粤教沪版初中物理九年级下册 第20单元 教案

20.1能源和能源危机

1.从人类利用能源的历史来认识人类文明的进步历程。

2.了解什么是能源，什么是一次能源，什么是二次能源；什么是不可再生能源，什么

是可再生能源。

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。

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重点

能源在现代生活中的作用及存在的能源危机。

难点

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。

《教学用具

多媒体等。

修学过程

一、创设情境，导入新知

人类社会的发展与生活的变迁离不开能源，能源是决定社会进步的重要因素，那么人类

认识能源的历史有哪些？当前能源面临的状况有哪些？本节课我们将学习这个问题。

二、自主合作，感受新知

阅读教材并结合生活实际，完成《探究在线•高效课堂》“预习导学”部分。

三、师生互动，理解新知

（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。

提出问题：人们在生活、生产中使用能源有哪几种？

学生展示，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。

请学生阅读课本P70—71内容，并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)柴薪生火一一人类文明的萌芽

(2)煤炭一一工业社会的“粮食”

(3)石油一一现代社会的“血液”

(4)新能源一一未来社会的理想能源

学生：阅读课本P71“信息浏览”以下部分的内容，思考并回答问题：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？

学生展示：

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：从一次能源经过加工转换而来的能源。如：电能、汽油、酒精……

典例解读

【例1】关于能源及能源的利用，下列说法中不正确的是()

A.由于我国的煤和石油的储量十分丰富，所以太阳能和核能的开发在我国并不十分重

要

B.能源的利用过程，实质上是能的转化和转移过程

C.现在人类社会使用的能源主要是煤、石油、天然气

D.煤、石油和天然气等化石能源归根到底来自于太阳能

【解析】虽然我国的煤和石油的储量十分丰富，但是它们是化石能源，用完以后不能再

短时间内形成。太阳能和核能的开发和利用是十分重要的，故A符合题意；能源的利用过程,

实质上是能的转化和转移过程，故B不符合题意；现在人类社会使用的能源主要是煤、石油、

天然气，故C不符合题意；石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能，即间接来自太阳能,

故D不符合题意。

【答案】A

【例2】(2017•阜新)下列有关能源的说法正确的是()

A.石油是可再生能源

B.核能是不可再生能源

C.电能是一次能源

2

D.太阳能是二次能源

【解析】煤、石油、天然气等在地球上的储量是有限的，消耗后不可能再生，属不可再

生能源，故A错误；核能在地球上的储量是有限的，消耗后不可能再生，属不可再生能源，

故B正确：电能是由其他能源转化来的，属于二次能源，故C错误；一次能源是指可以从自

然界直接获取的能源，太阳能是一次能源，故D错误。

【答案】B

(二)能源危机的挑战

请学生阅读课本P72-73内容，思考以下问题：

(1)什么是不可再生能源？什么是可再生能源？举例说明。

(2)我国的能源利用现状又是怎样的？

学生展示，师生共同归纳：

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……

由于我国处于发展中国家，能源利用存在很多不合理的地方。能源的供给与需求的矛盾

十分突出。

学生活动：算一笔能源账

(1)从课本P72给出的数据，算一算世界上石油、天然气可维持的年限？

(2)根据课本P73“信息浏览”中的数据，计算一下，我国人均拥有量分别是多少。谈

谈你的感想。

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？(播放事先准备好的幻灯片。)

