人教版物理九年级全册第22章教案.docx

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人教版物理九年级全册第22章教案

第1节　能　　源

【教学目标】

1.了解什么是能源;了解人类利用能源的历程及趋势。

2.了解什么是一次能源、二次能源及其特点。

【教学重难点】

1.重点:

了解化石能源、一次能源、二次能源及其特点。

2.难点:

能正确区分各种能源。

【课前准备】

教师:

多媒体课件。

学生:

搜集人类利用能源的历程和趋势的资料。

【教学过程】

【情境引入】

出示太阳能玩具车,用手电筒照射,小车运动了;用手摇发电机发电,小灯泡发光;点燃蜡烛,蜡烛发光,这几个实验都体现了哪些能量转化?

能够提供能量的物质资源就是能源,我们这节课就来讨论和能源有关的问题。

从而引入新课。

【互动新授】

（一）人类利用能源的历程

自主学习,组内讨论回答以下问题:

1.人类利用能源的历程分为几个阶段?

每个阶段的特点是什么?

2.什么是化石能源?

举例说明。

3.什么是一次能源?

举例说明。

4.什么是二次能源?

举例说明。

教师巡视。

根据小组的回答,师生共同进行总结:

1.人类利用能源的历程:

利用自然火——人工火（柴薪）——煤（蒸汽机的发明）——二次能源（电能）。

2.化石能源:

像煤、石油、天然气等,是由动、植物经过漫长的地质年代形成的,称为化石能源。

3.一次能源:

能从自然界直接获得的能源,称为一次能源。

如:

煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能、核能等。

4.二次能源:

无法从自然界直接获得,必须通过消耗一次能源才能得到,这样的能源称为二次能源。

例如:

电能、汽油、酒精等。

（二）21世纪的能源趋势

　　自主学习然后分组讨论。

学生各组代表发言,师生总结得出:

1.随着人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增加。

2.化石能源储量有限且不能再生,所以应更好地利用已知能源,想办法开发新能源。

3.随着对机械能认识的不断深入,风能和水能逐渐得到了较为广泛的应用。

20世纪40年代,拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。

（三）科学阅读

阅读后思考以下问题:

1.为什么在全球范围内接连爆发石油危机?

2.日本为什么想尽一切办法占领钓鱼岛?

南海诸国为什么想瓜分我国南海?

3.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?

【课堂小结】

教师:

通过今天的学习你学到了什么,有什么成功的经验和收获?

学生:

1.知道了人类利用能源的历程:

自然火——人工火——煤（蒸汽机）——二次能源。

2.知道了什么是一次能源,什么是二次能源。

3.知道了21世纪的能源趋势。

【板书设计】

第1节　能　　源

一、人类利用能源的历程

1.利用自然火——人工火（柴薪）——煤（蒸汽机的发明）——二次能源（电能）。

2.一次能源:

化石能源、风能、水能、太阳能、地热能、核能。

二次能源:

电能。

二、21世纪的能源趋势

1.消耗持续增长。

2.利用好已知能源,开发新能源。

第2节　核　　能

【教学目标】

1.了解核能、核裂变和核聚变。

2.了解核能的优点,知道它可能带来的问题。

【教学重难点】

1.重点:

核裂变、核聚变及其应用。

2.难点:

核裂变、核聚变的过程。

【课前准备】

教师:

多媒体课件。

学生:

课下搜集核能的相关知识、火柴。

【教学过程】

【情境引入】

教师介绍材料:

威力巨大的原子弹:

1945年8月6日,美国在日本广岛上空投下一枚原子弹,使这个城市瞬间变成了废墟,三天后,日本长崎遭到了同样的命运。

据有关资料记载,广岛24.5万人死亡,失踪20万人,长崎23万人死亡,失踪15万人,两个城市毁坏程度达60%～80%。

问:

你知道为什么原子弹的威力这么大吗?

它的能量从哪里来的?

从而引入新课。

【互动新授】

（一）核能

让学生自己学习回答以下问题:

（1）原子由什么组成?

原子核还能再分吗?

（2）什么是核能?

怎样才能释放出核能?

在学生回答的基础上,汇总得出:

1.原子、原子核:

一切物质都是由分子组成的,分子又由原子组成,而原子由质子、中子、电子三种粒子组成。

质子带正电荷,电子带负电荷,中子不带电。

质子和中子的质量比电子大得多,处于原子中心,构成非常小的原子核。

2.核能:

质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起,因此原子核十分牢固,要使它们分裂或重新组合是极其困难的。

但是,一旦使原子核分裂或聚合,就可以释放出惊人的能量,这就是我们说的核能,又称原子能。

（二）裂变

1.裂变:

教师演示:

链式反应图或链式反应原理的模拟动画（可以用课件展示,边演示边说明裂变的原理）。

教师介绍:

用中子轰击较大的原子核,使它变成两个中等大小的原子核（图）,同时释放出巨大的能量,称为原子核的裂变。

　　教师介绍:

经科学家研究1kg铀235中的铀核如果全部发生裂变,释放出的能量相当于2500t标准煤完全燃烧放出的能量。

2.链式反应:

提出问题:

铀235只有在中子的轰击下才能发生裂变,放出核能,那么是不是要不断地从外界提供中子,才能维持铀核的不断裂变呢?

