第二十章第一二节能量和能源.docx
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第二十章第一二节能量和能源
九年级物理20.1-20.2 能量和能源
本章概述
一、课标要求：
1.通过实例了解能量及其存在的不同形式。
能简单描述各种各样的能量和我们生活的关系。
2.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化。
3.知道能量守恒定律。
能举出日常生活中能量守恒的实例。
有用能量转化与守恒的观点分析物理现象的意识。
4.初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。
5.能通过具体事例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。
6.能结合事例，说出不可再生能源与可再生能源的特点。
7.了解核能的优点和可能带来的问题。
8.了解世界和我国的能源状况。
对于能源的开发利用有可持续发展的意识。
二、教材分析：
能源和材料、信息一样被视为现代工业和科学的三大支柱之一。
能源的利用和发展关系着整个国民经济的发展，关系着整个人类的生产和生活。
为了减少能源的大量消耗和能源利用工程中对环境日益严重的污染，使国民经济走可持续发展的道路，就必须合理用能和节能。
节能已成为我国发展经济的一项战略方针而列入《中华人民共和国节约能源法》。
能量的转化和守恒是自然科学的核心内容之一，从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质。
它广泛渗透在各门学科中，并和各种产业及日常生活息息相关。
这部分内容对于学生树立科学的世界观、联系生活生产实际、形成可持续发展的意识以及进一步学习其他科学技术，都是十分重要的。
本章内容具有较强的综合性，内容涉及能源的开发和环境保护，都是关系到人类生存与发展的重大社会问题，让学生在学习中了解有关能量和能源的基本常识并学会关注自然、关注社会是本章教学的主要目标。
本章教材编写有两条线索，第一条线索为“能量”，第二条线索为“能源”，内容分为三节。
第一节“能量的转化与守恒”是以“能量”为线索，主要内容是介绍自然界各种形式的能量和能量的转移与转化，并通过学生的实验探究，让学生对能量的转化有一个感性的认识，最后突出能量守恒定律及其应用。
第二节与第三节是以“能源”为线索。
第二节“能源与社会”从自然界的能源、能源的开发和利用及能源与环境三个方面让学生了解，由于各种能源的广泛利用，促进了社会的巨大进步，伴随着这种进步，人类对能源的需求越来越大，但不可再生能源是有限的，且能源的开发和利用带来了环境污染和生态破坏，如何解决能源供需矛盾以及能源的利用与环境保护的矛盾，是人类社会遇到的又一难题。
第三节“开发新能源”便是在第二节提出的问题基础上，让学生了解，要解决能源的供需矛盾和有关环境问题的根本途径是开发和利用新能源，且新能源的最大特点应该是“清洁”和“可再生”。
重点：
1.通过实例了解能量及其存在的不同形式，能说出一些常见的能量的名称，知道自然界有多种形式的能量；
2.知道能量守恒定律。
能举出日常生活中能量守恒的实例。
有用能量转化与守恒的观点分析物理现象的意识。
难点：
1.理解能量守恒定律；
2.理解可再生能源和不可再生能源的分类及能源与环境之间的关系；
3.了解能源与环境的关系，增强环境保护的意识
三、教法、学法指导
对本章内容目标的把握，首先是知识与技能目标：
通过本章的学习，应对“能源的利用和发展关系着整个国民经济的发展，关系着整个人类的生产和生活。
为了减少能源的大量消耗和能源利用工程中对环境日益严重的污染，使国民经济走可持续发展的道路，就必须合理用能和节能。