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。

典例解读

3

【例3】现代社会中，尤其是我国使用的能量主要来源于（）

A.太阳能B.风能

C.水能D.燃料燃烧得到的内能

【解析】煤炭、汽油、天然气等燃料燃烧，释放内能，是当今我国能源的主要来源，太

阳能、风能、水能是新型能源，正在逐步推广使用，但还不是当今我国的主要能源。

【答案】D

[例4]“能源危机”是当今世界共同面临的问题，以下解决危机问题措施切实可

行的是（）

A.人人都要节约用水、用电，同时不断开发新能源

B.关闭全部现有的火力发电站

C.停止使用石油、煤炭资源，而改用核能和太阳能

D.各地都要大力兴建水力和风力发电站

【解析】解决能源问题的措施中，要从节约能源、开发新能源两方面着手，因此A选项

正确；而立即关闭现有的火力发电站、立即停止使用煤和石油资源，以核能和太阳能代替，

这些措施不可能在短时间内实施；建水力和风力发电站，需要根据各地的自然条件，没有条

件不可能实施，因此B、C、D选项错误。

【答案】A

四、尝试练习，掌握新知

请同学们完成《探究在线•高效课堂》“随堂演练”部分。

五、课堂小结，梳理新知

1.人类利用能源的历史分为薪柴、煤炭、石油和新能源时代。

2.一次能源：可以直接使用的能源。如：木柴、石油、天然气……

二次能源：从一次能源经过加工转换而来的能源。如：电能、汽油、酒精……

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……

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。

六、深化练习，巩固新知

请同学们完成《探究在线•高效课堂》“课时作业”部分。

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20.1存在能源危机吗

教学目标

1.知识与技能

(1)从人类利用能源的历史来认识人类文明的进步历程。

(2)了解什么是能源，什么是一次能源，什么是二次能源；什么是不可再生能源，什

么是可再生能源。

(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潞。

2.过程与方法

(1)能通过具体事例，,了解能源与人类生存和社会发展的关系。

(2)能通过社会活动和英特网，收,集信息，了解当地的能源使用状况。

3.情感、态度与价值观

(1)让学生了解能源在现代生活中的作用，并使学生关注社会、关注人类的未来。

(2)通过对能源危机的认识，知道能源问题的最终解决要靠科学技术的进步，激发学

生具有振兴中华的使命感和责任感。

教学重点难点

(1)能源在现代生活中的作用及存在的能源危机。

(2)激发学生的求知欲和责任感。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。

教师课前准备：

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为学生提供搜索引擎：http://www.googL。关键词：我国能源状况、世界能源状

况、能源科学、能源危机、中国新能源网，要求学生利用互联网查找自,己感兴趣的内容，

制成简单的幻灯片，并在课堂上与同学们集体交流。

学生课前准备：

（1）调查当地人们在生活、生产中使用能源的情况，记录下来并在课堂上与同学交流。

（2）利用互联网或其他有关的资料，查阅我国和世界的能源状况、我国能源发展战略

及政策、能源危机等问题，把你感兴趣的一个问题，制成简单的幻灯片，并在课堂上与同

学们集体交流。

教学过程

（一）、创设问题情景，引入新课

教师：有时在炎热的夏季或是寒冷的冬季，同学们可能听到过“拉闸限电”这个词，当

你正在享受空调带来的舒适时，听到要“拉闸限电”，你有何感受？你知道为什么要“拉闸

限电”吗？

学生：发表自己的观点。

目的说明：使学生关注生活、关注社会，产生一种紧迫感、责任感。新课讲解

20.1存在能源危机吗

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：课前调查的当地人们在生活、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、C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”

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4、新能源-----未来社会的理想能源

学生：阅读课本内容，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：

二、能源的分类：

1、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……

次能源：经过加工转换而来的能源。如：电能、汽油、酒精……

、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……

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：消耗后会造成环境污染的能源。如：煤炭、石油……

洁型能源：消耗后不会造成环境污染的能源。如：水力、电力、太阳能……

4、根据使用的类型又可分为常规能源和新,型能源

常规能源：己被广泛使用的能源。如：煤炭、石油、天然气……

新型能源：正待开发利用的能源。如：太阳能、海洋能、生物能以及用于核能发电的

核燃料……

教师:既然有的能源能循环再生，不会随开发和利用而日益减少，那么是否存在能源危

机呢?.