学生活动:

用火柴模拟链式反应,如图:

用火柴模拟链式反应

　　教师类比:

科学家用中子轰击铀235原子核,铀核裂变释放出核能,同时还产生几个新的中子,这些中子又会轰击其他铀核,于是就导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量核能,这就是链式反应。

如课本图为链式反应示意图。

链式反应示意图

问:

如果链式反应不加控制,将会发生什么?

如果加以控制呢?

学生讨论。

师生共同得出:

如果对裂变的链式反应不加控制,在极短的时间内就会释放出巨大的核能,发生猛烈爆炸,原子弹就是根据这个原理制成的。

如果控制链式反应的速度,使核能慢慢地平稳地释放出来,就便于和平利用了。

能够缓慢、平稳地释放核能的装置,叫作核反应堆。

原理如图:

结合原理图,师生共同总结核电站的能量转化:

核能→内能→机械能→电能。

（三）聚变

让学生自学讨论聚变,教师进行指导。

师生共同总结得出:

如果将质量很小的原子核,例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成）如图:

氘核、氚核在超高温下聚合成氦核,释放出核能

　　在超高温下结合成氦核,会释放出更大的核能,这就是聚变,有时也把聚变称为热核反应。

大量氢核的聚变,可以在瞬间释放出惊人的能量。

氢弹就是利用此原理制成的。

自然界中,太阳内部的温度高达1000万摄氏度,在那里就进行着大规模的聚变反应。

太阳辐射出的光和热,正是由聚变反应释放的核能转化而来的。

可以说,地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量。

如何实现聚变,如何利用聚变释放的核能,科学家正在积极地探索着。

海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氚核。

科学家预言,通过可控制聚变来利用核能,有望彻底解决人类能源问题。

愿同学们今后对此做出贡献。

（四）让学生阅读:

核电站和核废料的处理

讨论以下问题:

核能发电是运用了核裂变还是核聚变?

核能发电有哪些利弊?

【课堂小结】

教师:

通过今天的学习你学到了什么?

有什么成功的经验和收获?

学生:

1.知道了什么是核能以及获得核能的两种途径。

2.知道了什么是裂变及其应用。

3.知道了什么是聚变及其应用。

【板书设计】

第2节　核　　能

第3节　太　阳　能

【教学目标】

1.初步认识太阳的结构。

2.了解太阳能是人类的能源宝库,了解一些和太阳能有关的知识。

3.大致了解太阳能的利用方式。

【教学重难点】

1.重点:

太阳能的利用。

2.难点:

太阳能的利用。

【课前准备】

教师:

多媒体课件。

学生:

课前搜集太阳能利用的资料、自制太阳能集热器。

【教学过程】

【情境引入】

节约能源保护环境成为人们的共识,近年来许多国家争相研究以太阳能为动力的汽车。

荷兰大学生成功研制出世界上最快的太阳能汽车（如图）,时速可达到160km/h,你知道它的关键部件是什么吗?

从而引入太阳能。

【互动新授】

（一）太阳——巨大的“核能火炉”

1.太阳的结构如图:

太阳直径是地球的110倍,体积是地球的130万倍,质量是地球的33万倍,核心温度高达1500万摄氏度。

2.在太阳的内部,氢原子核在超高温下发生聚变,释放出巨大的核能,以光和热的形式向四周辐射。

（二）太阳是人类能源的宝库

煤炭、石油、天然气是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、海底经过几百万年的沉淀、化学变化、地壳运动,在高压下变成了煤、石油和天然气。

自然界中的一切能源归根结底都来自于太阳能。

如图为化石能源的形成。

煤的形成

石油、天然气的形成

　　问题:

根据如图所示,说明太阳辐射到地球的能量的利用、转化和守恒的情况。

学生分组讨论后汇报讨论的结果,教师总结:

地球上的风能、水能等都来源于太阳。

地球上任何地方都在吸收太阳的能量,但是由于地面每个部位受热不均匀,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得能量,以化学能的形式存储在植物体内,人类和动物从植物或其他动物获取能量用以维持生命。

（三）太阳能的利用

探究活动:

探究物体颜色对吸收太阳能的影响（自制太阳能集热器）。

学生活动过程:

讨论设计方案→设计记录实验数据的表格→进行实验、收集数据→分析数据、得出结论→汇报与交流（教师巡视指导）。

师生共同分析:

由于黑色物体更容易吸收太阳的能量,所以用黑色物体包着的瓶中水温高。

播放录像:

太阳能的利用,学生观看,讨论自己对太阳能的利用。

学生总结,教师引导得出:

目前直接利用太阳能的途径主要有两种:

一种是用集热器把水等物质加热,例如太阳能热水器（如课本图）,这种利用方式是将太阳能转化为内能。

另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能（如图）。

教师简介太阳能电池的优缺点,优点:

（1）使用寿命长。

（2）保养费用低。

（3）不需要燃料。

缺点:

（1）效率低。

（2）制造费用大。

【课堂小结】

教师:

通过今天的学习你学到了什么?

