能源利用.docx
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能源利用
一、电能
重、难点：
电能的概念、相关单位。
围绕“电能”进行教学。
教学过程：
一、前提测评：
连接一个使小灯泡发光的电路。
二、导学达标：
引入课题：
小灯泡发光的能量是哪里来的呢？
进行新课：
1、能量和电能：
（1）、能量：
是物质存在的一种基本形式。
存在方式：
热能、光能、电能、机械能、原子能等
学生讨论：
能量可以转化吗？
教师总结：
不同形式的能量是可以相互转化的。
例举一些其它能→电能的例子
（2）、电能：
现代社会中应用最广的一种能量形式。
学生讨论：
电能的应用……教师总结
电能的单位：
千瓦时（kW·h）即“度”
能量的国际单位：
焦耳（焦）（J）
1kW·h＝3.6×106J
2、电能表：
测量电能的常用工具之一。
（1）、电能表的结构：
接线柱、转盘、示数
（对照实物观察）
（2）、电能表的使用：
“220V”……“10A”……
“50Hz”……接线方法……
（3）、读数：
例：
投影图片……让学生读数，计算使用的电能
练：
给出图片……让学生读数，计算使用的电能
（4）、介绍新型的电能表：
3、电功：
电能转化为其他形式的能叫电功（做功）
有多少电能发生转化，就说电流做了多少功？
（1）符号：
W
（2）单位：
与能相同……焦耳。
教学后记：
1、重点是电能的概念，其他概念要围绕电能的概念进行。
1、读数应多练习几遍，学生会判断使用的电能。
课题太阳能
［设计意图］
改变仅以“双基”为目标的观念，突出提高科学素质的目标；改变过于强调知识传承的倾向，突出科学探究的学习方式；改变封闭式的学科体系，关注开放式的科技与人文社会背景。
把程序性知识的学习放到与概念、规律的学习同等重要的地位。
［教学目标］
初步认识太阳能，知道太阳能是人类的能源宝库。
知道利用太阳能的方式。
在遇到新的问题要去解决时，能够有意识地按照科学探究的步骤去工作，对于复杂问题能够有意识地用一定的方法去处理，提高认识世界、解决问题的能力。
学生能够保持对大自然的热爱，能够领略自然现象中的美妙与和谐，具有对科学的求知欲、乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活，社会实践的意识。
［教学重点和难点］
教学重点：
知道太阳能是人类能源的宝库。
教学难点：
太阳能的应用
一、课前预习的成果展示
（10分钟）
同学们，今天我给大家带来一个转盘（展示）。
我用手一拨它就转，你能否用其他方法使它转起来呢？
学生讨论：
用水流冲、吹气……
演示：
用激光手电照射这个圆盘，使圆盘转动。
提出问题：
通过这个现象同学们可提出什么问题？
1、可否用阳光代替手电光？
2、光为何能让转盘转动起来？
（教师引导学生对以上问题作简要分析）
这节课就来重点研究与太阳能有关的问题。
学生举手上台演示并介绍：
1、太阳能概况。
2、地球上贮藏的能量来源及成因。
3、利用多媒体交流太阳能反射炉的制造。
二、太阳能的利用
（25分钟）
刚才大家都踊跃上台展示了自己的成果，说明你们都作了积极主动的准备，这种积极主动的学习态度值得肯定。
希望大家能保持，现在我们来进一步总结一下太阳能有哪些优点？
板书：
一、太阳能的优点：
1，太阳能十分巨大太阳能辐射到地球表面的总功率是多少？
学生查表计算：
1.7×1017瓦×3600秒=6.1×1020焦。
地球每小时从太阳获得的太阳能量有6.1×1020焦。
这比目前全世界一年内能源生产的总量还多。
可见太阳能有多巨大。
学生讨论交流
2，太阳能经济、丰富、清洁。
3，太阳能分布广阔，获取方便。
既然太阳能有这么多优点，我们就应该好好的利用。
请大家讨论：
平时我们都是怎样利用太阳能的。
板书：
1、直接利用。
2、间接利用。
学生：
烧煤、汽油、天然气……
学生：
太阳能热水器、太阳能手表、太阳能汽车。
能否对刚才这些事例分类？
学生：
烧煤、汽油属一类、太阳能汽车、太阳能手表、太阳能热水器属于一类。
同学们分得好，一类是直接利用，另一类是间接利用。
关于太阳能的直接应用，大家能否讨论一下，可分为哪几种途径？
通过光电转换装置把太阳能直接转化为电能如太阳能电池……
