九年级物理第22章能源与可持续发展教案.docx
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九年级物理第22章能源与可持续发展教案
第课时
一、课题能源家族、核能
二、教学目标
知识技能:
了解什么是能源,了解能源的分类,常识性了解核能、聚变和裂变
能结合实例说出不可再生与可再生能源的特点,知道核能的优点和缺点
过程方法:
讨论生活和生产中能源的分类,了解当地能源的使用状况
情感态度与价值观:
关心能量与生活的联系,增强可持续发展的意识,正确认识核能的价值,关注能源与环境保护的关系,乐于将物理知识与生活实际及其它学科的结合
三、重点
能源的分类,裂变和聚变
四、难点
不可再生能源与可再生能源的特点
五、课时安排:
1课时
六、教具学具准备
蜡烛、电灯、火柴、电动车、课件、挂图等
七、教学过程
创设情景、引入新课
展示
出示一个太阳能电动车,用手电筒照射,电动车动了;
用手摇发电机发电,使小灯泡发光;
点燃蜡烛,蜡烛发光。
师:
这些实验中都体现了哪些能量转化?
问:
对于能量你们想了解哪些问题呢?
讨论一下。
[学生甲]人类可以利用哪些能量?
[学生乙]我们所需要的能量是从哪里来的?
二、进行新课
1.能源
师:
同学们都认识哪些形式的能量?
讨论交流一下。
[学生甲]太阳能、电能、光能、内能、声能、核能。
[学生乙]生物能、化学能、风能、水能、地热能、潮汐能
凡是能提供能量的物质资源,都可以叫做能源,能源是人类赖以生存和发展的重要物质基础。
2.能源的分类
师:
那么,我们今天广泛使用的化学能有哪些?
[学生]煤、石油、天然气、煤气、沼气、食物等。
师:
同学们能对这些能源进行分类吗?
结合生活和生产上的能源使用情况分析讨论一下。
(1)按能源产生的方式
①一次能源:
可以从自然界直接获得的能源
如:
化石能源(是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的)、水能、风能、太阳能、海洋能、地热能
②二次能源:
无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源
如:
电能、酒精、汽油、火药、沼气
师:
同学们分的都很好,对于这些能源有没有别的分类方法呢?
(2)从能源是否可在利用
①可再生能源:
可以在自然界里源源不断地得到的能源
如:
水能、风能、动能、太阳能、生物质能
②不可再生能源:
越用越少,不可能在短时期内从自然界得到补充的能源
如:
煤、石油、核能
师:
同学们说得很好,那么,对于煤、石油、天然气等这些主要的能源,你们都了解哪些有关内容的?
STS
石油危机和能源科学
以石油作为经济发展的支柱是否可靠?
以化石燃料为主的能源结构还能支持多久?
能否开发新型能源/
人类开发化石能源给生态环境带来哪些影响?
3.原子、原子核质子(+)
原子核中子
物质——分子——原子——
电子(—)
4.核能(nuclearenergy)
核能:
由于原子核的变化而释放的巨大能量叫做核能。
种类:
裂变和聚变
5.裂变(fission)
定义:
用中子轰击重核时,重核会分裂成大小相差不大的两个中等原子核,同时释放出巨大的能量,这种现象叫做裂变。
链式反应(chainreaction)
如图1所示,用中子轰击U235
原子核,铀核分裂时释放出核能,同
时产生几个中子,这些中子又会轰击
其他的铀核……于是导致一系列裂变。
核电站
核电站利用核能发电,它的核心图1
设备是核反应堆,核反应堆中发生链式反应,是可以控制的。
如图2所示
1942年人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。
当时的核反应堆的功率非常小,大约需要260座这样的反应堆才能点亮一只40W的灯泡。
然而,这是人类利用核能的关键一步。
今天,全世界已经建成了几百
座核电站;它们的发电量接近
全球发电量的1/5。
(4)原子弹
在人类实现可控核裂变的
3年以后,即1945年,利用不
可控核裂变制造的毁灭性武器
