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1、 能量和能源公开课教案朱海舟一、基本要求: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.。 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。 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。 . 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、
2、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过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。这部分内容对于同学们树立科学的世界观、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
3、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,让同学们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，并通过同学们的实验探究，让同学们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同学们了解，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
4、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，让同学们了解,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： 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: 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
5、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。一、 能量的转化与守恒 （一）能的转化和守恒定律我们知道,在机械能的范围内,动能和势能之间可以相互转化. 通过学习改变物体内能的方法有做功和热传递，我们又知道了机械能和内能之间也可以相互转化.这样，能的转化的范围便由机械能的狭小范围扩大到机械能和内能的较大范围。 过去我们还学习过电能可以转化为热能(即内能），例如电灯和电热器.电能也可以转化为机械能，例如电风扇。电池能提供电流，说明化学能可以转变成电能。这些事例都说明了自然界中的现象相联系,电现象和热现象相联系，化学现象和电现象相联系.今后我们还要学习电现象和机械运动现象相
6、联系等等.这些错综复杂的联系之中,都伴随着能的转化。也可以说，能的转化的规律将自然界中的各种现象联系在一起。在19世纪确立了自然界的一个最普遍的定律:能的转化和守恒定律. 在外界对物体做功的情况下，机械能转化为内能。外界对物体做了多少功,就有多少机械能转化为等量的内能。 物体对外做功，内能转化为机械能。物体对外做了多少功，就有多少内能转化为等量的机械能。 电流做功时,电流做了多少功,就有多少电能转化为等量的其他形式的能。电流通过电热器，完成了电能向热能的转化；电流通过电动机,完成了电能向机械能的转化。 所以说，做功才实现了能的转化,能的转化是通过做功才实现的。 能的转化是十分普遍的。大量的实验
7、事实证明，任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗了多少某种形式的能,就得到多少其他形式的能,而能的总量保持不变。 能量既不能消灭,也不能创生，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。 这个规律叫能的转化和守恒定律，是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。从物理、化学到地质、生物，大到天体宇宙,小到原子核内部，只要有能的转化，就一定遵从能量守恒定律。在工程技术、科学研究中，这一规律都发挥着重要的作用。（二）注意按客观规律办事 人们利用各种能源，都是通过能的转化来实现的。利用电能是把电能转化为机械能带动各种机器工作;把电能转化为热能，炼钢、烧饭
8、;把电能转化为化学能对金属进行电镀等等。我们只有掌握了规律,按规律办事，而规律是不能随人们的意志转移的。过去，曾有人试图制造一种所谓“永动机,这种机器一经推动,便可以不再继续补充能量就可以做功，而且永远做功。这种违背科学规律的设想始终没有成功,原因是机器做功时,机械能要转化为其他形式的能,消耗的机械能必须时时需要补充，应由其他物体的能量转化而来。只消耗能量,没有得到其他形式的能量补充,就不能永远工作。 我们掌握能的转化和守恒定律,应该懂得我们所做工作是将一种形式的能转化为其他形式的能，或是使能由一个物体转移到另一个物体，利用能的转化或转移的过程做功，而不是创造能。 但是自然界还蕴藏着大量的能源
