沪科版九年级物理第20章能源、材料与社会PPT.pptx

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第一节能量的转化与守恒,第二十章能源、材料与社会,拉长的橡皮筋,山巅的危石,运动的足球,西藏羊八井地热池,燃烧的木材,美味的蛋糕,导入新课,导入新课,1.知道能量的形式是多样的，知道能量是可以转化或转移的；2.了解能量守恒定律；2.知道能量转移与转化是有方向性的。

学习目标,我们的生活中都接触过哪些能量？

化学能是由于化学反应而产生的能量。

木材的燃烧是一种化学反应，燃烧时产生的光和热就来源于木材里储存的化学能；食物也具有化学能，人们的生活、工作所消耗的能量就来源于食物里储存的化学能。

讲授新课,核能是由于核反应，物质的原子核结构发生变化而释放的能量。

我国第一颗原子弹爆炸,我国第一颗氢弹爆炸,讲授新课,各种形式的能可以互相转化,机械能转化为内能,机械能转化为电能,电能转化为机械能,电动机带动水泵把地下水送到地面,水电站里水轮机带动发电机发电,钻木取火,讲授新课,光能转化为电能,化学能转化为内能,光能转化为化学能,植物吸收太阳光进行光合作用,燃料燃烧时发热,光太阳能电池,讲授新课,结合图中给出的实例，你能做些补充吗？

讲授新课,太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。

人类的日常生活，也无法离开阳光。

讲授新课,想想议议,2.减少的机械能到哪里去了？

小球跟空气和地面摩擦，一部分的机械能转化为内能。

1.小球的高度逐渐降低说明了什么？

说明了小球的机械能逐渐减少。

讲授新课,能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而能的总量保持不变。

讲授新课,想一想：

玩具小丑在跳动过程中，能量是如何转化的？

它遵守能量守恒定律吗？

讲授新课,讨论：

有人曾设想制造一种不需要动力就能源源不断地对外做功的机器，人们把这种机器叫永动机。

这种机器有可能制成吗？

为什么？

讲授新课,能量的转移和转化有一定的方向性。

问题：

讲授新课,我们从石油中提炼出汽油，内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能、内能。

这些机械能、内能无法再转化回可以被利用的能源。

讲授新课,火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。

用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量无法再变回能源。

讲授新课,在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。

如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。

例如电冰箱就需要消耗电能。

讲授新课,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。

能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。

人们是在能量的转化和转移的过程中利用能量。

讲授新课,多种形式的能量,化学能,核能,能量的转移与转化,能量之间是可以相互转移和转化的,地球上的能源主要来自于太阳,能量守恒定律,能量转移与转化的方向性,能量的转化与守恒,课堂小结,第二节能源的开发和利用,第二十章能源、材料与社会,1.我国的能源结构,2.国际能源机构的统计，地球上的石油、天然气、煤供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年。

看下列材料，你有什么想说的？

导入新课,导入新课,1.能结合实例，说出可再生能源和不可再生能源的特点；2.了解太阳、核能的优点，了解核聚变、核裂变；3.了解地热能、潮汐能、风能。

学习目标,我国古代对水能的利用,自然界中部分能源情况,讲授新课,大约在200多年前，由于煤的大量开采，人类利用能源的历史进入了一个崭新的时期。

用煤作燃料的蒸汽机的发明，带来了人类历史上的第一次工业革命。

各种机械以及交通工具的相继发明大大提高了社会生产力。

随后，石油、天然气先后成为人类生产、生活广泛使用的能源。

讲授新课,通过对电磁的研究，人类找到了开发和利用能源的新途径，电能的利用，为人类带来光明、灿烂的新世界。

各种电器设备的发明，使人们生活水平、生活质量得到极大的改善。

灯火辉煌的夜景,讲授新课,1.不可再生能源,像煤、石油、天然气、铀矿这类的化石或矿物能源一旦消耗就很难再生的能源为不可再生能源。

讲授新课,2.可再生能源,像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源。

讲授新课,人们在清理海上漂浮的石油,烟雾笼罩的城市,讲授新课,工厂排出的废气,全球暖化导致北极熊饥不择食大熊吃小熊,泄漏的石油会污染海洋、煤燃烧产生的二氧化碳和烟尘会造成空气污染、温室效应怎样解决利用能源与保护环境的问题呢？

讲授新课,1.太阳能,太阳能是取之不尽，用之不竭的天然能源，而且是一种“清洁”的能源，不会带来环境污染问题。

太阳灶,太阳能热水器,讲授新课,人们利用太阳能一方面直接转化为内能、热能，另一方面利用太阳能发电。

航天器,太阳能发电装置,讲授新课,太阳能热水器,太阳能热水器的工作原理：

太阳光的照射使加热管内水的温度上升，由于热水的密度比冷水小，管内的热水不断上升并储存在储水箱上部；同时，储水箱内温度较低的水下降到加热管内，通过水的不断对流，最终使得储水箱内的温度升高。