把太阳能转化成内能以供利用。
如太阳炉、太阳能热水器、集热器等。
若给你一个集热器，你会有什么发明创造？
请讨论后画出图纸（学生讨论，教师参与并给适当的点拨）。
请各组推荐几个同学上台展示你们的发明装置。
第一组同学上台演示：
太阳能集热器吸收太阳能，使水温升高。
学生：
关于我们的设计哪位同学还有好的建议？
学生：
你的太阳能热水器，只是在上午时和太阳正对时才有效，其余时刻不能最大限度的吸收阳光怎么办？
学生：
这好办，我们可以把太阳能热水器制成可转动式的
学生：
你的太阳能在晚上能保温吗？
学生：
这一点你不用担心，我们用的当然是保温材料。
三、总结
（10分钟）
刚才大家都充分展示了
自己的聪明才智。
同时，
也有这种体会，发明创造
并不容易。
这一过程是一
个曲折的过程，只有不断
改进，才能达到更好，干
其他事情也是这样。
经过以上环节，让同学
呢们经历了创造发明
的设计过程，体验了其
中的成功与失败，得到
了情感态度价值观的
熏陶。
化石能源的利用给人
类带来了好处。
但事物总
是对立的，化石能源的利
用有什么不利的一面？
请讨论：
板书：
三、化石能源的危害。
学生讨论后总结：
烧煤、汽油带来了大气污染、温室效应、水土流失……
面对化石能源的危害我们怎么办？
（学生讨论并自由发言说出措施，开阔了学生的发散思维）。
使用太阳能汽车，植树造林，工厂烟囱加上净化装置。
［教学评析］本节课教师只起一个导演作用，给学生提供充分展示的舞台。
让学生尽情的发挥、科学的探究。
使学生在体验科学探究的过程中充分享受探索的乐趣，从中获益。
第十八章第三节核能
[设计意图]
本节课学生初次接触到核知识，核能、裂变、聚变、链式反应等这些深澳的概念，在学生头脑里，是一片空白。
为了突破教学难点，调动学生学习的积极性，教师运用影像资料把抽象的概念和直观的现象结合起来，这种图文并茂的讲解学生更容易理解。
原子弹的爆炸以及给人们带来的灾害，可以通过让学生自己查找网络资料去了解这方面的信息，并及时指导学生掌握核武器的防护要领。
为了突出教学重点，应该让学生侧重了解在和平时期核能的利用，以及通过讨论的形式谈一谈我国未来核能的发展。
通过联系我国在核能与核技术开发应用领域取得的成绩，加强对学生的爱国主义教育，启发他们树立为祖国现代化建设事业贡献力量的理想．
[教学重点难点]
重点：
了解原子核裂变和链式反应，核聚变的原理以及如何利用核能更多的给人类造福。
难点：
原子核裂变和链式反应，聚变的原理。
引入新课
5分钟
原子弹爆炸的挂图或课件播放原子弹的爆炸实况
原子弹利用了一种新的能量，————核能。
科学家通过对放射现象的发现和研究，认识到原子核内还有结构，利用高速粒子轰击原子核时发现原子核是可以改变的，在某些改变中会释放大量的能量，这就是核能。
有同学能够说说原子弹的威力吗？
物质由分子组成，分子可以分成原子，原子再划分下去又是什么呢？
原子核可以再分吗？
原子核可以改变吗？
用趣味教学法导课，能够立刻抓住学生的学习欲望，使学生能积极、主动的参与到探究活动中来。
进行新课
5分钟
10分钟
10分钟
1．核能，获得核能的途径
由于原子核的变化而释放的巨大能量叫做核能，也叫原子能。
科学家经过实验发现获取核能有两条途径：
一种是原子核的裂变，一种是原子核的聚变。
2．重核的裂变
展示铀核的裂变挂图或课件，结合图片讲解：
用用中子轰击铀235，使其变成两个中等大小的原子核，这种现象叫做裂变。
在铀核裂变时有巨大的能量放出（核能），使裂变产物以很大的速度向相反方向飞开（核能——>动能），与周围分子相碰，使分子运动加快（内能）
裂变释放的能量十分的巨大，1kg的铀235全部裂变释放的能量相当于2500t的煤完全燃烧放出的能量
从图中看到，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？
铀235核在受到中子的轰击后，裂变成2个差不多大小的新粒子的同时，还释放出2～3个新中子，这2～3个中子又去轰击其它铀235核，引起2～3个新铀核裂变，又各放出2～3个中子，这些中子又去轰击更多的铀核发生裂变……随着一个铀核裂变的发生，会引起越来越多的铀核发生裂变。
这样，裂变就不断地自行持续下去，这种现象叫做链式反应。
