能源与可持续发展

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1、第二十二章 能源与可持续发展1通过实例，了解能量及其存在的不同形式能描述各种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能通过具体实例，说出能源与人类生存和社会发展的关系4能结合实例，说出不可再生能源和可再生能源的特点5知道核能的优点和可能带来的问题6了解世界和我国的能源状况，对能源的开发利用要有可持续发展的意识“能量”是物理学中一个非常重要的概念在日常生活中经常接触到“能量”一词，学生 对这个词本身比较熟悉，但对作为物理概念（物理量）还是比较陌生的，教材从八年级上学期 开始渗透光能、热能，到电学板块时直接提出了电能的概念，将词义变成物

2、理量，从而有了 单位及计算的方法，同时粗略地渗透动能的概念，九年级又形成了动能、势能、机械能、内 能等概念“能量”作为主线之一，也贯穿在整套教材当中本章在前面学过的各种能的知识 基础之上，对能源知识做了常识性的介绍，对“能量”概念进行了简单的回顾和总结本章教材作为义务教育阶段物理教学的最后一章，起着至关重要的压轴作用它使得义 务教育阶段物理教学的目的在此达到高潮，物理教育教学的意义得以充分的体现从知识方 面看，对能量、能源及转化有全面的认识，从价值观方面看，培养了学生的节能意识和环保 意识，对于能源的开发利用有可持续发展的意识本章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，其他的目

3、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学生从学习物理开始就接触光能、热能，到学习电能时就涉及了电能与其他形式能的相 互转化问题，后来又逐渐学习了动能、势能、机械能、内能及它们之间的相互转化，学习了 能的转化与守恒定律，能源是提供能量的物质，与能量是密不可分的，学生对各种能量的了 解与学习，为本章的学习奠定了基础节能环保是当今社会发展的主题，也是学生日常生活 中经常接触的话题，这也会激发学生的学习兴趣核电站、核武器等内容也是学生的兴趣点， 太阳能热水器已经走进千家万户，太阳能电池、太阳能路灯也是学生心存疑惑争于探究的问

4、题但本章知识的综合性和抽象性也会给学生的学习带来一定的困难本章的重点内容是原子能、核能以及能量的转化、转移，虽然学生对太阳能很熟，但是 没有原子核和核能为基础理解起来是困难的因此本章应该重视核能、太阳能这两节内容的 教学教学中要尽量关注学生对于能量转移和转化事实的积累和认识，尽量让学生参与以期 获得一些规律性知识和结合社会发展的深层次思考首先通过实例介绍能源的不同分类：可 再生、不可再生；一次能源、二次能源；常规能源、新能源核能应用的两种方式，核聚变、 核裂变，主要以视频课件为主以核能为基础，教师讲解太阳内部的反应来理解太阳能的取 之不尽用之不竭，并引导学生介绍太阳能应用的优缺点，能源革命可以

5、让学生通过阅读教材 掌握内容，而能的转移和转化的方向性可以通过实例让学生分析归纳自主探究得出，能源与 可持续发展是课前留给学生的作业，可以通过互联网等手段查询资料未来理想能源可以让 学生根据知识结合自己对能源的认识谈谈自己的想法第 1 节 能源知识与技能1通过实例了解有哪些不同形式的能量，知道人类利用能源的历程 2常识性了解什么是能源；什么是一次能源、二次能源及其各自的特点过程与方法 通过收集信息、阅读资料、相互交流，判断能源与人类生存和社会发展的说法是否正确 情感、态度与价值观 从能源问题到能源科学引发学生的学习兴趣和学习欲望知道哪些能源是一次能源、哪些能源是二次能源.多媒体课件教师活动学生

6、活动设计意图新课导入提问：什么是能量你能举例说说生产和生活中需要 大量的能量吗这些能量又是由什么提供的呢学生大胆举例回答问题启发学生多留意身边的物理现 象.创设悬念，激发学生求知欲.新课教学教师播放多媒体课件.讲解能源.请冋学举出自己所知道的能源.教师讲解.化石能源：煤、石油、天然气、一次 能源和二次能源的分类及其特点.指导学生看书、提问：人类利用能源经历了怎样的历程.学生观看课件，知道能够提供能 量的物质资源是能源.学生举例.学生理解、记忆知道一次能源有：化石能源、水能、 风能、太阳能、核能等.二次能源： 电能.学生看书回答.创设环境，吸引学生注意力.体现学生学习的主动性.培养学生理解记忆能

7、力.培养学生总结归纳能力.课堂小结师生共同总结布置作业教材1 6 9页1、2定义：能够提供能量的物质资源能源分类I化石能源：煤、石油、天然气 一次能源水能风能二次能源：电能人类利用能源的历程能源的分类能源种类繁多，而且经过人类不断地开发与研究，更多新型能源已经开始能够满足人类 需求根据不同的划分方式，能源也可分为不同的类型，主要有以下七种分法1按来源分为三类：(1) 来自地球外部天体的能源(主要是太阳能)除直接辐射外，并为风能、水能、生物质 能和矿物能源等的产生提供基础(2) 地球本身蕴藏的能量如核能、地热能等(3) 地球和其他天体相互作用而产生的能量如潮汐能2按能源的基本形态分类，有一次能源

8、和二次能源前者即天然能源，指在自然界现 成存在的能源，如煤炭、石油、天然气、水能等后者指由一次能源加工转换而成的能源， 如电能、煤气及各种石油制品等3根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源，污染型能源包 括煤炭、石油等，清洁型能源包括水能、电能、太阳能、风能等4根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源利用技术上比较成熟，使用比 较普遍的能源叫做常规能源包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、石油、 天然气等资源新近利用或正在着手开发的能源叫做新型能源新型能源是相对于常规能源 而言的，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能以及用于核能发电的核燃料 等能