讲授新课,2.核能,原子核发生改变所产生的能量,核能的开发和利用可以采用两种方法：

（1）利用核裂变释放能量；,核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。

原子弹就是根据这个原理制造的一种核武器。

讲授新课,将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？

用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。

于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。

讲授新课,

（2）核聚变释放能量。

核聚变是较轻的原子核结合为较重的原子核的一种核反应。

氢弹就是根据这个原理制造的一种威力比原子弹更大的核武器。

利用核能发电是人们利用核能的一个重要方向。

目前，世界上已经利用核裂变原理建成了许多核能发电站。

讲授新课,3.地热能,地球内部蕴藏着大量的热。

在有地热资源的地方可以开发的利用地热能发电。

冰岛地热,讲授新课,4.潮汐能,月球、太阳对地球的引力作用产生了潮汐。

每天，涨潮与落潮蕴藏着巨大的能量，这种能量可以用来发电。

潮汐电站,讲授新课,涨潮时：

潮水从导流管流入水库的同时推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电。

随着潮水的不断涌入，水库水位逐渐上涨，储存能量。

讲授新课,退潮时：

海水奔腾而去，水位陆续下降，水库的水流从导流孔流向大海，推动水轮机再次转动，水轮机又一次带动发电机发电。

潮汐能发电成本低，污染少，是一种很有发展潜力的新能源。

讲授新课,5.风能,风具有很大的能量。

人们很早就学会了利用风能行船、抽水、磨谷风能还可以用来发电。

风力发电站,讲授新课,开发新能源,太阳能,核能,其他新能源,来源优缺点利用,光转化为电光转化为热,获取核能的途径,裂变聚变,地热能潮汐能风能,和平利用核能,课堂小结,第三节材料的开发和利用,第二十章能源、材料与社会,我们周围的材料,虽然社会的发展给我们带来了丰富的物品，但是为了制造物美价廉、性能更好的物品，人们正不断地研究性能更好、更有价值的新材料。

导入新课,导入新课,1.了解物质的属性对科技进步的影响；2.初步了解半导体、超导体、纳米材料的应用和对社会的发展；3.有保护环境和合理利用资源的意识。

学习目标,原始人类用石材制造的工具,铸钟我国是世界上最早掌握青铜冶炼技术的国家之一,讲授新课,人类使用材料的历史已经历了以下几个时代：

石器时代、青铜器时代、铁器时代、蒸汽时代、电气时代、电子信息时代。

1.石器时代（400,0004,500）人类主要以石头、骨头、木制作简单的工具陶器的出现是人类跨入新石器时代的重要标志之一。

2.青铜器时代（4,5001,000）大量使用青铜作为第一种合金做工具、青铜礼器的时期。

讲授新课,3.铁器时代（1000）人类使用铁来制造工具和武器。

4.蒸汽时代（18世纪60年代）人类开始了第一次工业革命，并创造了巨大的生产力，人类进入“蒸汽时代”。

5.电气时代（19世纪70年代）今天所使用的电灯、电话都是在在第二次工业革命中被发明出来的，人类由此进入“电气时代”。

6.电子信息时代（20世纪四五十年代）以原子能技术、航天技术和电子计算机的运用为代表的第三次科技革命开始兴起，它将人类社会带入了电子信息时代。

讲授新课,根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。

1.容易导电的材料是导体，例如：

金、银、铜、铁。

其中铜、铝是最常用的电的良导体，常用来制成导线。

讲授新课,2.不容易导电的材料是绝缘体，例如：

玻璃、橡胶等材料。

3.半导体材料是导电性能介于导体和绝缘体之间的材料，例如：

硅、锗、砷化镓等。

硅材料用于制作半导体元件,讲授新课,实验探究：

导体与绝缘体,实验材料：

电源、灯泡、导线、接线柱、开关、待测材料。

实验设计：

在右边方框中，自己设计一个实验电路，进行实验，判定待测材料是导体还是绝缘体。

实验过程及结论：

绿色为待测材料，如果闭合开关，小灯亮，则待测材料为导体，若小灯不亮，则为绝缘体。

讲授新课,半导体可以制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路。

半导体二极管有单向导电性，半导体三极管可以用来放大电信号。

半导体元件,从常用电器，如收音机、录音机、电视机、电脑等中，都可以找到大量的半导体元件。

讲授新课,实验探究：

半导体二极管单向导电特性,实验材料：

电源、灯泡、导线、接线柱、开关、半导体二极管。

实验设计：

在右边方框中，自己设计一个实验电路，进行实验，判定半导体二极管导电特性。

图1,图2,讲授新课,实验过程：

将半导体二极管分别如图所示进行连接，闭合开关，观察小灯是否亮起。

实验结论：

如图1所示灯泡亮起，如图2所示，灯泡不亮，说明半导体二极管具有单向导电性。

讲授新课,1.超导材料,汞的电阻随温度变化情况,1911年，昂内斯在研究汞电阻随温度的变化时，观察到在测试温度降低到4.2K时，汞的电阻突然降低到测量不到的微小值，从而发现超导现象。

讲授新课,超导材料出现以后，人们首先想到的就是利用超导体的零电阻特性实现远距离大功率输电，因为超导输电线可以无损耗地输送极大的电流。

这意味着用细电线就可以输送强电流。

很细的超导丝就可以输送强大的电流,讲授新课,超导磁浮现象使人们想到可以用超导体来实现交通工具的无摩擦运行，这将会大大提高交通工具的运行速度。

20世纪末，人们分别对超导列车、超导船进行了可行性实验。

讲授新课,2.纳米材料,纳米材料统指合成材料的基本单元大小限制在1100nm范围内的材料，这大约相当于101000个原子紧密排列在一起的尺度。

纳米材料除了其基本单元的尺度小以外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊的性能。

讲授新课,人们正在研制纳米尺度的微小机器，由纳米材料制成的导线将大大提高计算机的性能，并缩小计算机芯片的体积。

用纳米技术做成的量子磁盘，每平方厘米面积内可贮存3万部红楼梦。

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