2019-2020年九年級物理 第十七章 能源與可持續(xù)發(fā)展 一、二、三節(jié)復習教案 人教新課標版授課時間：3 月12 日教學目標一、知識目標1.通過實例了解不同形式的能量2.常識性了解什么是能源；什么是一次能源、二次能源及其特點；什么是不可再生能源、可再生能源及其特點。二、過程和方法通過收集信息、閱讀資料、相互交流，判斷能源與人類生存和社會發(fā)展的說法是否正確，培養(yǎng)學生的觀察能力、初步分析問題和解決問題的能力.三、情感、態(tài)度、價值觀1.從能源問題到能源科學引發(fā)學生的學習興趣和學習欲望。2.通過實踐操作,使同學們養(yǎng)成實事求是的科學態(tài)度和熱愛科學的情感.教學重點能源以及能源的種類教學難點能源以及能源的種類教學準備：掛圖教學過程一、新課導入我們已經(jīng)認識了各種形式的能金屬的冶煉、機器的運轉(zhuǎn)、汽車、火車等交通工具的行駛，都需要能量日常生活中燒飯、取暖、照明等，也需要能量人類生活的一切活動都需要能量二、新課教學1能源凡是能提供能量的物質(zhì)資源叫做能源能源的廣泛使用給人類文明帶來了巨大進步我們生活中利用的這些能量，它們的來源在哪里？或者說，我們利用了哪些種類的能源呢？2能源的種類煤、石油和天然氣是由古代的動植物在長期地質(zhì)變遷中形成的，所以稱為化石能源化石能源是當今人類利用的主要能源我國目前利用的能源中90%以上是煤和石油煤和石油的開采在我國國民經(jīng)濟中占有舉足輕重的地位我國化石能源的儲量盡管豐富，但終究有限，而且開發(fā)利用后不能再生，長期大規(guī)模開采，終有開采完畢之日水能是可以再生的，但可供開發(fā)的水能資源有限，全世界每年可以開發(fā)的水能只占現(xiàn)在能源總需求量的百分之十幾一旦化石能源用完，只靠水能顯然不能滿足需要同學們可能說我們可以用電能要知道電能是由自然界提供的能源轉(zhuǎn)化而來的像化石能源一樣，風能、太陽能、地熱能以及核能，是可以直接從自然界獲得的這些可以從自然界直接獲取的能源，統(tǒng)稱為一次能源其中煤炭、石油和天然氣是當今世界中一次能源的三大支柱，構(gòu)成了全球能源家族結(jié)構(gòu)的基本框架我們使用的電能，無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源包括電力、煤氣、汽油、煤油、焦炭、潔凈煤、激光和沼氣等等人類生活中，還廣泛利用食物等生命物質(zhì)中存儲的化學能這類由生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能生物質(zhì)能是太陽能以化學能形式貯存在生物中的一種能量形式它直接或間接來源于植物的光合作用地球上的植物進行光合作用所消費的能量，占太陽照射到地球總輻射量的0.2%這個比例雖不大，但絕對值很驚人，光合作用消費的能量是目前人類能源消費總量的40倍可見，生物質(zhì)能是一個巨大的能源人類和動物從植物或其他動物獲取生物質(zhì)能以維持生命化石能源、核能會越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充，所以它們屬于不可再生能源而水的動能、風能、太陽能、生物質(zhì)能，可以在自然界里源源不斷地得到，所以它們屬于可再生資源實際上，自然界提供的能源我們還沒有充分利用化石能源、水能、風能都是來源于太陽的輻射能即太陽能化石能源可以用完，但太陽能可以說是取之不盡的自然界存在的潮汐能、地熱能也還沒有充分利用隨著人類日益深入地認識自然，上世紀還發(fā)現(xiàn)了核能開發(fā)和利用新能源，特別是核能和太陽能，是解決問題的主要出路太陽把地面和空氣曬熱，太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能曬熱的空氣上升，空氣流動形成風，又轉(zhuǎn)化為風能太陽把水面和地面曬熱，并使一部分水蒸發(fā)，蒸發(fā)的水汽升到空中形成云，以雨、雪的形式落下來，流入江河，太陽能轉(zhuǎn)化為水能植物吸收太陽能，發(fā)生光合作用，太陽能轉(zhuǎn)化為植物的化學能植物作為食物被動物吃掉，又轉(zhuǎn)化成動物的化學能古代的動植物在地質(zhì)變遷中變?yōu)槊?