目的说明：设疑，激发学生求知欲。

三、存在能源危机吗

学生活动:算一笔能源账

（1）从课本给出的数据，算一算世界上石油、天然气可维持的年限？

（2）根据“信息浏览”中的数据，计算一下，我国人均拥有量分别是多少。谈谈你

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的感想。

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？（播放学生事先准备好的幻灯片。）

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。

目的说明：通过以上问题的交流与讨论，使学生认识到能源危机的存在，知道能源问

题的最终解决要靠科学技术的进步，激发学生具有振兴中华的使命感和责任感，更加发奋

学习。（三）、本课小结

由学生自己总结本课知识。

目的说明：使学生自己形成知识结构

板书设计

20.1存在能源危机吗

一、人类利用能源的历史

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

二、能源的分类

1、根据产生的方式可分为一次能源和二次能源

2、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

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

4、根据使用的类型又可分为常规能源和新型能源

三、存在能源危机吗

1、能源危机的存在

2、如何应对能源危机

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(五)、布置作业

(1)实际调查一下，一辆轿车或一辆摩托车的年平均耗油量。

(2)从互联网上或资料中了解我国的能源状况，以及我国每年进口原油量的情况，并

作出评价。

教学反思

在本节课的教学中，我充分考虑了学生的认知水平，从生活出发，引入课题。采用了

以学生交流、讨论为主的教学模式，充分体现了学生的主体地位和教师的主导作用，课堂

气氛活跃。由于课前的任务设置，充分发挥了学生的能动性，通过整节课的教学，不仅达

到了《课程标准》中关于知识与技能的目标的实现，而且更好地完成了过程与方法、情感、

态度与价值观这两个目标。

由于本节课采用的是以学生交流、讨论为主的教学模式，因此对教师的组织教学能力

是个考验，教师在课前要有充分的思想准备。对学生课前自制的幻灯片应做好指导和筛选,

以提高课堂教学效率。

关于能源的分类，应根据学生的具体情况而定，不要对学生提过高的要求，以免加重学生负

担。

20.2开发新能源

族学目标

1.知道太阳能巨大、清洁、使用方便的优点，了解目前利用太阳能的途径和方法。

2.知道核能的优点和利用核能可能带来的问题。

3.知道水能、风能、海洋能、地热能、氢能等的特点。

0簟毫

重点

知道太阳能、核能的特点及开发方法。

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。

徽学用具

多媒体等。

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一、创设情境，导入新知

随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突

出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。那么，哪

些能源属于新能源呢？

二、自主合作，感受新知

阅读教材并结合生活实际，完成《探究在线•高效课堂》“预习导学”部分。

三、师生互动，理解新知

(一)太阳能一一永恒的动力之源

学生阅读教材P74—75,思考以下问题：

(1)为什么说太阳能是永恒的动力之源？

(2)吸收与利用太阳能的主要途径是哪四种？

(3)怎样直接利用太阳能？

学生阅读，展示，师生共同归纳：(D太阳能的特点：

①太阳能"巨大”：太阳向空间辐射的能量，总功率达3.8X10”k肌到达地面的太阳

能达8.1X10’卜肌比全世界的发电总量高出5X10'倍。

②太阳能“清洁”：直接利用太阳能不会产生废渣、废气而污染环境。

③太阳能“持久”：太阳还能发光、发热几十亿年，真是取之不尽，用之不竭。

(2)吸收和利用太阳能的四种主要途径：

①被植物、微生物吸收一一煤、石油、天然气；

②使大气、水分升腾循环一一水能、风能；

③被海洋吸收一一海洋内能；

④直接利用一一内能、电能、化学能.

(3)直接利用太阳能有三种方式：

①太阳能一一内能：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。

②太阳能一一电能：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。

③太阳能一一化学能：太阳能制氢、露天照相时，太阳光使照相底片感光。

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学生阅读P75“信息浏览”：太阳能电池。

典例解读

【例1】下列选项所说的，哪个不是太阳能的优点（）

A.相对清洁无污染

B.利用时受天气影响大

C.分布广阔获取方便

D.属于可以长期提供的能源

【解析】太阳能环保、清洁，属于其优点，故A不符合题意；太阳能受天气影响大，是

它的缺点，故B符合题意；太阳能分布广阔，获取方便，属于其优点，故C不符合题意；太

阳能太阳能的能量大，是可再生能源，故D不符合题意.

【答案】B

【例2】下列不是利用光能的是（）

A.太阳能电池

B.植物光合作用

C.太阳能热水器

D.遮光板

【解析】太阳能电池是太阳能转化为电能；太阳能热水器是太阳能转化为内能；植物光

合作用是太阳能转化为化学能，故ABC正确；遮阳板是为了挡住阳光，不是利用光能，故D

错误。

【答案】D

［例3］市场上出售一种装有太阳能电扇的帽子，在太阳的照射下，小电扇快速转动，

能给炎热的夏季带来一丝凉意，装置的能量转化情况是（）

A.太阳能---电能----机械能

B.太阳能一一机械能一一电能

C.电能-----太阳能--机械能

D.机械能----太阳能----电能

【解析】帽子上的太阳能电池板将太阳能转化为电能，供小电扇工作，小电扇工作时消

耗电能，将电能转化为扇叶的机械能。

【答案】A

（二）核能一一造福人类的“神火”