节能已成为我国发展经济的一项战略方针”这一观点有所体会；能用准确、简洁的语言说出能量守恒定律；能举出日常生活中能量守恒的实例；知道能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化；能简单描述各种各样的能量和我们生活的关系；能说出能源与人类生存和社会发展的关系；能说出不可再生能源与可再生能源的特点；了解核能的优点和可能带来的问题；能了解世界和我国的能源状况；培养能源的开发利用有可持续发展的意识。
教学建议：
1、密切与生产、生活紧密相联系，紧密结合学生先有的生活经验及社会知识，课堂教学要引起学生的共鸣；
2、主要是学生自主阅读，通过各种途径收集相关资料，课上用多种形式交流信息、理解和体会，讨论和交流应给予学生充分的时间，由学生自己分析，不要教师包办代替；
3、教师和学生一起收集资料、交流，一同经历，共同提高；
4、能量的转化实验、小球摆动实验一定让学生亲身做一做，教材提供的实验实际上是根据电动机和发电机的原理设计的，根据实际条件，可以灵活处理另行设计；
5、在教学中，可对“能量守恒定律”的建立及其意义做一些相关的故事介绍，让学生明白永动机是永远制造不出来的，教育学生尊重科学，尊重规律以少走弯路；
6、加强学科间的联系，例如“能源与社会”的教学，可与政治、地理、历史等人文学科密切联系，也可以与生物化学学科联系，以丰富教学素材；
7、教学方法力求生动，比如可以用“煤的利用导致第一次工业革命和电的发明导致第二次工业革命”说明能源的利用和开发起对人类社会的进步和发展起到了积极的推动作用，也可以采用举办小型报告会的方式让学生讨论“能源的利用与环境保护”等问题；
8、在知识和疑难点拨中；力求通俗易懂，可充分利用挂图、录像资料，再加以适当的比喻；
9、课堂教学要积极培养学生能源开发与利用的可持续发展的意识，培养学生关注社会、热爱人类的积极的主人翁意识。
本章教学，切忌教师一讲到底，一定要让学生多讨论、多交流，逐步理解能源对人类、对社会、对自然的作用，逐步思考人类应该怎样利用能源与能量。
同时，激发学生关心社会、热爱人类，引导学生在课外通过各种渠道获取相关信息。
本章教材内容结构如下：
四、课时安排
本章安排五课时进行，每节一课时，小结一课时，测试一课时。
九年级物理第二十章第一节能量的转化与守恒
教学建议
一、课标要求
1.通过实例了解能量及其存在的不同形式。
能说出一些常见的能量名称，知道自然界有多种形式的能量。
2.知道能量守恒定律。
知道永动机不可能制成。
并能自觉利用能量守恒定律分析有关问题。
3.能解释一些常见现象中的能量转化问题。
4.能独立或采取合作的形式完成实验探究内容。
二、教材分析
本节内容较多，可安排两个课时进行，但考虑总复习时间紧，在这里安排一课时进行。
教材内容体现“从生活走向物理，从物理走向社会”的新课程标准的理念。
本节内容分为三大部分“多种形式的能量”、以及“能量守恒定律”。
《课程标准》指出：
“能量的转化和守恒是自然科学的核心内容之一，从更深的层次反应了物质运动和相互作用的本质。
它与各种产业和生活息息相关，这部分内容对于学生树立科学的世界观、联系生活生产实际，形成可持续发展的意识以及对进一步学习其他科学技术都是十分很需要的。
”。
因此，能量的转化和转移相关知识是本章的重点内容。
“多种形式的能量”从自然界和生活中，引出能量以各种形式展现着，由于能是物理学中最重要的概念之一，比较抽象，所以教材以学生在前面的学习中有较深刻了解的机械能、电磁能和内能入手，扩展到化学能、核能；“能量转移和转化”课本以学生熟悉的小球碰撞、灯泡发光入手引出能量转移和转化，然后将自然界中的能量归结到来源于太阳的能量，能量的转化实验，教材提供的实验实际上是根据电动机和发电机的原理设计的，根据实际条件，可以灵活处理另行设计，一定让学生亲身做一做；“能量守恒定律”是自然界中最重要的定律，课本以小球的摆动为例讲述，在教学中，可对“能量守恒定律”的建立及其意义做一些相关的故事介绍，让学生明白永动机是永远制造不出来的，教育学生尊重科学，尊重规律以少走弯路。
重点：