、石油、天然氣，轉(zhuǎn)化為這些燃料的化學能三、小 結(jié)：本節(jié)主要學習了哪些知識？四、板書設(shè)計：第一節(jié) 能源家族一、能源的概念：凡是能提供能量的物質(zhì)資源叫做能源二、能源的分類：1、一次能源:從自然界直接獲取的能源，統(tǒng)稱為一次能源如：風能、太陽能、地熱能以及核能等。2、二次能源：無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源包括電力、煤氣、汽油、煤油、焦炭、潔凈煤、激光和沼氣等等3、生物質(zhì)能：人類生活中，還廣泛利用食物等生命物質(zhì)中存儲的化學能這類由生命物質(zhì)提供的能量稱為生物質(zhì)能三、可再生能源與不可再生能源化石能源、核能會越用越少，不可能在短期內(nèi)從自然界得到補充，所以它們屬于不可再生能源而水的動能、風能、太陽能、生物質(zhì)能，可以在自然界里源源不斷地得到，所以它們屬于可再生資源教學反思：在教學過程中，鼓勵學生敢于發(fā)表自己的見解，與他人合作、交流，培養(yǎng)學生主動與他人合作的精神，勇于放棄或修正自己的錯誤觀點；有利于高學生表達能力，使科學的規(guī)律得以突現(xiàn)，老師則幫助學生體會任何科學認識都來源于科學實踐。通過本課和STS欄目將能源科學與社會、經(jīng)濟、戰(zhàn)爭等問題結(jié)合起來。從而為能源的可持續(xù)發(fā)展問題的引出打下伏筆。通過能源家族中兩種新能源的介紹按照物質(zhì)（物體）的結(jié)構(gòu)能源的形成能源的利用能源的優(yōu)缺點能源與社會。從而為能源的可持續(xù)提供了典型實例。第二節(jié)核能授課時間： 3月14 日教學目標1.知識與技能：了解核能、核裂變和核聚變，知道核能的優(yōu)點和可能帶來的問題。2.過程與方法：通過收集信息、閱讀資料、相互交流，判斷核能與我們的生活的有關(guān)說法是否正確。3.情感、態(tài)度與價值觀目標：初步認識科學及相關(guān)技術(shù)對于人類生活的影響有兩面性。教學重點核聚變、核裂變教學難點核聚變、核裂變的過程。教學準備：鏈式反應(yīng)模型、各種掛圖。教學過程：1.原子、原子核一切物質(zhì)由分子組成，分子又由原子組成。有些物質(zhì)的分子就是一個原子原子十分小，它的直徑不到一個納米。原子由質(zhì)子、中子、電子三種粒子組成質(zhì)子帶正電荷，電子帶負電荷，中子不帶電。質(zhì)子和中子的質(zhì)量比電子大得多，擠在處于原子中心的構(gòu)成非常小的原子核中，就像幾顆豆粒擠在大廣場中央一小塊彈丸之地一樣。2.核能質(zhì)子、中子依靠強大的核力緊密地結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固，要使它們分裂或重新組合是極其困難的但是，一旦使原子核分裂或聚合，就可能釋放出驚人的能量，這就是核能核能是能源家族的新成員，它包括核裂變能和核聚變能兩種主要形式。3.裂變科學家發(fā)現(xiàn)用中子轟擊鈾235（質(zhì)量數(shù)為235的鈾），鈾核會分裂成大小相差不很大的兩部分，這種現(xiàn)象叫做裂變（上圖左）發(fā)生裂變時有核能釋放出來，這時裂變后的產(chǎn)物以很大速度向相反方向飛開，與周圍的分子碰撞，使分子動能增加，轉(zhuǎn)化為物體的內(nèi)能裂變釋放的核能十分巨大，1 kg鈾235中的鈾核如果全部發(fā)生裂變，釋放出的能量相當于2500 t標準煤完全燃燒放出的能量。