如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会引起大量的铀核发生裂变，在极短的时间内就会释放出巨大的核能，发生猛烈的爆炸。
原子弹就是根据这个原理制成的。
原子弹爆炸后升起的蘑菇云就是原子弹爆炸时释放的巨大核能产生的高温高压气体向外扩散时所升起的蘑菇状烟云，其上升的高度可达几百米，其破坏力和杀伤力都是十分巨大的。
但是如果我们能够控制裂变链式反应的速度，使核能缓慢地、平稳地释放出来，就能够代替化石燃料，进行和平利用。
能够缓慢地、平稳地释放裂变产生的核能的装置叫做核反应堆。
人们已经成功地生产出各种规格的核反应堆，它是核潜艇、核动力破冰船、核电站等设施的核心部件。
3．轻核的聚变
科学家们在对核反应的研究中还发现，两个较轻的原子核结合成一个较重的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做聚变。
由于聚变必须在极高的温度和压强下进行，所以也叫热核反应。
例如把一个氘核（质量数为2的氢核）和一个氚核（质量数为3的氢核）在高温、高压的环境下结合成一个氦核时，就会释放出核能。
氢弹就是利用这个原理制成的。
氢弹的威力比原子弹要大得多，氢弹爆炸后也会升起蘑菇云，比原子弹的威力要大几十倍。
我们最熟悉的太阳内部就在不断地进行着大规模的核聚变反应，由此释放出的巨大核能以电磁波的形式从太阳辐射出来，地球上的人类自古以来，每天都享用着这种聚变释放出的核能
人们现在还不能像控制裂变那样有效地、随心所欲地控制聚变反应，和平利用聚变释放的核能，但是由于核聚变可以释放比裂变更大的核能，而且不像裂变那样会产生较大的放射性污染，其原料氘和氚等又比铀丰富得多，因此控制聚变反应是一个非常吸引人的课题。
目前世界上不少国家都在积极研究聚变的人工控制并已取得了一定的进展。
我们国家在这方面也没有落后，自己研制的可控核聚变的实验装置——中国环流器1号已于1984年顺利启动，已经取得不少研究成果，至今仍在继续工作中。
学生阅读书本资料了解什么叫核能？
获取核能的途径有哪些？
（铀235——质量数为235的铀元素）
给出煤的燃烧值，计算1kg的铀235全部裂变释放的能量相当于多少焦耳？
核能、裂变、聚变、链式反应等概念，抽象、深澳，学生不易理解。
采用影像资料把抽象的概念和直观的现象结合起来，这种图文并茂的讲解效果更好。
让学生自己查找网络资料去了解核能的威力，以及不加限制对人类的危害，并注意指导学生掌握核武器的防护要领
为了让学生侧重了解和讨论在和平时期核能的利用，注重点拨我国在此方面还属于滞后状态，这更需要大家好好学习知识，掌握技能去发展它，早日赶上并超过世界强国。
第三节核能
一．核能
由原子核的变化而释放的巨大能量叫核能，也叫原子能。
二．获得核能的途径：
1.重核的裂变——链式反应
对链式反应不加控制——原子弹
控制链式反应速度——核反应堆
2.轻核的聚变
不加控制——氢弹
可控实验装置——中国环流器1号
课题：
能源与可持续发展
[设计意图]
能通过具体事例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。
1、人文型目标：
能通过具体事例，说出能源与人类生存和社会发展的关系；尝试对环境温度问题发表自己的见解；了解核能的优点和可能带来的问题；了解世界和我国的能源状况。
2、意识型目标：
对于能源的开发利用有可持续发展的意识。
其中“了解核能的优点和可能带来的问题”既是现象型目标又是人文型目标。
有用能量转化和守恒观点分析物理现象的意识；通过能量转化和转移认识效率。
从《课程标准》来看，本节的最终目标是让学生形成对能源开发利用有可持续发展的意识，其他目标都是为了这一终极目标服务的。
这一终极目标又为学生形成对包括社会问题在内的各方面问题的可持续发展意识奠定了基础。
3.物理学与其他自然科学的交叉与综合
我们在物理学中研究的每一个问题、每一种物质，在现实中都不是孤立的物理问题，都应该是包含理工各个学科的综合问题，物理问题仅仅是问题的一个方面。
太阳的构造及能量释放、煤的形成、生物质能、世界产石油地区、太阳能热水器等等，这些问题除了涉及物理、化学、地理、天文、生物等学科，同时还涉及环境科学、生态科学、材料科学等问题。
通过对这些问题不同侧面的阐述、讨论，使学生形成综合运用科学知识的意识。