通过实例了解能量及其存在的不同形式，能说出一些常见的能量的名称，知道自然界有多种形式的能量。
难点：
理解能量守恒定律。
三、课时安排：
一课时
四、教学准备：
电灯泡、能量的转化实验装置、单摆
五、教学设计：
引言：
金属的冶炼、机器的运转、汽车火车等交通工具的行驶，都需要能量。
日常生活中的烧饭、取暖、照明等也需要能量。
煤、石油、天然气在燃烧时可以提供能量，它们是能源；水流和凤可以提供能量，它们也是能源，在自然界和生活中，能量以多种形式展现着。
教学内容
教师活动
学生活动
备注
一、多种形式的能量
二、能量的转移和转化
三、能量守恒定律
四、课堂练习
五、课堂小结
六、课外作业
1.提出问题：
当今世界的三大产业是能源、材料和信息，自然界中的能量以各种形式存在着，你能说出能量的几种存在形式吗？
2.提出问题：
自然界中能量的形式有多种多样，化学能和核能是其中的两种，请同学们阅读课本P165页，理解什么是化学能和核能？
3.请同学们完成课本P165页“交流和讨论”部分的内容。
1.提出问题：
自然界中的能量不但可从一个物体转移到，还可以从一种形式转化为另一种形式，？
2.课本图20－9说明了什么？
3.请同学们阅读课本P166第4、5、6、7、8自然段后回答，地球上的能量归根到底来源于什么？
4.安排学生完成课本图20－12实验后，学生完成两部分的填空。
安排学生看书P168页内容，完成对能量守恒定律的归纳和总结
1.下列过程中是什么形式的能量转化成什么形式的能量？
A、用砂轮磨刀，有火星迸出
B、陨石坠入大气层，成为流星
C、壶中的水沸腾，壶盖不断的跳动
D、用打气筒给自行车轮胎打气
2.人类对各种能源的利用，都是通过来能量转化实现的，当我们获得一种能量时，一定要另一种能量。
安排学生小结本节内容
课外作业：
每个同学完成一篇小论文：
“永动机”能够制造出来吗？
学生回答：
机械能、电能、磁能、内能等等。
看书、交流、回答
完成课本P165页部分的内容后，进行交流
看书、交流、回答
看书、交流、回答
完成练习
完成实验、填空
看书、交流、回答、归纳
完成练习
课堂小结
调查、查阅资料，完成论文本节
本堂课要求学生积极参与，教师要调动学生的积极性，让学生积极讨论、交流、回答，所有板书由学生完成
六、板书设计：
第一节能量的转化与守恒
1.能的存在形式：
机械能、电磁能、内能、化学能和核能等。
化学能：
是由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量。
核能：
是由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产生的能量。
2.能量的转移和转化
3.能量守恒定律：
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。
七、教学反思：
八、教学参考
1、能量和能量守恒定律
世界是由运动的物质组成的，物质的运动形式多种多样，并区不断相互转化．正是在研究运动形式转化的过程中，人们逐渐建立起了功和能的概念．能是物质运动的普遍量度，而功是能量变化的量度．
这种说法概括了功和能的本质，但哲学味道浓了一些．在物理学中，从19世纪中叶产生的能量定义：
“能量是物体做功的本领”，一直延用至今．但近年来不论在国外还是国内，物理教育界却对这个定义是否妥当展开过争论．于是许多物理教材，例如现行的中学教材，都不给出能量的一般定义，而是根据上述定义的思想，即物体在某一状态下的能量，是物体由这个状态出发，尽其所能做出的功来给出各种具体的能量形式的操作定义（用量度方法代替定义）．
能量概念的形成和早期发展，始终是和能量守恒定律的建立过程紧密相关的．由于对机械能、内能、电能、化学能、生物能等具体能量形式认识的发展，以及它们之间都能以一定的数量关系相互转化的逐渐被发现，才使能量守恒定律得以建立．这是一段以百年计的漫长历史过程．随着科学的发展，许多重大的新物理现象，如物质的放射性、核结构与核能、各种基本粒子等被发现，都只是给证明这一伟大定律的正确性提供了更丰富的事实．尽管有些现象在发现的当时似乎形成了对这一定律的冲击，但最后仍以这一定律的完全胜利而告终．
