第18章 能源.doc

XUZHOU NO.35 MIDDLE SCHOOL/电/子/备/课/模/板/徐州三十五中学初三物理教案教师：魏勇 上课日期：2010年3月26日星期五 课题18.1 能源的利用与社会的发展课时1教学目标1、知识和技能初步了解人类发现、开发、利用能源的历史,通过具体实例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。2、过程和方法通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式能量可以相互转化。3、情感、态度、价值观了解什么是能源、能结合说出不可再生能源与可再生能源的特点。重点人类发现、开发、利用能源的历史难点通过实例认识能量的转移、转化及能源的分类教学方法讲授教学程序教 学 过 程备 注一、情景引入：人需要吃饭 汽车需要消耗燃料等引入二、新课教学人类社会前进的每一步行,都和能源的利用息息相关,可以说,人类进化发展的过程也是人类开展能源的历史1.火的利用: 古代的钻木取火(机械能转化为内能)2.化石能源的利用:化石燃料是经历漫长的地质年代形成的.如:煤、石油、天然气等3.电能的利用 电能支撑着城市工业及日常照明等4.核能的发现 20世纪初科学家发现, 原子核发生变化时,就可释放出大量的能量，这种能量叫核能.核能比煤燃烧时放出的化学能大得多5.生活物理社会能源家族：拥有某种形式能量的物质称为能源，是人类生存所必需的能量来源。从狭义上说，人们通常说的能源指的是人从自身和食物以外取得的拥有能量的物质；从广义上说，能源应包括人自身和人的食物在内。能源的分类可以有很多种。按照能源在自然界形成的方式，可以分为一次能源和二次能源。一次能源是指自然形成和现成存在的能源，如：煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能等。二次能源是指由一次能源经过人为加工转换而成的能源，如：焦碳、煤气、汽油、煤油、电等。一次能源中又可分为可再生能源和不可再生能源。可再生能源是指可以从自然界里源源不断得到的能源。例 、 、 、 。不可再生能源是指一次性消耗，就不可在短时期内从自然界得到补充的能源，例 、 。按照一次能源使用的状况，可以分为常规能源和新能源两种。核能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等能源，新近才开始利用，叫做新能源(按照能源来源可以分为四类：太阳能原子核能地热能潮汐能，前3种实质上都属于原子核能。)清洁能源与非清洁能源: 清洁能源是指对环境无污染或污染很小的能源.如:太阳能、水能、风能等.非清洁能源是指对环境有污染或污染很大的能源.如:煤、石油、天然气等化石燃料.三、课堂练习: 1能源是指能为人类提供 的物质资源。一次能源是指可以从自然界 的能源；二次能源是指不能从自然界直接获取，必须通过消耗 才能获取的能源。2.对于一次能源而言，又可分为 能源和 。3.不可再生能源是指一次性消耗，就不可在短时期内从自然界得到补充的能源，例 、 。四、问题讨论:课本P83 :WWW 1、2五、作业:板书18.1 能源的利用与社会的发展1.拥有某种形式能量的物质称为能源，2.能源的分类一次能源和二次能源:可再生能源和不可再生能源:常规能源和新能源:清洁能源与非清洁能源:课后记徐州三十五中学初三物理教案教师：魏勇 上课日期：2010年3月29日星期一课题18.2 核能课时1教学目标1、知识和技能了解核裂变和聚变，知道核反应堆的作用及核能发电的原理。2、过程和方法了解核能的优点和可带来的问题。3、情感、态度、价值观初步认识科学技术对人类生活的影响。重点核裂变和核聚变核反应堆的作用，及核能发电的原理。难点核能的获得和链式反应教学方法讲述为辅、学生阅读，教师引导总结教学程序教 学 过 程备 注一、复习提问：二、引入新课:由原子核内的质子和中子为何能紧紧结合在一起引入三、新课教学(一).核能:原子核发生变化时,就可释放出大量的能量，叫核能.获取核能的两个途径是： 和 。(二).核裂变和链式反应1.核裂变: 重原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程称为核裂变反应，简称裂变原子核裂变时放出巨大的能量和中子核裂变和过程:当用中子轰击铀235时，中子打进铀235，核就分裂成两部分(或三部分)，同时释放出几个中子每一个铀235核裂变时都要放出巨大的能量的能量，同时放出23个中子估算1千克铀全部裂变时放出的原子能就相当于2500吨优质煤完全燃烧时放出的化学能(展示核裂变和过程图片)2.