沪粤版九年级物理下册学案 第20章 能源与能量守恒定律.docx

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沪粤版九年级物理下册学案第20章能源与能量守恒定律

第二十章

能源与能量守恒定律

20.1　能源和能源危机

【学习目标】

1．常识性了解能源的概念和分类。

2．初步了解人类利用能源的发展足迹，了解人类能源消耗的增长状况。

3．了解我国能源状况及能源危机的挑战。

————————

行为提示：

1．认真阅读学习目标，用双色笔将行为动词画上记号。

2．创设情景，导入新课。

提示：

对能源进行分类，关键是搞清楚分类的标准，同一种能源，按不同分类标准划分，可能分属于不同类别。

情景导入　生成问题

师：

我们每天要吃饭、喝水，用什么来煮饭、烧水呢？

生：

煤、煤气、柴草、天然气……

师：

要开动汽车、火车、飞机等交通工具，需要消耗什么呢？

生：

汽油或者柴油、煤油等。

师：

煤、煤气、柴草、天然气、汽油、柴油或者煤油等在起什么作用？

生：

提供能量。

过渡语：

能够提供能量的物质就是能源。

（引入本课）

自学互研　生成能力

自主阅读教材P70～71的内容，完成下列问题：

1．什么叫能源？

答：

像煤、天然气、汽油、风、电、太阳光等能够提供能量的物质资源，我们把它们都叫做能源。

2．人类利用能源的历史经历了哪些变革？

答：

19世纪中叶以前是世界上能源的薪柴时期，到19世纪末，世界进入煤炭时代，进入20世纪60年代以来，世界进入石油时代。

目前，人们正致力于开发太阳能、核能、水能、风能、海洋能、氢能……21世纪将是太阳能、核能时期或是多元化能源时期。

3．能源按其从自然界能否直接获得可以如何进行分类？

答：

可分为一次能源和二次能源。

可以直接使用的能源叫做一次能源，从一次能源经过加工转换而来的能源，叫做二次能源。

　　独立完成知识板块一、二，教师巡视，根据完成情况挑两组同学带领大家分别学习知识板块一、二，其他同学补充或纠错。

教师选择两组在全班进行展示方案一、二，小组互相进行点评。

各小组长将各知识板块中不能解决的问题展示到小黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。

对照学习目标思考：

1．今天我学到了什么知识？

2．我还存在的疑惑是什么？

自主阅读教材P72～73的内容，完成下列问题：

4．能源按能否循环再生如何分类？

答：

可分为不可再生能源和可再生能源。

木炭、煤、石油、天然气等一旦被消耗，是不能再生的，这类能源属于不可再生能源；太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能等是不会随开发利用而日益减少的，这类能源可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源。

5．我国能源消耗结构现状如何？

为什么存在能源危机挑战？

答：

无论是我国还是世界，在能源消耗的结构上，仍存在不科学、不合理的现象，即在人类消耗的能源中，90%以上都是不可再生的能源。

我国是人口大国，每人平均拥有能源的数量还是很少的，随着国民经济的发展和人口的增长，我国能源的消耗量相应迅速增长，在能源供给和需求方面的矛盾将日益突出。

结合教材P73信息浏览，计算我国能源的人均拥有量分别是多少，网上查查其他大国能源的人均拥有量，组内同学谈谈自己感想，组内归纳形成共识进行展示。

交流展示　生成新知

方案一　（淮安中考）给出的四组能源中，均为可再生能源的一组是（　A　）

A．太阳能、水能、风能　　　　　　　B．天然气、石油、氢能

C．地热能、核能、煤炭D．潮汐能、核能、石油

方案二　湘潭电机厂研制的直驱型风力发电机组处于国际领先地位。

（1）直驱型风力发电机是将风的动能转化成电能的装置。

它是利用风力带动风车叶片旋转，使发电机的转子（永磁体）在定子（线圈）中运动，从而在定子（线圈）中产生电流。

（2）风能作为一种清洁的可再生（选填“可再生”或“不可再生”）能源，其蕴藏量巨大，比地球上可开发利用的水能大10倍。

我国仅陆地上一天的风能就有大约1.8×1016J，这相当于6×105t热值为3×107J/kg的煤完全燃烧所放出的热量。

当堂演练　达成目标

见学生用书

课后反思　查漏补缺

20．2　开发新能源

【学习目标】

1．了解太阳能是人类能源的宝库，了解太阳能的有关知识，知道太阳能的利用方式。

2．了解核能的由来，知道核能的优点和可能带来的问题，知道核能的利用方式。

3．了解风能、海洋能、氢能的有关知识。

————————

行为提示：

1．认真阅读学习目标，用双色笔将行为动词画上记号。

2．创设情景，导入新课。

提示：

在太阳内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大的核能。

大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射。

情景导入　生成问题

多媒体展示图片：

太阳。

师：

动植物的生长、人类的活动都无法离开太阳。

这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久。

你是否了解太阳？

人类是否能够从距离地球1.5亿千米远处的太阳上获取所需的能源？

本节我们来研究——太阳能。

自学互研　生成能力

自主阅读教材P74～76的内容，完成下列问题：

1．吸收和利用太阳能有哪四种主要途径？

答：

①通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来；②通过大气和水分的蒸腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来；③被海洋吸收，成为海洋的内能；④被人们直接利用。

2．太阳能直接利用现有几种方式？

答：

现有三种方式：

光热转换、光电转换、光化转换。

3．太阳能具有哪些优、缺点？

答：

优点：

能量巨大；供应时间长；分布广；无需开采、运输安全；无污染。

缺点：

存在分散；功率变化大，不稳定；转化率低，转化系统造价高。

自主阅读教材P76～78的内容，完成下列问题：

4．什么是核能？

释放核能有哪两种方式？

答：

原子核内部蕴藏的巨大的能量，叫做原子核能，简称核能。

释放核能的两种方式：

一是使原子核发生核裂变，二是使原子核发生核聚变。

提示：

如链式反应不加控制，在极短时间内会释放出巨大的核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是据此原理制成的。