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学生阅读教材P76—78,思考以下问题：

(D什么是核裂变与核聚变？

(2)什么是链式反应？

(3)利用核能有怎样的优点会带来怎样的问题？

(4)核电站的工作原理是什么？

学生交流，教师利用多媒体课件展示：介绍链式反应、核裂变、核电站和核聚变。

核能一一原子核内部蕴藏的巨大能量，叫做原子核能，简称核能。释放核能的方式有两

种：核裂变和核聚变。核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应；核聚变是

两种质量较轻的原子核聚合成一个较重的原子核的一种核反应。

用中子轰击铀核，不仅能使铀核分裂，同时还会放出2〜3个中子及一定量的核能，这

2〜3个中子又使2〜3个铀核分裂，放出更多的中子，使更多的铀核分裂……这种铀核裂变

的引发过程，叫链式反应。

多媒体课件展示：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。

教师介绍世界和我国核能利用的状况：世界上核能发电量最多的国家是美国，核电比重

最大的国家是法国；我国大陆正在运行的核电站有6座，核发电量仅占总电量的1.8%。

典例解读

【例4】关于核能的下列说法中，不正确的是()

A.核电站是利用原子核裂变的链式反应产生的能量来发电的

B.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能量，发生猛

烈爆炸

C.氢弹是利用轻核聚变制成的武器

D.原子弹是利用轻核聚变和重核裂变而制成的核武器

【解析】核电站是利用原子核裂变的链式反应释放出大量的核能，是可控链式反应，如

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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能量，发生猛烈爆炸，原

子弹爆炸时发生的链式反应就是不可控链式反应。氢弹是利用轻核聚变制成的武器，原子弹

是利用重核裂变（链式反应）而制成的核武器，故答案为I）。

【答案】D

【例5】为缓解电力紧张的状况，开发利用新能源，我国陆续建成了一些核电站。关

于核电站，下列说法正确的是（）

A.核电站使用的核燃料是石油或天然气

B.反应堆中发生的是可控制的核裂变

C.核电站发电的能量转化过程是：化学能一内能一机械能一电能

D.核电站产生的核废料可以像生活垃圾那样被处理或进行二次加工利用

【解析】核电站使用的就是核燃料，而不是石油或天然气，故A说法错误；核反应堆中

发生的是可控的核裂变，故B说法正确；核电站先将核能转化为内能，再通过汽轮机将内能

转化为机械能，再通过发电机将机械能转化为电能，故C说法错误；核电站的核废料具有放

射性，对环境危害很大，不能随意处置，故D说法错误。

【答案】B

（三）其他新能源

学生阅读P79“信息浏览”，学习水能、风能和海洋能、地热能、氢能等的特点，教师

点拨。

典例解读

【例6】下列说法中错误的是（）

A.风能利用起米比较简单且不污染环境

B.利用潮汐可以在海水涨潮、落潮时发电

C.利用水能是利用水的动能，与水位高低无关

D.现代大型水轮机不但功率大，而且效率可高达90%

【解析】风能是现在人们所利用的一种新能源，它利用比较简单且不污染环境，故该选

项A不符合题意；潮汐能也是现在人们所利用的新型能源，即利用涨潮和落潮时带动水轮机

发电的，故该选项B不符合题意；水力发电是利用水位差造成水的流动带动水轮机发电的，

即是将水的重力势能转化为动能的过程，故该选项C符合题意；大型的水轮机的功率很大，

且效率也很高，有的甚至高达90%,故该选项D不符合题意。

【答案】C

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【例7】世博会园区内大量使用了“氢能源汽车”。“氢能源汽车”是以氢气为燃料