能量守恒定律的发现告诉我们，尽管物质世界千变万化，但这种变化决不是没有约束的，最基本的约束就是守恒律．也就是说，一切运动变化无论属于什么样的物质形式，反映什么样的物质特性，服从什么样的特定规律，都要满足一定的守恒律．物理学中的能量、动量和角动量守恒，就是物理运动所必须服从的最基本的规律．与之相较，牛顿运动定律、麦克斯韦方程组等都低了一个层次．
2、能量守恒定律的发现
能量守恒定律的发现（discoveryofconserva—tionlawofenergy）是19世纪物理学发展中的一项极其重大的科学发现。
该定律是在5个国家、由各种不同职业的10余位科学家从不同侧面各自独立发现的。
其中迈尔、焦耳、亥姆霍兹对发现能量守恒定律作出了主要贡献。
迈尔的工作 德国医生迈尔最早是从人体新陈代谢的研究中得出这个重要发现的。
1840年，年仅26岁的迈尔在一艘驶往爪哇的船上作随船医生，他在给生病的船员放血时，发现病人的静脉血比在欧洲时的颜色要红些，由此引起他的沉思。
他想到热带地区人的静脉血所以红些，是由于其中含氧量较高的缘故，而氧所以多出来，是机体中食物的燃烧过程减弱的结果。
这使他联想到食物中化学能与热能的等效性，由此推测如果人体的能的输入同支出是平衡的，那么所有这些形式的能在量上就必定是守恒的。
1842年，迈尔发表了题为《论无机界的力》的论文，进一步表达了物理化学过程中能量守恒的思想，并提出了建立不同的力之间数值上的当量关系的必要性。
焦耳的工作 英国物理学家焦耳极力想从实验上去证明能量的不灭。
1840一1841年，经过多次通电导体产生热量的实验，他发现电能可以转化为热能。
1843年，他钻研并测定了热能和机械功之间的当量关系，做了一系列的实验，并宣布：
自然界的能是不能毁灭的，那里消耗了机械能，总能得到相当的热，热只是能的一种形式。
1847年，他做了迄今认为确定热功当量的最好实验。
此后不断改进实验方法，直到1878年还有测量结果的报告，那时测得热功当量的平均值为423．9千克重米／千卡。
这个值比现在人们公认的值427千克重米／千卡约小o．7％，如此精确的实验结果为能量守恒定律的确立，提供了无可置疑的实验证据。
亥姆霍兹的工作 德国物理学家、生理学家亥姆霍兹是从生理学问题开始对能量守恒原理进行研究的。
在此基础上，于1847年出版了《论力的守恒》一书。
在这部篇幅不长的著作中，亥姆霍兹确认“力”的守恒定律在自然界中所起的作用，给出了不同性质“力”的定量表示式，也就是给出了对不同形式的能的数学表示式，并研究了它们之间相互转化的情况，从而这部著作成了能量守恒定律论证方面影响较大的一篇历史性文献。
能量守恒定律发现的意义 能量守恒定律的发现，在物理学史上是一个非常有教益的事例。
因为在该定律发现的过程中，除了上述3位物理学家作出主要贡献外，还有法国的卡诺于1824年，德国的莫尔于1837年，法国铁道工程师塞甘于1839年，生活在俄国的瑞士化学家赫斯于1840年，德国物理学家霍耳兹曼于1845年，英国律师出身的电化学家格罗夫于1846年，丹麦工程师柯耳丁于1847年，以及法国物理学家伊伦于1854年，都曾独立地发表过有关能量守恒方面的论文，对能量守恒定律的发现作出了贡献。
这就生动地告诉我们，物理学上的历史性突破，个人的努力和才能固然是重要的因素，但客观的历史条件（包括社会、生产和科学的状况）则更为根本。
一旦等到条件成熟时，一个重大的课题同时由几个人甚至十几个人去突破它，也就不足为奇了，这也就体现了历史的必然。
能量守恒定律的发现，在物理学史上又是一个非常重要的事情：
①这个定律表达了关于运动量不可创造和不可消灭的普遍规律；
②这个定律概括了一切物理现象：
