沪粤版物理九年级全册第二十章《能源与能量守恒定律》教学教案

第二十章能源与能量守恒定律20.1能源和能源危机教学目标知识目标1.通过阅读、讨论，了解能源对人类社会的重要影响。2.知道什么是可再生能源和不可再生能源。3.了解我国和世界的能源状况及使用情况，知道存在的能源危机问题，知道解决能源问题、节能的重要性和主要出路。教学重点：什么是可再生能源和不可再生能源。教学难点：判断所给能源是可再生能源、不可再生能源。教学过程：一、引入新课教师出示一个太阳能电动车，用手电筒照射，太阳能电动车转动了。用手摇发电机发电，使小灯泡发光。点燃蜡烛，蜡烛发光。师：同学们，这几个实验中都体现了哪些能量转化？学生讨论、交流并回答。生甲：太阳能电动车是把太阳能转化为动能，发电机是把机械能转化为电能，蜡烛燃烧是把化学能转化为内能。师：对于能量你们想了解哪些问题呢？讨论一下。学生讨论，交流并回答。生甲：人类可以利用哪些能量？生乙：我们需要的能量从哪里来？生丙：自然界的能量取之不尽吗？师：能量的来源即为能源，今天我们就来讨论一下能源的有关问题。二、新课教学探究点一：人类利用能源的历史

教师：人类社会的生存和发展离不开能源。人类社会的进步和日益美好的生活是以大量的能源消耗为代价的。请学生交流和讨论：课前调查当地人们在生活、生产中使用能源的情况。（讨论完后让学生在黑板上每人写出一个例子，写在黑板的一角）目的说明：培养学生的语言表达能力，并为后面的能源分类提供资料。师生共同归纳：当前当地人们在生活、生产中所使用的能源有：木柴、煤炭、煤气、天然气、蜡烛、汽油、柴油、酒精、电、石油液化气、太阳能等。教师：请学生根据以上调查的情况，结合政治和地理课上所学的知识，谈谈你对人类利用能源的历史的认识及看法。（学生讨论并交流）师生共同归纳：1.

柴薪生火------人类文明的萌芽2.

煤炭------工业社会的粮食3.石油------现代社会的“血液”4.新能源------未来社会的理想能源学生：阅读课本p71“信息浏览”及p72的内容，思考并回答下列问题：（1）什么是一次能源？什么是二次能源？以上同学们所调查的能源中哪些属于一次能源？哪些属于二次能源？（2）什么是不可再生能源？什么是可再生能源？举例说明。（3）根据你对能源的了解，你可否将能源进行其他分类？试试看。目的说明：培养学生阅读能力、归纳问题的能力。对学生进行的能源分类，只要合理，都应给予肯定。师生共同归纳得出：根据产生的方式可分为一次能源和二次能源。一次能源：可以直接使用的能源。如：木柴、石油、天然气……二次能源：经过加工转换而来的能源。如：电能、汽油、酒精……探究点二：能源危机的挑战根据是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源。

可再生能源：不随开发利用而日益减少，能再生的能源。如：太阳能、水能……

不可再生能源：随开发利用而日益减少，不能再生的能源。如：煤、石油……

学生活动:算一笔能源账。（1）通过提供的石油、天然气的数据计算，以及通过查找煤的可开采储量、年消耗量和维持年限，知道石油、天然气、煤等这些不可再生能源的维持年限，激发学生的“危机感”，增强他们节能的自觉性，同时为下节开发新能源的学习作情感上的铺垫。（2）对学生信息收集和处理能力的训练和检验，让他们根据已知“估计储藏量”和“年消耗量”推算“可维持年限”(用关系式:可维持年限=估计储藏量/年消耗量进行计算)。根据数据，算得结果如下：石油可维持年限为1．511×1011t／3．0×109～3．2×109t=47～50(年)；天然气可维持年限为1．45×1014m3／2．3×1012m3=63(年)；我国人均煤的拥有量为1．5×1012t／1．3×109=1．154×103t；我国人均天然气的拥有量为4．0×1012m3／1．3×109=3．08×103m3；我国人均石油的拥有量为7．0×109～3．0×1010t／1．3×109=5．385～23．08t教师：组织学生根据以上计算和课前查阅的资料进行交流、讨论。谈谈自己对能源危机的认识和如何应对能源危机？在学生交流、讨论的基础上，师生归纳总结：1.能源危机的存在。2.如何应对能源危机。教师：面对能源危机，我们中学生现在可以做点什么？学生：可以从节约能源做起。学生：人们可以寻找新的能源，但必须提高科学技术水平，因此我们中学生现在必须努力学习，将来才能更好地解决能源危机问题。