4、与知识的综合相对应的是探索知识、解决问题的方法论的综合。
本节教材中运用了一些方法手段来解决问题，在讨论能源与可持续问题时，同时运用了坐标图象、数据分析、图片展示方法手段。
它可以使问题更直观、更形象、更趣味、更容易被学生所接受。
教材中已经给出的各种问题：
分析白炽灯释放内能的去向，讨论提高效率的可能性；调查你周围使用能源中的不安全因素及其对环境的影响，提出几种可行的改进措施。
[教学重点和难点]能量转化与效率，能源与可持续发展对效率的认识
一、引入新课（5分钟）
上节课我们已经讲了能量转化的基本规律这节的内容,现在同学们来回忆一下,在历史发展的长河中,人类在能量转化规律方面的进步历程是怎么样的呢?
同学们对上节课的内容掌握得还不错。
进入21世纪，我们对能量转化技术的掌握是日趋成熟完善，对能源的利用也日趋合理，到底21世纪我们的能源发展是怎么样的呢？
好，今天我们就来学习一下能源下可持续发展，来了解一下这个问题。
二、新课教学（30分钟）
9
1、21世纪的能源趋势
由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。
特别是近三四十年来，能耗量增长速度明显加快。
同学们看图片，了解一下一个多世纪来，人类能源消耗的情况。
看完后利用多媒体显示一些有关近年来能源消耗的图片，让学生更形象地了解这方面的知识。
叫学生讨论交流，21世纪的能源趋势是怎样的？
2、能量转化与效率
同学们看课本99页图18-24了解白炽灯工作时，能量的转化情况。
我们再来看小娇车的情况，看图18-25，同学们有什么看法？
同学们再看课本图18-26，进行分析引出效率，给出效率的计算方法。
引导学生看课本100页热机的效率，谈热机的效率，如何提高热机的效率。
根据上一节课学过的能量转移和转化的方向性，我们知道目前作为人类主要能源的化石能源，并求是取之求尽、用之求竭。
化石能源、核能等是不可再生的能源，我们现在开采得越多，留给子孙后代的就越少。
人类自1973年以来，共向地球索取了5000亿桶（约合800亿吨）石油，剩下的石油按现有生产水平计算，还可保证开采44年。
天然气也只能持续开采56年，一些国家的煤炭资源已采掘殆尽。
为了人类的未来，我们必须要节约能源。
因此同学们以后不仅自己节约能源，看到浪费能源的行为也应该勇敢地站出来制止。
3、能源消耗对环境的影响
人类在耗用各种能源时，特别是目前石油、煤炭占了能源的绝大部分，而且年消耗量在不断增长，不可避免地会对环境造成影响。
现在我们来看下影像，了解一下它对环境有哪些影响呢？
4、能源与可持续发展
下面我们进一步讨论能源危机、能源污染、能源开发等综合性问题，最终形成能源的可持续发展的意识。
5、未来的理想能源
化石能源的大量使用，不仅留给子孙后代的越来越少，而且造成严重的环境问题。
根据学过的有关能源的知识，以及课本上提出的条件，在老师的指导下，让学生说一说哪些是未来的理想能源，并说明其道理，同时在课堂上展开讨论。
三、课堂练习
动手动脑学物理
1．你认为风能、太阳能、核能……以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成为今后的理想能源？
2．在你生活的地区是否适宜开发可再生能源？
为什么？
能源利用与社会发展
[教学设计]
本节内容教学为一个课时：
本节教学内容主要采用“材料准备—交流讨论”的模式，引导学生讨论学习人类利用能源的简史、能源分类以及未来能源趋势，并重点结合能源利用的发展，使学生认识到能量的转移和转化。
通过学生课前收集资料，课堂上相互交流和讨论的学习方式，有利于拓展学习内容的深度与广度，也有利于培养学生收集信息处理信息的能力。
[教学重点与难点]
1、了解能量转移和能量转化的方向性。
2、不可再生能源和可再生能源的特点。
一、新课引入
在广袤无垠的太空里，有一颗蔚蓝色的球形天体，这就是我们的地球，地球是现今人类知道的唯一具有生命繁衍和高度文明发展的天体。
随着社会的发展、科技的兴盛、工业革命的兴起，掌握了技术的人类无节制的开发着自然界的资源，导致环境不断恶化，自二十世纪七十年代以来，能源、人口、粮食、环境、资源已被列为困扰人类的五大问题，其中能源问题至关重要。
问:
同学们知道生活中有哪些可以称为能源呢?