的汽车，它与传统的汽车相比，具有哪些优点（）

A.高效率、低排放、低成本、适应性好

B.低效率、低排放、低成本、适应性好

C.高效率、高排放、低成本、适应性好

D.高效率、高排放、高成本、适应性好

【解析】工业上制取氢气是通过电解水得到的，而地球上水资源丰富，可以从水中提取

氨气，说明资源广泛；氢气的燃烧值高；因为氢气燃烧产物是水，不污染环境；与传统的汽

车相比有高效率、低排放、低成本、适应性好等特点。

【答案】A

四、尝试练习，掌握新知

请同学们完成《探究在线•高效课堂》“随堂演练”部分。

五、课堂小结，梳理新知

1.知道太阳能巨大、清洁、使用方便的优点，了解目前利用太阳能的途径和方法。

2.知道核能的优点和利用核能可能带来的问题。

3.知道水能、风能、海洋能、地热能、氢能等的特点。

六、深化练习，巩固新知

请同学们完成《探究在线•高效课堂》“课时作业”部分。

教学反思

20.3能的转化与能量守恒

融学目标

1.通过实验，认识能量可以从一个物体转移到其他物体，而且在一定条件下，不同形

式的能量之间可以互相转化。

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。

3.从能量的转化与转移的角度认识效率。

4.知道能量的转化和转移有一定的方向性。

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重点难点

重点

能的转化和守恒定律，强调能的转化和守恒定律是自然科学中最基本定律。

难点

通过灵活运用能的转化和守恒原理计算一些物理习题;运用能的转化和守恒定律对具体

的自然现象进行分析，说明能是怎样转化的。

缝t学用具

铁架台，滑轮，线、质量相同的两个铁球，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，电流表，电压表，滑动变阻器，干电池夹，多媒体等。

一、创设情境，导入新知

我们知道刀具在砂轮上磨削时，刀具发热是因为通过摩擦力做功，机械能转化为内能。

在暖气片上放有一瓶冷水，过一段时间后水变热，这是通过热量传递使这瓶水内能增加。这

些实例中，物体的内能为什么增加了？是凭空产生的还是由其他形式能转化来的？这就是今

天要学习的内容。

二、自主合作，感受新知

阅读教材并结合生活实际，完成《探究在线•高效课堂》“预习导学”部分。

三、师生互动，理解新知

(一)能的转移和转化

能量是物质存在的基本形式，自然界的能量有内能、机械能、化学能、光能、电能、核

能等多种形式，长期的实践表明，能量之间可以转移，也可以相互转化。

1.能量的转移

活动1：演示图20—18(b)实验，使一个球下降，另一个球上升。

问：它们做什么运动？什么能量发生了转移？

教师引导学生得出：下降球的重力势能转移给上升球。

指导学生阅读图20—18(a)(c),思考图中各是什么能量发生了转移？

教师引导学生分析得出：(a)内能从高温物体转移到低温物体；(c)电能从发电站转移到

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？

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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)电能与化学能相互转化：

①演示图20—19(a)实验，给可充电干电池充电；

②演示图20—19(b)实验，接通电路后小灯泡亮。

学生交流讨论后展示，师生共同归纳：①电池充电时，电能转化成化学能；②电池放电

时，化学能转化成电能。

(2)在上节课中我们学过的核电站工作流程示意图(图20-12所示)中，核反应堆工作

时，铀核裂变释放的核能转化成蒸汽的内能；然后将高温高压的蒸汽通入涡轮机中，驱动涡

轮机转动，使蒸汽的内能转化成涡轮机的机械能；并带动发电机，使机械能转化成电能。

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。

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。

典例解读

【例1】(2017•黑龙江)下列关于能量转化转移现象的说法中，正确的是()