有什么成功的经验和收获?

学生:

1.知道了太阳能的来源:

氢原子核发生核聚变释放的能量。

2.认识到太阳能是人类能源的宝库:

化石能源是间接地利用太阳能。

3.直接利用太阳能的方式:

一种是用集热器把水等物质加热,另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能。

【板书设计】

第3节　太　阳　能

1.太阳能的来源:

太阳内部氢原子核在超高温下发生的聚变。

2.太阳能的利用:

（1）用集热器把水等物质加热。

（2）用太阳能电池把太阳能转化成电能。

第4节　能源与可持续发展

【教学目标】

1.初步了解能量转移和转化具有方向性。

2.认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题。

3.了解什么是不可再生能源、可再生能源及其特点,了解未来理想能源的特征。

【教学重难点】

1.重点:

能量转移和转化具有方向性。

2.难点:

能量转移和转化具有方向性。

【课前准备】

教师:

多媒体课件。

学生:

搜集整理的能源消耗对环境的影响资料。

【教学过程】

【情境引入】

今年5月份,我国在南海神狐海域进行的可燃冰（天然气水合物/甲烷水合物）试采获得成功,并且实现了超过一周连续稳定产气,这在全球可燃冰开发历史中毫无疑问是世界第一,也引发了国内外媒体的高度关注。

试开采的成功也为未来可燃冰的商用打下了基础,这可能会掀起中国新一轮的能源革命,世界的石油动荡将不再能左右中国的能源环境!

从而引入新课。

【互动新授】

（一）能量转移和转化具有方向性

问:

既然能量是守恒的,为什么还要节约能源呢?

学生举例说明能量转移或转化过程中具有方向性:

（1）在热传递过程中,只能自发地从高温物体转移到低温物体,不能相反。

（2）汽车制动时,由于摩擦,动能转化成了轮胎、地面和空气的内能,这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车。

如图

师生共同总结得出:

能量的转化和转移是有方向性的,在此过程中有些能量可以利用,有些则不能利用,我们所利用的能源是有限的,所以要节约能源。

教师对学生进行思想教育,教育学生时间不能倒流,要珍惜时间;只有付出才有收获,要努力学习。

（二）能源消耗对环境的影响

思考并讨论:

在消耗能源时对环境造成怎样的破坏呢?

组织学生讨论、举出能源消耗还会对环境造成哪些影响,在老师的指导下,把教材的P179表中的空格填上,使学生认识到过量使用能源会对环境造成严重的破坏。

教师进行总结:

（1）燃烧化石能源产生的二氧化碳大大加剧了地球的温室效应,导致极端天气的发生。

（2）化石能源燃烧产生的酸性气体最终形成酸雨,导致水、土壤酸化,对植物、建筑物、金属构件造成危害,如被酸雨严重腐蚀的汉白玉石柱。

（3）全世界因使用煤、石油等燃料,每年排入大气的有害物质达几亿吨。

如一座1×107kW的燃煤电厂每年燃煤3.5×106t,向大气排放的二氧化碳、二氧化硫、微尘及其他致病的有害物质可达1.09×106t。

师生交流:

为了人类生活的更好,既要有效地利用能源,又要很好地控制和消除污染——减排。

（三）能源与可持续发展

教师引导:

能源的利用要考虑可持续发展,既要满足当代人的需要,又要考虑后人的需求。

一方面,应该提高能源的利用率,减少在能源使用中对环境的破坏;另一方面,发展新的理想能源。

让学生阅读P180,解决以下问题:

1.什么是可再生能源,什么是不可再生能源?

2.煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、电能、地热能,哪些是再生能源,哪些是不可再生能源?

3.未来的理想能源需要具备什么条件?

学生回答,老师总结得出:

1.可再生能源:

在自然界中能源源不断地得到的能源:

风能、水能、太阳能、地热能。

2.不可再生能源:

不能在短期内从自然界得到补充的能源:

煤、石油、天然气。

3.未来的理想能源:

（1）足够便宜,多数人用得起。

（2）技术成熟,保证大规模使用。

（3）足够安全、清洁。

【课堂小结】

教师:

通过今天的学习你学到了什么?

有什么成功的经验和收获?

学生:

1.能量的转移和转化具有方向性。

2.伴随大量能源消耗所带来的环境污染、极端天气问题。

3.什么是不可再生能源和可再生能源及其特点,未来理想能源要安全、清洁、便宜和技术成熟。

【板书设计】

第4节　能源与可持续发展

一、能量转移和转化具有方向性

二、能量消耗对环境的影响

温室效应　极端天气

三、能源与可持续发展

1.能源的分类:

（1）不可再生能源:

化石能源、核能。

（2）可再生能源:

风能、水能、太阳能。

2.未来理想能源必须满足的条件:

（1）必须足够便宜。

（2）相关的技术必须成熟。

（3）必须足够安全、清洁。