板书设计

20.1能源和能源危机一、人类利用能源的历史1.（1）柴薪生火------人类文明的萌芽（2）煤炭------工业社会的粮食（3）石油------现代社会的“血液”（4）新能源------未来社会的理想能源2.根据产生的方式可分为一次能源和二次能源。二、能源危机的挑战1.根据是否可再利用的角度可分为可再生能源和不可再生能源。2.能源危机的存在。3.如何应对能源危机？教学反思本节教学，首先通过提出学生在日常生活中所遇到的问题，揭示能源的供求矛盾，引入课题，接着让学生从“人类利用能源的历史”做小组讨论，结合当地生活和生产上能源使用情况，在老师指导下，让学生自己对能源进行分类。接着教师再设疑：既然有的能源能循环再生,不会随开发利用而日益减少,那么是否存在能源危机呢?然后通过学生“算一算能源账”的活动，使学生认识到各种能源的维持年限，判断是否存在“能源危机”，再结合“信息浏览”计算我国人均对能源的拥有量，以及课前查阅的资料，在教师的引导下，通过交流讨论，使学生在不知不觉中认识到能源危机问题，知道能源问题的最终解决要靠科学技术的进步以及节能的重要性，激发学生具有振兴中华的使命感和责任感。

20.2开发新能源教学目标知识目标1.知道利用太阳能的四个主要渠道。2.知道释放核能的两种方式。3.了解铀核链式反应的大致情况和核电站的大致工作过程。教学重点：知道释放核能的两种方式。教学难点：了解铀核链式反应的大致情况和核电站的大致工作过程。器材准备多媒体、图片等。教学过程一、引入新课由于面临能源危机，世界各国都越来越重视能源的开发和利用新能源，有哪些新能源呢？这节课我们一起来学习。二、新课教学探究点一：太阳能——永恒的动力之源学生阅读课本p74~75,思考利用太阳能的方式及太阳能的特点。教师归纳：1.直接利用太阳能有三种方式：太阳能——内能：太阳能热水器、用凸透镜会聚阳光以取火；用凹面镜会聚阳光以烧饭，如太阳灶；晾晒衣服、谷物等。太阳能——电能：光伏电站、计算器上的光电池将光能转换成电能供计算器使用；航天器上的电池板将太阳能转换成电能供仪器、宇航员使用等。太阳能——化学能：太阳能制氢、露天照相时，太阳光使照相底片感光。2.太阳能的特点：（1）太阳能“大”：太阳向空间辐射的能量，总功率达3．8×1023kW，到达地面的太阳能达8．1×1013kW(到达地面的太阳能比到达地球的要少，因为到达地球的太阳能有一部分被云层等反射回到空间而到不了地面)，比全世界的发电总量高出5×104倍。（2）太阳能“公”：阳光普照，到处都有(当然，分布也不平衡，例如撒哈拉等热带沙漠地区的太阳能资源特别丰富)。（3）太阳能“洁”：太阳能是清洁能源，直接利用太阳能不会产生废渣、废气而污染环境。（4）太阳能“久”：太阳能是可再生能源，太阳还能发光、发热几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。探究点二：核能——造福人类的“神火”介绍：由于原子核的变化而释放的巨大能量叫作核能，包括裂变和聚变。1.裂变

(1)

定义：用中子轰击重核时，重核会分裂成大小相差不大的两个中等原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫作裂变。(2)

链式反应如图所示，用中子轰击U235原子核，铀核分裂时释放出核能，同

时产生几个中子，这些中子又会轰击其他的铀核……于是导致一系列裂变。(3)