力、热、电、磁、光的现象，这就有可能用这一定律从同一观点去研究所有这些现象，把它们看成是可以互相转化的运动的不同形式，揭示了这些运动形式之间的统一性，从而达到物理科学的第二次大综合；
③这个定律的发现也促进对自然现象认识的辩证观点的发展，自然辩证法认为，自然界中的一切现象都应当是相互联系的。
学案
一、学习目标
1.通过实例了解能量及其存在的不同形式。
能说出一些常见的能量名称，知道自然界有多种形式的能量。
2.知道能量守恒定律。
知道永动机不可能制成。
并能自觉利用能量守恒定律分析有关问题。
3.能解释一些常见现象中的能量转化问题。
4.能独立或采取合作的形式完成实验探究内容。
二、学法指导
1、密切与生产、生活紧密相联系，紧密结合先有的生活经验及社会知识；
2、主要是自主阅读，通过各种途径收集相关资料，课上用多种形式交流信息、理解和体会，加强讨论和交流；
3、能量的转化实验、小球摆动实验一定要亲身做一做，教材提供的实验实际上是根据电动机和发电机的原理设计的，根据实际条件，可以灵活处理另行设计；
4、在学习中，可对“能量守恒定律”的建立及其意义多做一些了解，使自己明白永动机是永远制造不出来的，要尊重科学，尊重规律以少走弯路；
三、释疑解难
1．能的存在形式：
机械能、电磁能、内能、化学能和核能等。
2．化学能：
是由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量。
3．核能：
是由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产生的能量。
4．能量守恒定律：
能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。
四、自我检测
1．瀑布从高山上飞泻而下，落地后水温稍有升高，这是能转化为能。
2．发电机发电时，能转化为能。
[答案]：
机械；电
3．下列能的转化中，属于化学能转化为内能的是（D）
A、植物吸收太阳光进行 B、电动机带动水泵抽水
C、摩擦生热 D、燃料燃烧时放时
4．关于能量下列说法正确的是（A）
A、机械能守恒
B、能量正在消失
C、只有动能和重力势能的相互转化
D、减少的那部分机械能转化为内能，能的总量保持不变
5．下列事实中，属于利用机械能转化为内能的是（C）
A、打气筒打气时，筒壁温度升高
B、把烧红的铁块放入冷水中，使冷水变热
C、古代人钻木取火
D、水壶中水沸腾后，水蒸气使壶盖跳动
6．下列现象与对应的能的转化关系正确的是（AB）
A、子弹打进墙壁的过程，机械能转化为内能
B、电熨斗通电后发热，电能转化为内能
C、燃烧木柴把水烧开的过程中，木柴的内能转化为机械能
D、使用太阳能电池的过程中，太阳能转化为电能
7．为什么人造地球卫星在转道上运行时不会被烧毁，而当它进入稠密的大气层时，就会被烧毁？
请从能的转化角度来回答。
五、交流园地
六、课外空间
永动机不能制造
热力学发展初期，热和机械能的相互转化是人们研究的主题。
在工业革命的推动下，工业上和运输上都相当广泛地使用蒸汽机。
人们研究怎样消耗最少的燃料而获得尽可能多的机械能。
甚至幻想制造一种机器，不需要外界提供能量，却能不断地对外做功，这就是所谓的第一类永动机。
为了解决这个问题，促使人们都去研究热和机械能之间的关系问题。
迈尔（J.R.Mayer）第一个提出了能量守恒定律，而此定律得到了物理学界的确认，却是在焦耳（J.P.Joule）的实验工作发表以后。
焦耳在1840～1848年间做了大量实验，测定了热与多种能量的相互转化时的严格的数量关系。
以往热的单位是cal（卡），功以erg尔格）为单位，焦耳的实验结果为1cal=4．184×107erg，这就是著名的热功当量。
此后，更准确地测定为4．184×107erg，即4．184J（焦耳）。
焦耳实验表明，自然界的一切物质都具有能量，它可以有多种不同的形式，但通过适当的装置，能从一种形式转化为另一种形式，在相互转化中，能量的总数量不变。
