，写一篇有关第一次工业革命时期人类在政治、经济、文化、社会等方面的迅猛发展的论文。
参考答案：1、ABD2、巴本3、冷凝器4、热机排出的废气仍有很高的温度，因此要损失一部分内能，另外还有燃烧不充分和克服摩擦要做功等；会造成污染的污染有：（1）尾气排放造成的污染；（2）燃料燃烧排放的烟尘使大气变得十分混浊（粉尘）； （3）废渣污染（未烧尽的残渣）；（4）噪声污染。
5、（1）5h 的抽水量：kg h h m m kg V m 633105.15/3003/100.1⨯=⨯⨯⨯==ρ 抽水机做的有用功：J m kg N kg mgh Gh W 86108.112/10105.1⨯=⨯⨯⨯===有用（2）由总有W W =η，得 J J W W 881025.2%80108.1⨯=⨯==η有总 扬程 12m质量 111kg 效率 80%kW sJ t W P 5.12360051025.28=⨯⨯==总总 （3）水泵1h 做功J J W W 78105.451025.25⨯=⨯==总，因为柴油机完全燃烧放出热量的40%转化为水泵轴的机械能，所以 J m kg J Q W 77105.4%40/103%40⨯=⨯⨯⨯=⨯=，，解得m=3.75kg6、略7、略。
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第一次工业革命的时间及地点
17世纪末，英国资本主义 迅速发展，工场手工业生 产已不能满足市场的需求， 18世纪60年代，英国开始 了大机器代替手工生产的 工业革命
1785年，改良蒸汽机开始用作纺织的动力机，其 他部门随后也广泛使用蒸汽动力。19世纪半叶法、 美、德等国也相继进行了工业革命
从18世纪中叶到19世纪。这场革命实现了从 手工业到机器工业的转变，改变了欧洲资本主 义经济的技术基础。技术革命创造了巨大的生 产力，带来了资本主义的经济繁荣，加剧了资 本主义的自由竞争，同时也加速了自然科学的 发展。历史上，这次工业革命叫做第一次工业 革命
是第 什一 么次 ？工
业 革 命 的 社 会 意 义
人类的生活以农业为基 础转变为以工业为基础， 自给自足的自然经济转 变为生产与消费分离的 市场经济。在工业化的 国家，工业产值都大大 超过农业产值，完成了 从农业社会向工业社会 的过渡
城市的发展促进了科学、 技术、教育、文化事业 的进步。
瓦特改良蒸汽机导致一系列技术革命引起了从 手工劳动向动力机器生产转变。因此蒸汽机的 改良绝对是促成工业革命的原因之一。而蒸汽 机车是一种以蒸汽引擎作为动力来源的铁路机 车，因此若没有蒸汽机的改良便不可能2年 英国人汤姆斯·纽可门获得了稍加改进的蒸汽机的专利权 1733年 凯伊·约翰 飞梭 1765年 詹姆士·哈格里夫斯 珍妮纺纱机 1769年 阿克莱特水力纺机 1769年 瓦特 改良蒸汽机 1778年 约瑟夫·勃拉姆 抽水马桶 1779年 克伦普敦 走锤纺骡 1785年 卡特莱特 动力织机 1796年 塞尼菲尔德 平版印刷术 1802年 詹姆斯·瓦特改进了牛考门蒸汽机，现代蒸汽机成型 1807年 富尔顿蒸汽轮船 1812年 特列维雪克 科尔尼锅炉 1814年 史蒂芬孙蒸汽机车 1815年 汉·戴维 矿工灯 1844年 威廉·费阿柏恩 兰开夏锅炉
蒸汽机车
瓦 特 的 蒸 汽 机 有 什 么 意 义 ？
瓦特
詹姆斯·瓦特（1736年1月19日 — 1819年8月 19日）是英国著名的发明家，是工业革命时的 重要人物。1776年制造出第一台有实用价值的 蒸汽机，在工业上得到广泛应用。他开辟了人 类利用能源新时代，标志着工业革命的开始。
瓦特同志的蒸汽机
学习目标
1.了解第一次工业革命的时间及地点. 2. 什么是第一次工业革命? 3.第一次工业革命有什么意义？ 4. 第一次工业革命的代表性人物是谁？ 5. 此人发明了什么？ 6.第一次工业革命大事记 7.第一次工业革命的社会意义是什么？
第一次工业革命的时间是什么时候? 第一次开始工业革命的国家是哪个？