人教版物理九年级全册第22章教案

第第 1 1 节节能能源源【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:11.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?23.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。第第 2 2 节节核核能能【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】3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。4教师介绍:经科学家研究 1 kg 铀 235 中的铀核如果全部发生裂变,释放出的能量相当于2500 t 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:5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 1 000 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】6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 节核能第第 3 3 节节太太阳阳能能【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 160 km/h,你知道它的关键部件是什么吗?从而引入太阳能。7【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1 500 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8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)。9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。第第 4 4 节节能源与可持续发展能源与可持续发展【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】10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。11(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,