用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能量這好比用火柴點燃木材，木材才能燃燒，放出能量一樣假如外界的中子停止轟擊，裂變也就停止然而實驗表明，鈾核裂變時，還同時放出23個中子，放出的中子又可以轟擊其他鈾核，使它們也發(fā)生裂變這樣，裂變將不斷地自行繼續(xù)下去（151頁圖17.22），這種現(xiàn)象叫做鏈式反應(yīng)。如果對裂變的鏈式反應(yīng)不加控制，在極短的時間內(nèi)就會釋放出巨大的核能，發(fā)生猛烈爆炸，原子彈就是根據(jù)這個原理制成的。如果控制鏈式反應(yīng)的速度，使核能慢慢地平穩(wěn)地釋放出來，就便于和平利用了。能夠緩慢、平穩(wěn)地釋放核能的裝置，叫做核反應(yīng)堆。4.聚變科學家們發(fā)現(xiàn)，較輕的核結(jié)合成較重的核，也能釋放能量，這種現(xiàn)象叫做聚變例如一個氘核（質(zhì)量數(shù)為2的氫核）和一個氚核（質(zhì)量數(shù)為3的氫核）結(jié)合時，就釋放出核能（左圖）。氫彈就是利用輕核聚變制成的氫彈是一種比原子彈威力更為巨大的核武器太陽內(nèi)部進行著大規(guī)模的聚變，釋放的核能以電磁波的形式從太陽輻射出來，地球上的生物每天都享用著聚變釋放出的能量。如何實現(xiàn)聚變，如何利用聚變釋放的核能，科學家正在積極地探索著。海水中蘊藏著豐富的、可以實現(xiàn)聚變的氚核?？茖W家預言，通過可控制聚變來利用核能，有望徹底解決人類能源問題愿同學們今后對此做出貢獻。5.小 結(jié)： 通過八節(jié)課的學習你又學到了什么知識？板書設(shè)計：第二節(jié) 核能一、核能二、裂變?nèi)?、聚變教學反思：從課堂的反映可以看出，部分同學的知識面還是很寬的，他們對原子彈的了解出乎我的意料，他們說來津津有味，興趣一下就提高起來，在此基礎(chǔ)上我適時提出，原子彈為何有那么大的威力呢？促使學生想去了解這樣的問題，再引導他們看書，從原子核的結(jié)構(gòu)到原子核的鏈式反應(yīng)、熱核反應(yīng)，從而搞清獲得核能的途徑、核能的利用及防護。從本課所產(chǎn)生的效應(yīng)可以看出新課程理念下創(chuàng)設(shè)問題情境的重要性。這為教學問題創(chuàng)造了良好的教學氛圍，引起學生對教學內(nèi)容的興趣，激發(fā)學生的求知欲望，為達成課程目標打下基礎(chǔ)，為教學活動的順利開展創(chuàng)造條件；為了在課堂教學中順利地實現(xiàn)三維目標，必須首先要創(chuàng)設(shè)問題情境。第三節(jié)太陽能授課時間：3 月 16 日教學目標一、知識技能1.知道太陽能的由來及特點。2.大致了解太陽能的利用方式。二、過程方法通過收集信息、閱讀資料、相互交流，判斷太陽能與我們的生活的有關(guān)說法是否正確。三、情感、態(tài)度與價值觀由太陽能的優(yōu)點和利用的有限性增加學生學習的動力和創(chuàng)造欲望。教學重點：太陽能的利用。教學難點：發(fā)明裝置。教學過程：一、引入新課人類利用的常規(guī)能源是什么？可以開發(fā)利用的新能源有哪些呢？學生回答后，教師講解：前面我們已經(jīng)學習了核能的開發(fā)和利用，用鈾做燃料的反應(yīng)堆雖然能大大減少能源的消耗，但是鈾的儲量也是有限的，而且使用時要產(chǎn)生放射性污染；輕核的聚變雖然比裂變干凈，還能釋放更多的能量，但是至今還沒有真正解決和平利用的問題，所以還要開辟新能源隨著科學技術(shù)的發(fā)展，人們發(fā)現(xiàn)太陽不但一直間接地向人類提供生存和發(fā)展的能量，而且還是可能為人類長期地直接提供巨大能量的新能源今天我們就來學習太陽能二、進行新課1.