核电站介绍：核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆中发生链式反应，是可以控制的。1942年人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。当时的核反应堆的功率非常小，大约需要260座这样的反应堆才能点亮一只40W的灯泡。然而，这是人类利用核能的关键一步。今天，全世界已经建成了几百座核电站；它们的发电量接近全球发电量的1／5

。核电站的工作原理：在核反应堆里的核燃料裂变释放的核能转化为反应堆的内能，使反应堆温度升高，利用不锈钢管子里的循环水把热引导出来，使蒸汽发生器里的水受热变成蒸汽，推动蜗轮机旋转，带动发电机发电；从蜗轮机出来的蒸汽，通过凝汽室到冷却塔凝结成水，再回到蒸汽室里吸热变成蒸汽。在建造核电站时为避免可能带来的安全问题，都采用了有效的防护措施，它对环境的污染完全可以做到比火力发电站少得多，但在历史上也发生过几次事故，主要是放射性的物质泄漏。（4）原子弹在人类实现可控核裂变的3年以后，即1945年，利用不可控核裂变制造的毁灭性武器——原子弹，在日本广岛爆炸了。2.聚变（1）定义：较轻的核（氘、氚）在超高温下结合成新的较重的原子核，同时释放更大的核能，这种现象叫作聚变。如图所示：太阳内部进行大规模的聚变，释放的核能以电磁波形式向外辐射，这就是太阳能。探究点三：其他能源阅读课本第79页信息浏览，了解海洋能、风能、氢能。设问：你认为太阳能、核能、风能、海洋能等新能源中，哪些最可能成为人类未来的理想能源？学生讨论回答。板书设计一、太阳能——永恒的动力之源二、核能——造福人类的“神火”三、其他能源教学反思本节课由学生先阅读课本上的内容，我进行深入归纳讲解为主，这不仅能培养学生自主学习的能力，也能使学生明白自己哪些知识学习的遗漏。通过本节课的教学，让学生不仅了解能源的有关知识，并且了解人类利用能源带来的不利影响，鼓励学生大胆创新，将来为开发新能源做出自己的贡献。20.3能的转化与能量守恒教学目标知识目标1.知道能量是可以转移和转化的。2.知道能量守恒定律，并能运用能量守恒定律分析“永动机”失败的必然性。3.通过实例分析，体会能的转移或转化有方向性。教学重点：知道能量是可以转移和转化的。教学难点：体会能的转移或转化有方向性。器材准备：可充电干电池的充电器、可充电干电池、小灯泡及灯座、导线、开关、干电池夹。教学过程：一、引入新课太阳能、风能、地热能等，通常要做转化才能被我们所用，人类历史上不断进行着能量转化技术的进步。今天我们就来了解能的转化与守恒。二、新课教学：探究点一：能的转移与转化1．能量的转移以“活动1”中的三个实例说明能量可以在两个物体之间转移。列举金属勺放在滚开的稀饭中，勺把很烫手的实例。（播放相关视频）

教师引导学生分析得出：热水的内能转移给冷水，发电站的电能转移给用户。交流讨论：你还知道哪些能的转移的实例？能否设计一些实验说明能的转移？

教师引导学生讨论得出：机械能、化学能也可以从一个物体转移给另一个物体。

师生总结得出结论：（板书）能量可以从一个物体转移给另一个物体。2.能量的转化能量不仅可以转移，而且各种形式的能之间还可以相互转化。

活动2：（1）指导学生阅读图,它们的能量是如何转化的呢？（播放相关视频）教师引导学生得出：电池充电时，电能转化成化学能；电池放电时，化学能转化成电能。（2）交流、讨论、实验：你还知道哪些能的转化的实例？能否用现有的器具或易得的器材设计一些实验说明能的转化？教师引导学生实验、交流讨论得出：机械能转化为电能，如发电机；电能转化为机械能，如电动机；