A.蓄电池充电时，化学能转化为电能

B.暖瓶塞跳起时，机械能化为内能

16

C.用热水袋取暖时，内能发生了转移

1）.电动机工作时，机械能转化为电能

【解析】蓄电池充电时，消耗电能得到化学能，所以是电能转化为化学能，故A错误；

暖瓶塞跳起时，瓶内空气的内能减少，瓶塞获得了机械能，所以是内能转化为机械能，故B

错误；利用热水袋取暖时，热水袋温度降低内能减少，人体获得热量，所以是内能的转移，

故C正确；电动机工作时，消耗电能，得到机械能，所以是电能转化为机械能，故D错误。

【答案】C

（二）能量守恒定律

提问：在能量由一种形式转化为另一种形式的过程中，数量方面有没有变化？

学生思考，教师提示：前面学习的机械能转移和转化过程，不计摩擦等阻力作用时.，机

械能的总量是守恒的。考虑到摩擦等阻力作用时，机械能的总量还是守恒的吗？

学生展示，教师拓展：不同形式的能在转化过程中，能的总量是否守恒呢？

请同学分析电动机工作时能量的转化。提问：图20—20是用电动机提升物体的示意图。

电动机在工作时消耗了什么能？是否都转化成了机械能？还转化成哪些形式的能？

启发学生分别回答：用电动机提升重物中，电动机消耗了电能。一部分转化成机械能，

还转化成内能等。

提问：如果把转化后其他形式的能全部加起来，是否应该跟所消耗的电能相等？

科学家经过长期的研究发现，其他各种形式的能之和与所消耗的电能相等。在其他形式

能的相互转化中，消耗的能量和得到的各种能量之和相等。

多媒体展示：永动机不可能实现的原因。

教师总结得出结论：能量守恒定律一一能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从

一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转化为另一种形式。即能量在转移和转化过程

中，能的总量保持不变。

学生阅读P84“STS”：抽水蓄能发电站。

典例解读

【例2】下列说法中错误的是（）

A.能量守恒定律只适用于物体内能的变化

B.只要有能的转移和转化，就一定遵守能量守恒定律

C.能量守恒定律是人们认识自然和利用自然的重要理论依据

D.任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，消耗多少某种形式的能量，就

17

能得到多少其他形式的能量，而能的总量是保持不变的

【解析】能量守恒定律适用于任何自然现象，适用于任何有能量转移和转化的现象，它

是所有自然现象都遵守的最基本的规律，是指导人们研究自然的重要理论工具。

【答案】A

【例3】在各种形式的能量相互转化过程中，下列说法正确的是()

A.机械能一定守恒

B.各种形式的能量都守恒

C.各种形式能的总量一定守恒

D.内能一定守恒

【解析】各种能量形式互相转换是有方向和条件限制的，能量互相转换时其量值不变，

表明能量是不能被创造或消灭的，因此各种形式能的总量一定守恒，单一的某一种形式的能

或几种能不一定守恒，故C选项说法正确。

【答案】C

(三)能在转移和转化过程中的方向性

学生阅读课本P84页，思考：课本列举的三个例子。

学生思考并讨论以下问题：

(1)热传递过程中，内能的转移有什么规律？内能能否自发地由低温物体转移到高温物

体？假如能，它违反能量守恒定律吗？这个世界会变成什么样？试列举一两个例子。内能的

这种转移说明了什么？(请注意“自发”)

(2)用煤、天然气烧开水时，能量如何转化？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？假如能，是否违反能量守恒定律？在这个实验中，能量的这

种转化说明了什么问题？

(3)行驶中的汽车克服摩擦做功，能量如何转化？地面和车轮的内能能否推动汽车行进

呢？

(学生回答：(1)由高温物体转移到低温物体。不能，说明了内能的转移是有方向性的。

(2)煤、天然气的化学能转化为水的内能。不能，不违反能量守恒定律，能量的转化也

是有方向性的。

(3)机械能转化为地面和车轮的内能。不能。

教师引导学生分析得出：能在转化和转移过程中是有方向性的。

学习能量守恒定律的时候，同学们可能有过这样的疑问：既然自然界中的能量是守恒的,

18

那么，为什么还会产生能源危机？为什么还经常说要节约能源呢？如何节约能源呢？

师生共同学习提高能源利用率的意义，及节约能源的好方法。

典例解读

【例4】下列事例中，能表示能量转化或转移具有方向性的事例是（）

A.电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能

B.机械能可以转化为内能，内能也可以转化为机械能

C.动能可以和重力势能相互转化

D.热量自发从高温向低温物体传递，却不能自发从低温向高温物体传递

【解析】电能可以转化为机械能，机械能也可以转化为电能，只能说明能量之间的相互

转化，不能说能量转化具有方向性，故A错误；电能可以转化为内能，内能也可以部分地转

化为电能，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故B错误；动能可以

和重力势能相互转化，能说明能量之间的相互转化，不能说能量转化具有方向性，故C错误;