太陽巨大的“核能火爐”：（1）太陽的結(jié)構(gòu)（154頁圖17.31）、直徑為地球的110倍、體積為地球的130萬倍、質(zhì)量為地球的33萬倍（2）太陽內(nèi)部發(fā)生聚變，釋放巨大的能量，以光和熱向四周輻射。（3）太陽已經(jīng)穩(wěn)定地燃燒了50億年，在經(jīng)過50億年才會燃盡。2.太陽能是人類能源的寶庫：煤及石油的形成過程：遠古時期陸地和海洋中的植物，通過光合作用，將太陽能轉(zhuǎn)化為生物體的化學能。在它們死后，軀體埋在地下和海底，腐爛了。滄海桑田，經(jīng)過幾百萬年的沉積、化學變化、地層的運動，在高壓下漸漸變成了煤和石油。在石油形成過程中還放出天然氣。想想議議：根據(jù)156頁圖17.34所示，說明太陽能輻射到地球的能量的利用，轉(zhuǎn)化和守恒的情況。地球上的風能、水能、生物質(zhì)能等都是來源于太陽。地球上任何地方都在吸收太陽的熱能量，但是由于地面每個部位受熱的不均勻性，空氣的冷暖程度就不一樣，于是，暖空氣膨脹變輕后上升；冷空氣冷卻變重后下降，這樣冷暖空氣便產(chǎn)生流動，形成了風。地球表面的一部分水吸收太陽的能量經(jīng)過蒸發(fā)形成水蒸氣，暖濕氣流從地面升起，因絕熱達到過飽和而凝結(jié)成云，遇到冷空氣就形成雨。植物通過光合作用從太陽獲取能量，以化學能的形式存 儲在植物體內(nèi)，人類和動物從植物或其他動物獲取生物質(zhì)能以維持生命。3.太陽能的利用：想想做做：將質(zhì)量、溫度都相同的水分別倒入兩個相同瓶中，用白紙和黑紙分別將瓶包起來，然后將兩個瓶子放在太陽光下，經(jīng)過5min后，觀察兩個溫度計的變化。（1）分析：由于黑色物體更容易吸收太陽光的能量，所以用黑紙包著的瓶中水溫度高。利用太陽能加熱物體： 平板集熱器的箱面是玻璃，內(nèi)表面涂黑，箱內(nèi)溫度可比箱外高100。 把反射鏡做成曲面，它們將陽光反射并會聚，也能獲得高溫。（2）將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔芾锰柲茈姵厥固柲苻D(zhuǎn)化為電能（3）太陽能電池的優(yōu)點： 使用壽命長； 保養(yǎng)費用低； 不需燃料（4）太陽能電池的缺點：效率低； 制造費用大想想議議：如圖所示為太陽能熱水器，說明工作原理：吸熱板吸收太陽光時，太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，吸熱板處的水的內(nèi)能增大、溫度升高、密度減小而上升，補給水箱內(nèi)的密度大的冷水流下來填補，同時被加熱后的水向下流進水儲水箱內(nèi)。三、小結(jié)通過本節(jié)課的學習你對太陽能又有哪些了解？四、作業(yè)布置課本P158動手動腦學物理第1、2、3題。五、板書設(shè)計：第三節(jié) 太陽能一、太陽能特點：清潔 豐富 經(jīng)濟二、太陽能的利用：1.直接加熱物體2.間接利用三、化石能源及其危害：煤 石油 天然氣通過本節(jié)課學習我們知道：太陽能其基本原理是利用太陽能熱水器把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，將集熱器管道內(nèi)的水加熱。太陽能熱水器是采用太陽光對物體的作用來工作的；太陽能汽車在其結(jié)構(gòu)中采用了航天飛船和空間站上安裝的太陽能電池來提供能量。教材已經(jīng)擴展的內(nèi)容有：太陽的構(gòu)造，太陽的一生，煤、石油、天然氣的形成.。在本節(jié)課教學中注意培養(yǎng)學生在課上要多動腦、多實踐，給他們相對充裕的時間，他們總會有所得。同時也要培養(yǎng)他們嚴謹?shù)目茖W態(tài)度，潛移默化教給他們正確的科學方法。另外還要通過種種措施和手段，激發(fā)學生在課后仍然保持科學探究的熱情，由課內(nèi)到課外、由被動到主動，逐漸使學生自然地學會科學的想事情、做事情，這也是組織科學探究活動最終目的之一。