9、源5按能源的形态特征或转换与应用的层次对它进行分类，可分为：固体燃料、液体燃 料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能、核能、海洋能和地热能其中，前 三个类型统称化石燃料或化石能源已被人类认识的上述能源，在一定条件下可以转换为人 们所需的某种形式的能量比如薪柴和煤炭，把它们加热到一定温度，它们能和空气中的氧 气化合并放出大量的热能，我们可以用热来取暖、做饭或制冷，也可以用热来产生蒸汽，用 蒸汽推动汽轮机，使热能变成机械能；也可以用汽轮机带动电机，使机械能变成电能；如果 把电送到工厂、企业、机关、农牧林区和住户，它又可以转换成机械能、光能或热能6按能源是否可以再生分为可再生能源和不可再生

10、能源凡是可以不断得到补充或能 在较短周期内再产生的能源称为可再生能源，反之称为不可再生能源风能、水能、海洋能、 潮汐能、太阳能和生物质能等是可再生能源；煤、石油和天然气等是不可再生能源第 2 节 核能知识与技能1了解核能、裂变、链式反应和聚变的有关知识 2了解核电站的常识，知道核能的优点和可能带来的问题过程与方法1通过探究学习活动，学习信息处理方法，培养信息处理能力 2通过自己学习的过程，培养自学能力情感、态度与价值观 1通过本节学习，培养学生了解核能奥秘的兴趣，正确认识核能的价值 2通过该节的学习，认识科学技术对人类生活的影响，树立将科学服务于人类的意识重点 知道可控链式反应，区分裂变与聚变

11、 难点 了解链式反应及发生的条件火柴一盒、制作多媒体课件一、情境导入1 945 年，第二次世界大战的后期，美国在日本的广岛、长崎各投下一颗原子弹，使两 岛遭受毁灭性的打击，最后迫使日本投降思考：原子弹为什么有如此大的威力二、新课教学1原子、原子核 让学生观察原子结构示意图（如下图），了解原子的结构【教师讲解】 原子组成丰富多彩的物质世界，组成原子的则是更小的原子核和核外电 子原子核带正电，核外电子带负电，原子的质量主要集中在原子核，质量较小的核外电子 围绕着原子核高速转动，组成原子核的是质子和中子，质子和中子之间依靠强大的核力紧紧 结合在一起2核能【思考】 核能是怎么来的【教师讲解】 原子核内

12、的质子和中子由于强大的核力紧紧结合在一起，如果将它们分 裂开或者重新组合，就会释放出惊人的能量，这就是核能1 kg 铀完全反应时释放的能量超过2 000 t 无烟煤完全燃烧时放出的能量，1 kg 氢完全 聚变时释放的能量相当于40 000 t 无烟煤完全燃烧时放出的能量如果人类完全掌握了核能 的使用技术，就可以说掌握了通向无穷能源宝库的金钥匙3核裂变【教师演示】 将火柴搭成如图所示的结构，点燃第一根火柴后，观察所发生的情况【想想议议】 如果用中子轰击较大的原子核，能使原子核分裂开，发生裂变现象通 过上面的实验你能找到通过点燃一根火柴使很多火柴不断点燃的办法吗那么怎样才能使原 子核的裂变也不断继

13、续下去呢（展示图片如下图所示）【教师讲解】 如果用一个中子轰击质量较大的原子核能使原子核发生裂变，且裂变的 同时还能释放出中子，这些中子又可以继续使其他的原子核裂变，这样就可以使核裂变继续 下去了，如：用中子轰击铀235 原子核就可以放出二至三个中子，它们又可以引起其他铀核 的裂变，再放出几个中子，再引起裂变这样，只要有一个核发生了裂变，就可以引起一 连串的裂变，并放出大量的能量这就是链式反应（如图所示）快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸，原子弹就是利用快速裂变制成的还可以控制链 式反应的速度，把核能用于和平建设事业，“核反应堆”就是控制裂变反应的装置，已成功地 应用到核潜艇、核电站等装置4核聚

14、变请学生观看我国引爆第一颗原子弹和氢弹的录像【思考】 同学们观察到是原子弹还是氢弹的威力更大、释放的能量更多那么氢弹是怎 样产生大量的能量呢【教师讲解】 较轻的核结合成较重的核，也能释放能量，这种现象叫做核聚变如图 氘核、氚核在超高温下聚合成氦核，释放出核能氢弹就是利用轻核聚变制成的，它是比原子弹威力更大的核武器，由于核聚变需要很 高的温度，所以氢弹要通过原子弹的爆炸产生的高温来引爆三、课堂小结 1裂变：核物理中把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应 2聚变：把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应 3核能：原子核在裂变和聚变过程中释放出的能量4. 链式反应：当一个铀核裂变时，会同时放出

15、23个中子，这些中子又能去轰击其他 的铀核，再使它们分裂，于是放出更多的中子，这种裂变的引发过程叫做链式反应5. 核电站工作的能量转换过程：核能T内能T机械能T电能.四、检测反馈1获得核能有两种途径：一种是，另一种是其中必须在高温条件下才能进行答案 裂变 聚变 聚变2核电站的核心是，它以为核燃料，反应堆中放出的能转化为高温蒸汽的能，通过汽轮发电机转化为能答案 核反应堆 铀 核 内 电 3氢弹是利用轻核聚变的原理制成的，一般来说，氢弹的威力比原子弹的威力()A. 大B.小C.无法确定 D.差不多答案 A4. 有关核反应堆的下列说法中，正确的是()A. 核反应堆是进行聚变而获得核能的一种装置B. 核反应堆是进行裂变，且不加控制而获得核能的一种装置C. 核反应堆是控制