电能转化为内能，如电炉；内能转化为电能，如温差发电；机械能转化为内能，如摩擦生热；内转化为机械能，如内燃机的做功冲程；光能转化为内能，如太阳能热水器；内能转化光能，如白炽灯；光能转化为电能，如太阳能电池；电能转化光能，如电灯。以“活动2”中的蓄电池的充电、放电说明电能和化学能可以相互转化的个案，再经过学生的思考和讨论拓展成不同形式的能可以相互转化的普遍认识。师生总结得出结论：各种形式的能在一定条件下可以相互转化。探究点二：能量守恒定律讨论：（1）从电动机提升重物时能量的转移实例中，提出转移后的总能量跟转移前的总能是否相等的问题。（2）分析历史上制作的“永动机”的失败的原因。引导出能量守恒定律。能量守恒定律是自然界最普遍的规律之一，不受宏观与微观、物理化学或生物等学科领域的限制。探究点三：能在转移和转化过程中的方向性如图所示，是豆子生长过程，不过次序已经打乱，请你按照正确的顺序排列。（播放相关视频）正确顺序：B

、A、C、F、E、D。豆子的生长如果按相反顺序是不会发生的，自然界的过程也是有方向性的。能量的转移和转化也都是有方向性的。我们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的，因此，不是什么能量都可以利用，能源的利用是有条件的。讲授：在图中，试管中的凉水变热时，烧杯中的热水变冷，在这种内能的转移过程中，内能总是自动地从高温物体向低温物体转移。

提问：反过来，内能是否也可以从低温物体转移给高温物体呢？请同学们讨论，如果可以的话，请举例说明。启发学生回答：电冰箱、空调制冷都是从低温的内部吸热，向外面放热，内能从低温物体转移给高温物体。提问：这种转移是自动进行的，还是必须要有附加的条件？教师引导学生回答：必须消耗电能，它们的电动机（压缩机）对工作物质做功。问题：用煤、天然气烧开水时，能量如何转化？（学生答：煤、天然气的化学能转化为水的内能）当水渐渐凉下来时，能否将其减少的内能复原为煤、天然气的化学能呢？问题：行驶中的汽车克服摩擦做功，能量如何转化？（学生答：机械能转化为地面和车轮的内能）地面和车轮的内能能否推动汽车行进呢？

讲授：上述问题的答案是否定的。这样的例子有很多，你还能举出一些类似的事例吗？学生举例，师生评价。师生总结得出结论：能的转化和转移过程具有方向性。板书设计20.3能的转化与能量守恒一、能量的转移与转化二、能量守恒定律。三、能在转移和转化过程中的方向性教学反思在本节课中，我积极地恰当地渗透能量的观点是十分必要的。在教学过程中，我尽量的举出身边的实例，并播放一些相关的视频，将枯燥的说教变成动态影像呈现给学生，激发学生的学习兴趣，这样会给学生直观视觉效果，留下深刻的印象。使他们更能理解和学习本节课的相关内容。在学习“能在转移和转化过程中的方向性”知识点时，我以豆子的生长过程来形象类比能在转移和转化过程中是有方向性的，学生的学习的兴趣很高。20.4能源、环境与可持续发展教学目标知识目标1.认识能源消耗对环境的影响。2.通过了解大量消耗能源对环境造成的破坏，初步认识科技给人类带来的负面效应，具有节能意识、环保意识。教学重点初步认识科学及其相关技术对于社会发展、自然环境及人类生活的影响，有可持续发展意识。教学难点温室效应、酸雨、铅尘增加形成的原因。教学过程一、引入新课随着人类社会的发展，对能源的需求也不断的提高，这就使我们的环境在一定程度上受到了污染和破坏，今天我们就来学习一下能源、环境与可持续发展。二、新课教学探究点一：能源与环境1.温室效应温室效应是怎样形成的呢？学生阅读课本P86-87内容，教师讲解。温室效应主要是由于现代化工业社会过多燃烧煤炭、石油和天然气，大量排放尾气，这些燃料燃烧后放出大量的二氧化碳气体进入大气造成的。二氧化碳气体具有吸热和隔热的功能。它在大气中增多的结果是形成一种无形的玻璃罩，使太阳辐射到地球上的热量无法向外层空间发散，对紫外线进行反射，其结果是地球表面变热起来。因此，二氧化碳也被称为温室气体。人类活动和大自然还排放其他温室气体，它们是氟氯烃（CFC〕、HYPERLINK"/doc/3567782.