能量守恒转换定律的建立，对制造永动机的幻想作了最后的判决，因而热力学第一定律的另一种表述为：
“不可能制造出第一类永动机”。
由此可见，热力学第一定律就是涉及热现象领域内的能量守恒和转化定律。
热力学第一定律告诉我们：
物质运动既不能创造，也不能消灭，而运动形式的相互转化是物质本身具有的属性。
恩格斯对能量守恒与转化定律曾经给予很高的评价，将它和细胞学说及进化论相提并论，称它们是揭示自然界辨证发展过程的自然科学的三大发现。
九年级物理第二十章第二节能源与社会
教学建议
一、课标要求
1.了解什么是能源。
知道哪些属于可再生能源，哪些属于不可再生能源。
2.知道能源与人类生存和社会发展密切相关，知道人类发现、开发、利用能源的历史，就是其认识自然、理解自然的历史，并能通过。
具体的事例进行说明。
3.了解能源的利用和开发在推动社会进步的同时，带来了能源危机，也造成了对环境的污染和生态的破坏，学会辨证的思考问题、学会关注自然、关注社会。
二、教材分析
本节内容讨论了能源的开发与利用对人类社会的生存和发展的正反两个方面的影响，分为三个部分,“自然界的能源”、“能源的开发和利用”、“能源和环境”，“自然界的能源”重点介绍了可再生能源与不可再生能源，介绍了世界能源的主要来源以及我国不合理的能源结构，目的是引导学生关注社会，关注人类；“能源的开发和利用”的教学突出了能源与人类生存和社会发展密切相关，知道人类发现、开发、利用能源的历史，就是其认识自然、理解自然的历史；“能源和环境”这部分内容是让学生知道能源的利用和开发在推动社会进步的同时，带来了能源危机，也造成了对环境的污染和生态的破坏，学会辨证的思考问题、学会关注自然、关注社会。
本节内容可与政治、地理、历史等人文学科进行很好的融合，也可以与生物化学学科联系，有丰富教学素材。
教学方法力求灵活生动。
比如可以用“煤的利用导致第一次工业革命和电的发明导致第二次工业革命”说明能源的利用和开发起对人类社会的进步和发展起到了积极的推动作用，也可以采用举办小型报告会的方式让学生讨论“能源的利用与环境保护”等问题。
重点：
1、知道可再生能源和不可再生能源的区别
2、知道世界能源的构成和我国能源的结构
3、了解能源与环境的关系，增强环境保护的意识
难点：
理解可再生能源和不可再生能源的分类及能源与环境之间的关系
三、课时安排：
一课时
四、教学准备：
能源、能源与环境的有关录像带等
五、教学设计：
引言：
能源与我们的生活密切相关,能源直接影响到我们的生活质量。
“节能”、“缺电”、“新能源”、“能源与环境”成为一个又一个热门话题，今天我们来研究能源与社会的关系。
教学内容
教师活动
学生活动
备注
一、自然界的能源
二、能源的开发和利用
三、能源与环境
四、课堂练习
五、课堂小结
1.安排学生看书后，提出问题：
生活中什么是可再生能源，什么是不可再生能源？
各举两例进行说明。
2.你能说出世界和我国能源消耗结构比例吗？
1.安排学生看书后，提出问题：
纵观几千年的文明史，人类发现、开发、利用能源的历史就是其认识自然、理解自然的历史，也是人类的文明史，你同意这种看法吗？
2.有人说，煤的利用导致第一次工业革命，电的发明导致第二次工业革命，谈谈你的看法？
1.能源的开发和利用带来了环境污染和生态破坏，谈谈你对这个方面的认识？
2.如何解决能源的利用与环境保护的矛盾，谈一谈你的看法？
课堂练习
1. 、 、 属于不可再生能源， 、 、 、属于可再生能源。
答案：
煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能
2.下列关于能源说法不正确的是（D）
A化石燃料属于一次能源
B二次能源是由一次能源转化来的
C一次能源中化石燃料、水能、风能都来源于太阳能
D一次能源都是开发利用后不能再生的能源，二次能源是可以再生的能源
学生小结
课外作业：
上网或查阅有关资料了解能源的开发和利用带来的环境污染和生态破坏。
学生看书、回答问题
讨论、
升级会员 