9、尚待我们开发,人们不仅应该注意合理地使用能,开发新的能源，也同时应该注意节约能源.能量的转化和守恒定律是自然界最普遍的、最重要的定律之一。（）能量守恒定律普遍适用.在形形色色的自然现象中,只要有能量的转化,就一定服从能量守恒规律.从物理的、化学的现象到地质的、生物的现象，大到宇宙天体的演变，小到原子核内部粒子的运动，都服从能量守恒的规律。()能量守恒定律反映了自然现象的普遍联系。自然界的各种现象都不是孤立的，而是相互联系的。电灯发光跟电流有联系,电能转化为光能反映了这种联系。植物生长更不是孤立的，要靠阳光进行光合作用才能生长，光能转化为化学能反映了这种联系. (）能量守恒定律是人类认识自然的重
10、要依据。人类认识自然，就要根据种种自然现象，总结规律,能量守恒定律就是人类总结出的规律之一，而且人类认识的其他规律也必定符合能量守恒定律。1933年意大利科学家费米，在研究衰变的过程中发现,能量不守恒。于是他根据能量守恒定律大胆预言了还有一种未发现的粒子,这就是现在已被科学界公认的中微子。这一事例说明了能明守恒定律，已成为人类认识自然的重要依据. （4）能量守恒定律是人类利用自然的重要武器。纵观人类科学技术进步的历史，也是一部认识能量、利用能量、实现能量转化的历史。从原始人钻木取火，到水能利用;从蒸汽机发明，到电能的利用；从太阳能,到核能的利用.人类总是在认识、利用能源，逐步实现能量的转化。二
11、、 能源与社会重点内容解析：（1）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,我们来研究能源与社会的关系。同学们每天要吃饭、喝水,都用煤，煤气,柴禾、天然气来煮饭、烧水。把生米做成熟饭,把生水烧开都需要能量。煤、煤气、柴禾、天然气等等在燃烧时都能提供能量；要开动汽车、火车、飞机等交通工具需要消耗汽油或者柴油。汽油、柴油燃烧时也能提供能量。江河里的水流也能提供能量，如山上采伐的木料放到江、河里能顺流而下,水流可以运送木料做功.水流还可推动水轮机做功，使磨转动，水轮机还能带动发电机转动发出电来。同样,流动的空气-风也
12、有能量,风能推动风车做功.像煤、天然气、汽油、水流、风等等能够提供能量的物质资源,我们把它们都叫做能源。人们的生活、生产、科研都离不开能源。像煤、石油、天然气、水流等等,凡是可以提供能量的物质资源都叫做能源。 （2）一次能源和二次能源汽油、柴油都是从石油提炼出来的.那么煤、石油、天然气等等又是地下开采出来的。地下的这些东西又是煤、石油、天然气都是由古代的动物、植物经过长时间的地质变迁中形成的，我们把它们统称为化石燃料。 化石燃料、水能、风能、太阳能等等都是由自然界提供的能源叫做一次能源. 一次能源是自然界直接提供的能源。教室里点灯,家里开收音机、电视机,工厂里开动机器都要用电能,电能是由发电厂
13、供给的；电能可由电池提供；电能还可由太阳能转化而来太阳能电池。 火电厂把煤、石油等化石燃料转化成电能；水电站把水流能转化成电能;干电池、蓄电池把化学能转化成电能；太阳能电池把太阳能转化成电能，电能是由化石燃料、水能、风能、太阳能等等自然界直接提供的能源转化而来的,所以叫做二次能源.（3）世界能源消耗量迅速增长 现在我们大量使用二次能源电能，但实际消耗的还是转化成电能的一次能源目前我国主要还是消耗化石燃料.随着科学技术的发展和进步,特别是近三、四十年以来,随着工、农业生产和科学技术的现代化,人们的生活也渐趋现代化，使能量消耗的增长趋势十分明显,为了便于比较,我们把各种能源的消耗量都折合成燃烧值为
14、.9焦/千克的标准煤计算,在950年是26亿吨，1987年就是110多亿吨,到200年要超过200亿吨.我们国家的能源消耗量也在迅速增加,193年全国能源消耗仅为0.54亿吨标准煤，到19年已达到10.8亿吨标准煤，增加了近0倍，到2000年将增加到1亿吨标准煤,几乎接近20世纪初全世界1年能源消耗的总量。能源消耗的迅速增长，煤和石油越采越少，人类可能要出现能源危机。所以人们要寻找新的能源。 (4)常规能源和新能源从古到今，人类使用的能源都是由太阳能转化来的。 同学们知道煤、石油、天然气等化石燃料是古代生长的动、植物经过长时间的地质变迁而形成的,那么这些动、植物又是怎么能生长壮大的呢？植物生长
15、靠太阳把各种养分进行光合作用变成植物生长的养料，动物生长靠吃植物或者其他的小动物，所以化石燃料从根本上来说，来源于太阳能。 太阳照到地球上,使空气变热上升,冷空气就下降形成风。太阳照到江、河、湖、海的水面上，使水蒸发，蒸发的气上升到空中，在高空遇冷使变成雨雪降下来,降到高山上的雨和雪融化成的水从高处流下,形成水能.所以水能和风能也是间接来自于太阳能。 新能源的利用 化石燃料、水流能、风能等都来源于太阳光的辐射，即太阳能.太阳每秒钟要向周围空间辐射31026焦的能量,其中到达地球表面的太阳能只有71017焦,但仍有大量的太阳能还没有被利用。近年来发明的太阳灶、太阳能热水器、太阳能电池等对太阳能的直接利用还刚刚开始。这里还有很大的潜力可挖。此外自然界还存在大量的潮汐能和地热能,我国和有的国家已试验用潮汐能和地热能来发电,由于有些技术问题还没有解决,使造价过高，因此还没有被广泛采用.另外本世纪初还发现了原子核能（原子能）,原子能已经做为核潜艇、航空母舰和破冰船的核动力，也广泛地用于核电站。解决能源问题的主要出路 开发和利用新能源是人类解决能源问题的主要出路.我国虽然蕴藏着丰富的煤炭资源,新油田也在不断被发现，但是我国人口众多,能耗巨大，节约常规能源的消耗,开发和利用新能源仍是我