——原子弹,在日本广岛爆炸
了。
图2
6.聚变(fusion)
(1)定义:
较轻的核(氘、氚)在超高温下结合成新的较重的原子核,同时释放更大的核能,这种现象叫做聚变。
如图3所示
太阳内部进行大规模的聚变,释放的
核能以电磁波形式向外辐射,这就是太
阳能。
STS
核电站和核废料处理
这部分让学生自己阅读,让学生
了解科技给人类带来方便的同时,也
给人类带来灾难。
八、作业:
图3
九、板书设计:
§16.1能源家族、核能
一、能源及其分类二、核能
一次能源1.核能
二次能源2.裂变
可再生能源3.聚变
不可再生能源
十、课后反思
第课时
一、课题2太阳能
二、教学目标
三、重点
知识技能
初步认识太阳的结构,知道太阳能是人类能源宝库
大致了解太阳能的利用
过程方法
观察太阳能在日常生活中应用的实例,经历自制太阳集热器的过程
情感态度与价值观
有了解太阳能奥秘的兴趣,能保持对大自然的好奇,初步领略自然现象的美妙与和谐,对大自然有亲近,热爱的感情
三、重点
太阳能的利用
四、难点
发明装置
五、课时安排:
1课时
六、教具学具准备
彩色笔、直尺、实物投影仪、太阳能电动车
七、教学过程
创设情景、引入新课
师:
同学们,今天我给大家带来了一个电动车(展示),用手推一下,它就能运动起来,你能否用其他方法使它运动起来呢?
学生演示
学生用手电筒照射太阳能电动车
师:
通过这个现象你能提出什么问题?
问题:
(1)可否用阳光代替手电筒的光?
(2)光为何能让电动车运动起来呢?
二、进行新课
1.太阳—巨大的“核能火炉”
(1)太阳的结构如图1所示
直径为地球的110倍
体积为地球的130万倍
质量为地球的33万倍
(2)太阳内部发生聚变,释放巨大的
能量,以光和热向四周辐射。
图1
(3)太阳已经稳定地燃烧了50亿年,在经过50亿年才会燃尽。
2.太阳能是人类能源的宝库
煤及石油的形成过程:
如图2所示,远古时期陆地和海洋中的植物,通过光合作用,将太阳能转化为生物体的化学能。
在它们死后,躯体埋在地下和海底,腐烂了。
沧海桑田,经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动,在高压下渐渐变成了煤和石油。
在石油形成过程中还放出天然气。
根据图3所示,说明太阳能辐射到地球的能量的利用,转化和守恒的情况。
[分析]地球上的风能、水能、生物质能等都是来源于太阳。
地球上任何地方都在吸收太阳的热能量,但是由于地面每个部位受热的不均匀性,空气的冷暖程度就不一样,于是,暖空气膨胀变
轻后上升;冷空气冷却变重后下降,
这样冷暖空气便产生流动,形成了
风。
地球表面的一部分水吸收太阳
的能量经过蒸发形成水蒸气,暖湿
气流从地面升起,因绝热达到过饱
和而凝结成云,遇到冷空气就形成
雨。
植物通过光合作用从太阳获取
能量,以化学能的形式存储在植图3
物体内,人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命。
想想做做
3.太阳能的利用
将质量、温度都相同的水分别倒入两个相同瓶中,用白纸和黑纸
分别将瓶包起来,如图4所示,然后将两个瓶子放
在太阳光下,经过5min后,观察两个温度计的变化。
图4
分析:
由于黑色物体更容易吸收太阳光的能量,所以用黑纸包着的瓶中水温度高。
(1)利用太阳能加热物体
①平板集热器的箱面是玻璃,内表面涂黑,箱内温度可比箱外高100℃。
②把反射镜做成曲面,它们将阳光反射并会聚,也能获得高温。
图5图6
(2)将太阳能转变为电能
利用太阳能电池使太阳能转化为电能
(3)太阳能电池的优点:
①使用寿命长;②保养费用低;③不需燃料
(4)太阳能电池的缺点:
效率低;②制造费用大
想想议议
如图7所示为太阳能热水器,说明工作原理
吸热板吸收太阳光时,太阳能转化为内能,
吸热板处的水的内能增大、温度升高、密度减
小而上升,补给水箱内的密度大的冷水流下来
填补,同时被加热后的水向下流进水储水箍内图7
太阳能的利用方式
太阳的结构。
八、作业:
九、板书设计:
§16.2太阳能
一、太阳能特点2.间接利用