链式反应:铀核裂变时，同时放出23个中子，如果这些中子再引起其他铀核裂变，有可使裂变反应不断进行下去这种反应叫做链式反应链式反应，如不加控制,就会在极短的时间内释放出大量的核能,发生猛烈的爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的(三)、核电站-把核能转化为电能的发电设备叫做核电站核能发电原理:核电站主要由原子反应堆、热交换器、冷却系统、汽轮发电机组成的如图18-5所示反应堆工作时，核燃料裂变释放出的核能转变为热能，使反应堆的温度升高为了控制反应堆的温度，使它能正常工作，需要用水、液体金属钠或空气等流体作冷却剂，在反应堆内外循环流动，不断地带走热能这就是反应堆的冷却系统，它同时可以用来输出热能利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站核能发电的前景:核电站消耗的“燃料”很少一座一百万千瓦的核电站，每年只消耗30吨浓缩铀，而同样功率的火力发电站，每年却要消耗250万吨煤核电站只需消耗很少的核燃料，就可以产生大量的电能，核能将成为21世纪的主要能源之一核电站的建设必须采用可靠的保护措施，以保证电站的安全运行，防止放射性物质泄漏，避免造成放射性污染(四).核聚变轻核结合成质量较大的核并放出巨大能量的过程称为核聚变反应，简称聚变聚变又称为热核反应由于原子核都是带正电的，它们互相排斥，要使核发生聚变，必须使核已极高速度经互相碰撞才能实现，这需要把它们加热到几百万摄氏度的高温自然界只有在太阳这样的恒星内部，温度高达1千万摄氏度以上，轻核才有足够的动能克服彼此间的斥力发生聚变目前已实现的人工聚变是氢弹的爆炸，它利用重核裂变时发生的爆炸造成极高温度，从而使其间的轻原子核发生剧烈而不可控制的聚变反应氢弹是利用迅速而剧烈的、不可控制的热核反应原理设计制造的炸弹，利用原子弹爆炸产生的高温，使聚变反应能迅速而剧烈地发生，当然人也无法控制它的进程。 (五)、问题讨论: P89课本 :WWW 2作业:板书18.2 核能1.原子核发生变化时,就可释放出大量的能量，叫核能.获取核能的两个途径是： 和 。2.重原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程称为核裂变原子核裂变时放出巨大的能量和中子3. 轻核结合成质量较大的核并放出巨大能量的过程称为核聚变又称为热核反应课后记 徐州三十五中学初三物理教案教师：魏勇 上课日期：2010年3月30日星期二课题18.3 太阳能课时1教学目标1、知识和技能:初步了解太阳能及其优点2、过程和方法:培养用能量转化观点分析问题的习惯。了解可再生能源，不可再生能源的特点3、情感、态度、价值观:了解太阳能利用的现状及广泛应用的困难。重点培养用能量转化观点分析问题的习惯。了解太阳能及其优点难点用能量转化观点分析问题的习惯教学方法讲授为主，学生交流为辅教学程序教 学 过 程备 注一、引入新课： 由太阳能热水器引入二、新课教学：1回顾：太阳能是如何形成的?(轻核的聚变) 2介绍神奇的太阳能: 温度高: 表面温度6000,内核温度1.5107.能量大: 每三天向地球辐射的能量相当于地球上蕴藏的所有化石燃料能量的总和,约是全世界全年消耗总能量的1.5倍优点:分布广,获取方便,不会造成污染,是人类未来的理想能源.3.活动:了解太阳能多媒体展示资料:太阳的寿命 太阳“已经稳定地燃烧了50亿年”，“要再过50亿年它才会燃尽自己的核燃料。”也就是说太阳的寿命约为100亿年。太阳的寿命是如何确定的的呢？根据爱因斯坦的质能关系，太阳释放能量的同时，质量将减少。太阳的寿命=可利用的质量每年减少的质量。太阳的结构根据当前的研究成果，普遍认为太阳可以分为四个区域：从里到外为核反应区、辐射区、对流区和大气层。核反应区是从太阳中心到太阳半径约四分之一处，此区域集中了太阳质量的一半，温度很高、压强很大、物质的密度极大，不断进行氢核聚变为氦核的热核反应，释放大量的能量。辐射区是从太阳半径的四分之一到五分之四处，核反应释放的太阳能通过此区域，改变射线的频率，向外辐射。从辐射区到距太阳表面500km处为对流区，该区域内物质上下流动剧烈，太阳能的一部分转化为动能核内能。讨论:哪些能源来自于太阳?地球上除了核能、地热能、潮汐能以外的所有能源几乎都来自太阳。2. 哪些是一次能源,哪些是二次能源? 例 、 、 、3. 哪些是可再生能源哪些是不可再生能源?可再生能源是指可以从自然界里源源不断得到的能源。例 、 、 、巩固练习：（一）填空题1太阳的直径大约是地球的110倍，体积约是地球的130万倍，质量约是地球的33万倍，太阳核心的温度达到 万摄氏度。2在太阳的内部氢原子核不断发生 ，释放大量 能。