什么是能源呢？
总结：
凡是能提供能量的物质资源都可以叫做能源。
举例:
电、煤炭、石油、天然气、风、水、阳光等
激发学习新知识的兴趣，给予鼓励
二、能源发展历史
人类社会前进的每一步，都和能源息息相关，可以说，人类进化发展的过程也是人类开发的、利用能源的历史。
接下来我们沿着能源的轨迹来看一看人类文明进步历程！
课前老师已经让大家分组收集资料了，下面我们结合书本分小组汇报讨论人类发现开发利用能源的历史。
１、火的利用
提出问题：
原始人钻木取火伴随能量转换吗？
在摩擦取火的一段漫长岁月里人类又逐步学会了使用畜力、风力驱动车船，也取得进步，伴随什么能量转换？
２、化石能源的利用
蒸汽机是人类利用能量的新的里程碑，引入恩格斯的话。
提出问题：
我们前面学过蒸汽机和内燃机，它们伴随什么能量转化？
结：
人类利用能源的过程，离不开能量转化和转移的过程
３、电能的利用
问：
我们现在日常生活中使用最多的是化石能源吗？
那么又是什么能源呢？
请第三组收集电能的利用历史的同学作介绍（选代表，下面同学可补充）
标志：
人类进入文明时代。
生活中有哪些利用电能的机器？
（举例）
结：
各种机器可以看成能量转换器，都伴随能量转换。
４、核能的利用
翻开书本８２页，阅读１－５段。
第一组：
开始利用能源，掌握人工取火的方法。
（加些有关人工取火的故事）
讨论回答：
有，机械能转化为内能。
答：
机械能内部相互转化的过程
第二组：
整合资料，讨论讲解这时期人类利用化石能源的各种新型热机和有关事例。
回答问题：
内能转化为机械能。
答：
不是，是电能。
第三组介绍收集的资料：
１、伏打发明电池
２、１８２０年丹麦物理学家奥斯特发现电流磁效应。
３、１８２１年，英国物理学家法拉第发现感应电流。
思考讨论问题：
这些历史都实现了哪些能量转换？
第四组同学整理资料讨论核能发电的先进技术和优势
注意引导学生从能量角度分析能源利用！
充分体现学生的主导地位
教师可做适当补充
书本第二节对核能作详解
三、能源的分类
为了研究和描述方便，也为了交流和实际使用方便，人们对能源进行了分类。
请阅读课本回答下列问题：
（１）能源可以怎样分类？
各举例
（２）结合实例说出可再生能源和不可再生能源的特点？
阅读课本生活物理与社会
培养学生处理信息的能力
四、２１世纪能源趋势
这一堂课开始我们提到能源问题已被列为困扰人类的五大问题之一。
目前作为人类主要能源的化石能源以及煤和石油转化而来的电能是取之求尽用之求竭的不可再生能源。
开采越多，留给子孙后代就越少。
分组讨论：
面对这种现状，我们有什么好的解决办法？
畅谈体会：
可以发展新能源，尽量利用可再生能源等
鼓励学生善于发挥自己的想象力，
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