清洁丰富经济
二、太阳能的利用三、化石能源及其危害
1.直接加热物体煤石油天然气
十、课后反思
第课时
一、课题:
§16.3能源革命、能源与可持续发展
知识技能
初步了解人类利用能源的发展足迹,知道能量的转移和转化都是有方向性的
了解人类能源消耗的增长状况,认识能源消耗对环境的影响,保护环境
过程方法
阅读反映能源革命的资料,讨论和调查能源使用对环境的影响
情感态度与价值观
三、重点:
通过对能量转移、转化具有方向性的理解,增强节能意识,关心自己身边的能源消耗对环境的影响,关注人类对能源的需求和大量消耗能源所带来的问题,
有可持续发展的意识,对保护环境,维持自然界的平衡与和谐负有责任感
四、难点:
能量转化和转移的方向性,能源可持续发展
收集消耗能源对环境造成破坏的资料用以讨论
五、课时安排:
1课时
六、教具学具准备:
资料,投影片
七、教学过程:
创设情景、引入新课
师:
太阳能、风能、地热能等,通常要做转化才能被我们所用,人类历史上不断进行着能量转化技术的进步,这就是能源革命。
二、进行新课
1.人类进步的阶梯
看图1,它表示远古人类利
用太阳能的方式,将图中按能量
转移的先后顺序串联起来。
学生活动
图1
学生观看录相,了解能源革命导致人类文明的跃进。
(1)太阳能是远古人类唯一利用的能源。
(2)人类今天的文明与发展经历了三次能源革命。
①第一次:
人工取火,使人类由“茹毛饮血”到“刀耕火种”。
柴薪能源的开发和应用,带动了畜牧渔业的发展,而且直接导致了
陶器的产生,加快了金属冶炼和制造业的发展。
②第二次:
蒸汽机的发明:
如图2所示蒸汽机的发明推动了化石燃料工业的兴起,使人类进入工业化的社会,使人类又进入电气时代。
图2
③第三次:
可控核能的应用。
如图3所示,以核燃料为主要能源,为人类提供了更安全,更经济,效率更高的能源。
图3
2.能量转移和能量转化的方向性
想想议议
如图4所示,是豆子生长过程,不过次序已经打乱,请你按照正确的顺序排列。
师:
豆子的生长如果按相反顺序是不会发生的,自然界的过程也是有方向性的。
能量的转移和转化也都是有方向性的。
我们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的,因此,不是什么能量都可以利用,能源的利用是有条件的。
STS
《灾害——失控的能量释放》
3.能源消耗对环境的影响
讨论:
人类在能源革命的进程中给自己带来了便利,也给自己造成了麻烦,说一说你的看法?
4.21世纪的能源趋势
能源消耗的迅速增长,地球储存的
化石能源将日益减少,最终将枯竭,必
须不断开发新能源,提高能源的利用律,
同时要节约能源,这是解决能源危机的
主要途径。
图5
想想议议
5.人类在消耗各种能源时,不可避免地会对环境造成破坏
在消耗各种能源时,对环境造成怎样的破坏呢?
下表是某物理小组调查的结果,用“√”表示大量消耗能源对环境会有明显的破坏,用“×”表示对环境不会造成明显的破坏。
能源种类
环境问题
石油和天然气
煤
水力发电
核能
柴薪
空气污染
√
√
×
×
√
废物
×
√
×
√
×
有害辐射
×
×
×
√
×
水土流失和沙漠化(破坏生态平衡)
×
×
√
×
√
6.未来的理想能源
讨论:
你对未来的能源有什么样的预想和打算,大家谈一谈。
7.未来理想能源满足的条件
必须足够丰富,可以保证长期使用;
必须足够便宜,可以保证多数人用得起;必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境。
三、课堂练习
八、作业:
动手动脑学物理P143—1、2、3P146—1、2、3、4
九、板书设计:
§16.4能源革命
§16.5能源与可持续发展
一、人类进步的阶梯四、能源消耗对环境的影响
二、能量转移和能量转化的方向性五、未来理想的能源及其条件
三、21世纪的能源趋势
十、课后反思:
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- 关 键 词:
- 九年级 物理 22 能源 可持续发展 教案