独立完成知识板块一、二，教师巡视，根据完成情况挑几组同学带领大家分别学习知识板块一、二，其他同学补充或纠错。

教师选择两组在全班进行展示方案一、二，小组互相进行点评。

各小组长将各知识板块中不能解决的问题展示到小黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。

对照学习目标思考：

1．今天我学到了什么知识？

2．我还存在的疑惑是什么？

5.什么是链式反应？

核反应堆的作用是什么？

答：

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，于是就会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；核反应堆的作用就是控制产生中子的数量和速度，使链式反应可控。

6．什么叫核聚变？

答：

在超高温条件下，可将两种质量较轻的原子核（如氘和氚），聚合成一个较重的原子核，这种反应叫核聚变。

阅读教材P79信息浏览海洋能、风能、氢能的有关知识，同组同学讨论在太阳能、核能、风能、海洋能中，哪些可能成为人类未来的理想能源？

并说出你的理由。

交流展示　生成新知

方案一　（东营中考）核电站发电流程如图所示，在核电站的发电过程中，下列所述能量转化顺序正确的是（　C　）

A．核能→化学能→内能→电能

B．核能→化学能→机械能→电能

C．核能→内能→机械能→电能

D．核能→机械能→内能→电能

方案二　如图所示是太阳能热电站的原理图，看图回答下列问题。

（1）反射镜的作用是改变光的传播方向。

太阳能热电站发电受天气的影响，阴雨天时，发电的功率将减小，图中能够保证阴雨天还能发电的装置是储热器。

（2）从集热器到汽轮发电机，发生的能量转化是内能转化为机械能。

在汽轮发电机中发生的能量转化是机械能转化为电能。

（3）与火力发电站相比，太阳能热电站的优点是无污染、储量丰富、能量大，缺点是受天气、时间限制。

当堂演练　达成目标

见学生用书

课后反思　查漏补缺

20．3　能的转化与能量守恒

【学习目标】

1．知道能量在一定条件下是可以转化和转移的。

2．知道能量的转移和转化过程中能量是守恒的。

3．了解能量在转移和转化过程中的方向性。

————————

行为提示：

1．认真阅读学习目标，用双色笔将行为动词画上记号。

2．创设情景，导入新课。

提示：

能量转移只是位置发生改变，能量的形式不变；能量在转化过程中，能量的形式改变。

能量的转化是需要一定条件的。

提示：

能量守恒定律是自然界最普遍、最根本的定律之一。

情景导入　生成问题

如图所示，小明在公园玩滑梯，他在下滑的过程中会感觉到屁股发烫。

他为什么会感觉屁股发烫呢？

要想知道其中道理就需要认真学习本节有关内容。

自学互研　生成能力

自主阅读教材P81～82的内容，完成下列问题：

1．什么叫能量的转移与转化？

答：

自然界中的能量不仅可以从一个物体转移到其他物体，而且在一定条件下，形式不同的能量之间还可以相互转化。

2．说出下列过程中能量转化或转移的情况：

（1）火箭点燃后腾空而起内能→机械能；

（2）飞驰的流星拖着一条发光的尾巴机械能→内能；

（3）电饭煲通电煮饭电能→内能；

（4）晒太阳感到暖和太阳能→内能；

（5）植物的光合作用太阳能→化学能。

自主阅读教材P83～84的内容，完成下列问题：

3．什么叫能量守恒定律？

答：

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到其他物体，或者从一种形式转化为其他形式。

能量在转移和转化过程中，能的总量保持不变。

这就是能量守恒定律。

4．为什么制作“永动机”是永远失败的？

答：

因为“永动机”不符合能量守恒定律。

　　独立完成知识板块一、二、三，教师巡视，根据完成情况挑三组同学带领大家分别学习知识板块一、二、三，其他同学补充或纠错。

教师选择两组在全班进行方案一、二展示，小组互相进行点评。

各小组长将各知识板块中不能解决的问题展示到小黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。

对照学习目标思考：

1．今天我学到了什么知识？

2．我还存在的疑惑是什么？

自主阅读教材P84～85的内容，完成下列问题：

5．既然能量是守恒的，那么地球上的能量就不会减少了，为什么还需要节约能源呢？

答：

能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。

我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。

6．冬天，暖气把自己的内能传递给房间里的空气，供人们取暖；到了春天，我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用，一般情况下，内能只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。

上述事例说明：

能量的转化、能量的转移，都是有方向性的。

知识板块一中，组内同学每人举一个能量转移或转化的实例，每组选最有代表性的实例展示。

交流展示　生成新知

方案一　（北京中考）下列说法中正确的是（　D　）

A．电饭锅工作时，将内能转化为电能

B．电风扇工作时，将机械能转化为电能

C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能

D．在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能

方案二　科技馆里有一种“水车”，其结构如图所示，叶片是由高分子聚合材料制成的，特点是在常温下，叶片是平直的；在高温下，叶片可向一侧弯曲。

当把水车的下半部分放进热水中时，水车可以不停地转动起来。

有人说这种“水车”是永动机，因为它没有外部动力也能转动，事实是这样吗？

试加以说明。

答：

永动机是一种既可以不消耗能量，又能不断地对外做功的机械，由于它违背了能量的转化和守恒定律，所以是不可能制造出来的。

该“水车”不是永动机，从能量的转化角度看，它是将内能转化为机械能的装置，热水在推动叶片运动做功时，要消耗水的内能