人教版物理九年级全册第22章教案Word格式.docx
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2.什么是化石能源?
举例说明。
3.什么是一次能源?
4.什么是二次能源?
教师巡视。
根据小组的回答,师生共同进行总结:
1.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?
3.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】
通过今天的学习你学到了什么,有什么成功的经验和收获?
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】
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2节 核 能
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。
核裂变、核聚变及其应用。
核裂变、核聚变的过程。
课下搜集核能的相关知识、火柴。
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?
(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。
教师介绍:
经科学家研究1kg铀235中的铀核如果全部发生裂变,释放出的能量相当于2500t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
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:
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1000万摄氏度,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?
通过今天的学习你学到了什么?
有什么成功的经验和收获?
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。
第3节 太 阳 能
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。
太阳能的利用。
课前搜集太阳能利用的资料、自制太阳能集热器。
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160km/h,你知道它的关键部件是什么吗?
从而引入太阳能。
(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1500万摄氏度。
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
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)。
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。
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。
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4节 能源与可持续发展
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。
能量转移和转化具有方向性。
搜集整理的能源消耗对环境的影响资料。
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!
(一)能量转移和转化具有方向性
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
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。
(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,对植物、建筑物、金属构件造成危害,如被酸雨严重腐蚀的汉白玉石柱。
(3)全世界因使用煤、石油等燃料,每年排入大气的有害物质达几亿吨。
如一座1×
107kW的燃煤电厂每年燃煤3.5×
106t,向大气排放的二氧化碳、二氧化硫、微尘及其他致病的有害物质可达1.09×
106t。
师生交流:
为了人类生活的更好,既要有效地利用能源,又要很好地控制和消除污染——减排。
(三)能源与可持续发展
教师引导:
能源的利用要考虑可持续发展,既要满足当代人的需要,又要考虑后人的需求。
一方面,应该提高能源的利用率,减少在能源使用中对环境的破坏;
另一方面,发展新的理想能源。
让学生阅读P180,解决以下问题:
1.什么是可再生能源,什么是不可再生能源?
2.煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、电能、地热能,哪些是再生能源,哪些是不可再生能源?
3.未来的理想能源需要具备什么条件?
学生回答,老师总结得出:
1.可再生能源:
在自然界中能源源不断地得到的能源:
风能、水能、太阳能、地热能。
2.不可再生能源:
不能在短期内从自然界得到补充的能源:
煤、石油、天然气。
3.未来的理想能源:
(1)足够便宜,多数人用得起。
(2)技术成熟,保证大规模使用。
(3)足够安全、清洁。
1.能量的转移和转化具有方向性。
2.伴随大量能源消耗所带来的环境污染、极端天气问题。
3.什么是不可再生能源和可再生能源及其特点,未来理想能源要安全、清洁、便宜和技术成熟。
一、能量转移和转化具有方向性
二、能量消耗对环境的影响
温室效应 极端天气
三、能源与可持续发展
1.能源的分类:
(1)不可再生能源:
化石能源、核能。
(2)可再生能源:
风能、水能、太阳能。
2.未来理想能源必须满足的条件:
(1)必须足够便宜。
(2)相关的技术必须成熟。
(3)必须足够安全、清洁。
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- 人教版 物理 九年级 全册第 22 教案