3太阳已经稳定地释放核能50亿年，其中只有五亿分之一传递到地球，这些能量是地球所用大部分能量的源泉。例如一次能源中的 、 和 等。还可以直接利用太阳能，如用太阳能 直接加热水，用 把太阳能转化为电能。（二）选择题4关于太阳能的以下说法中，正确的是 （ ）A太阳是永不枯竭的能源 B太阳能是地球所有能量的来源C太阳所有释放的所有能量都被地球吸收D太阳还能释放能量的时间约为50亿年5关于化石能源的说法中，错误的是 （ ）A化石能源的形成需要上亿年B化石能源的形成要靠地球上植物把太阳能转化为生物的化学能C化石能源的形成要经过化学变化和地层的运动D化石能源就是太阳能源6在人造卫星上，利用的能量来源主要是 （ ）A利用太阳能电池把太阳能转化为电能B利用天然气等化石能源燃烧放出的内能转化为电能C利用氢、氧等化学变化放出内能转化为电能D直接利用太阳能加热物体五、作业：WWW. 1、2板书18.3 太阳能太阳能优点: 数量大、时间长久 分布广,获取方便,不会造成污染,是人类未来的理想能源.缺点:强度弱、不稳定、不连续.课后记徐州三十五中学初三物理教案教师：魏勇 上课日期：2010年4月1日星期四课题18.4能量转化的基本规律课时1教学目标1、知识和技能认识能量转化，知道能量守恒定律。能举出日常生活中能量守恒的实例。2、过程和方法有用能量转化与守恒的观点分析物理现象的意识。3、情感、态度、价值观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。重点能量转化与守恒定律。难点说明永动机是不可能的。教学方法阅读 讲授教学程序教 学 过 程备 注一、引入新课: 1滚摆每次上升的高度总比上一次低，为什么？2上述过程中，机械能如何变化？减少的机械能转化为什么？ 二、新课教学1.能量守恒定律(1)能量的转化:我们已经知道机械能、电能、化学能、内能、核能等等，它们之间可以互相转化.列举实例:_、_、_.(2)活动:水滴实验演示18-16实验 (3)能量的转化和守恒 能量守恒十九世纪的伟大发现揭示了各种自然现象的普遍和内在的联系。列举:地下的石油是哪里来的？人为什么要吃食物？动物和人为什么能自动调节体温？热带的船员的静脉血为什么多是鲜红的？为什么太阳对地球如此重要？等等能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，概括地说：各种形式的能可互相转化，并且在转化过程中守恒(十九世纪的伟大发现)强调：转化与转移的区别(4)能量转移和转化的方向性不盈不亏也不行第二类永动机不可能自然界中能量转移和转化有一定的方向性, 许多自发的过程都是有方向的，在能量转化与转移的过程中利用能量总会有一部分热散失在周围环境中。瀑布飞流直下，总是同高到低；热水的冰块逐渐熔化，不可能冰块凝固热水温度更高；空气扩散，不可能自动聚集于一处；一杯水不可能上面沸腾，下面结冰；电能使灯泡发光，内能散失在空气中，但空气中的不可自动转变为电能。人不可能返老还童。这些事例都说明能量转移和转化的是有方向性的五、小结: 1.能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，概括地说：各种形式的能可互相转化，并且在转化过程中守恒 2能量转移和转化的方向性六、作业: WWW 1.3.板书18.4能量转化的基本规律1.能量守恒定律：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，概括地说：各种形式的能可互相转化，并且在转化过程中守恒 2能量转移和转化的方向性课后记徐州三十五中学初三物理教案教师：魏勇 上课日期：2010年4月2日星期五课题18.5 能源与可持续发展课时1教学目标1、知识和技能通过能量的转化和转移，认识效率。2、过程和方法认识能源消耗对环境影响，初步认识资源利用与保护环境的关系。3、情感、态度、价值观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。重点通过能量的转化和转移，认识效率及认识资源利用与保护环境的关系。难点通过能量的转化和转移，认识效率教学方法阅读 讨论 交流 总结教学程序教 学 过 程备 注一、引入提问: 我国能源储藏量大,为何要提倡节约能源二、新课教学:1.能量转化与效率(1)能量转化效率=(输出的有用功率输入的总功率)100师生计算:轿车和白炽灯的效率(2)能源利用率 在能源利用中，可以有效利用的能量只占其中的一部分，另外的部分未被利用而散失了，有效利用的能量占消耗的能源所含能量的比例叫做能源利用率我国总的能源利用率仅为30，比发达国家的50还有相当大的差距如果把我国总的能源利用率提高到50，按1989年的数据计算，一年可节约3.8