热量可以自发地从高温物体传递给低温物体，但却不能自发地从低温物体传递到高温物体，

说明能量转移具有方向性，故D正确。

【答案】D

【例5】能量的转移和转化是有方向性的。例如，冬天烤火的时候，人们燃烧煤等燃

料获得能，火炉把这些能量自动传给周围的空气，这些能量（填“能”或“不

能”）自动聚集起来再次被利用。

【解析】能量的转移和转化都是有方向性的，自然界里无论什么样的运动都会产生热，

热向四周扩散，成为“无用的能量”。

【答案】内不能

四、尝试练习，掌握新知

请同学们完成《探究在线•高效课堂》“随堂演练”部分。

五、课堂小结，梳理新知

1.通过实验，认识能量可以从一个物体转移到其他物体，而且在一定条件下，不同形

式的能量之间可以互相转化。

2.能量守恒定律：能量在转移和转化过程中，能的总量保持不变。该定律对所有能量

的转移和转化普遍适用，“永动机”违背了能量守恒定律。

3.知道能量的转化和转移有一定的方向性。

六、深化练习，巩固新知

19

请同学们完成《探究在线•高效课堂》“课时作业”部分。

SOI）

20.3能的转化和能量守恒

课题：20.3能的转化和能量守恒

三维教学目标：

1.知道能量是可以转移和转化的，知道食物链中的能量转化情况；

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.了解能在转移、转化过程中的方向性；

4.通过交流、讨论、设计实验等活动，让学生逐步学会自主学习和合作学习；

5.通过能的转化和能量守恒的学习，培养学生辩证唯物主义观点。

教学重难点

重点：1.能量是可以转移和转化的；

2.能量守恒定律

难点：分析食物链中的能量转化情况

教学方法：讲授、实验和讨论等

教学用具：铁架台、线、等质量的两个铁球，

教学过程

一、复习引入

1.通过前两节的学习，我们知道了人类利用能源的历史、能源危机和能源的开发利用。下

面把有关的内容复习一下。能源利用的三个历史时期是什么？（师生齐答）

2.当今社会我们所利用的煤、石油、天然气等化石燃料已越用越少，而人们对能量的需求越

来越大，出现了能源危机。为应对能源危机，我们应采取哪些措施呢？（师生齐答）也有不

少科技工作者试图制造“永动机"来解决能源危机。

指导学生阅读图，我们似乎觉得它们能不停地运转，从而对外做功，但是他们都失败了。他

们失败的原因是什么？

二、新课教学

1.能的转移与转化

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活动1：（1）演示图实验，质量相等的A球和B球，使B球上升，A球下降。

问：它们做什么运动？它们的动能和重力势能各如何变化？

教师引导学生得出：A球的重力势能转移给B球。

（2）指导学生阅读图，列举金属勺放在滚开的稀饭中，勺把很烫手的实例。

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。

（3）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。

练习：说出下列现象中的能的转移情况

1）风吹草动；

2）用口对手哈气；

3）大鱼吃小鱼，小鱼吃虾米。

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？

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

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。

练习：

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1)锯木头，锯条发热

2)气体膨胀做功，温度降低

3)水轮机带动发电机发电

4)电动机带动水泵转动

5)电流通过灯丝使灯丝发光

6)煤燃烧

7)光合作用

8)原子能发电

9)压缩气体做功

10)给蓄电池充电

11)木材燃烧

12)手摇发电机发电使灯泡发光

3.能量守恒定律

问：图是用电动机提升物体的示意图。电动机在工作时消耗了什么能？是否都转化成了机械

能？还转化成哪些形式的能？

启发学生分别回答：消耗了电能，并不都转化为做功的机械能，还转化为内能和声能一一物

体振动发声的机械能。

问：如果把转化后其他形式的能全部加起来，是否应该跟所消耗的电能相等？

讲授：科学家经过长期的研究发现，其他各种形式的能之和与所消耗的电能相等。在其他形

式能的相互转化中，消耗的能量和得到的各种能量之和相等。

师生总结得出结论：能量既不可会凭空产生，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。能量在转化和转移过程中，能的总量保持不变。

这就是能量守恒定律。

讲授：在学习力学知识时，学习了机械能守恒定律。机械能守恒定律是有条件限制的定律，

而且实际现象中是不可能实现的。而能量守恒定律是自然界最普遍、最根本的定律之一，没

有条件的限制。一切物体，大到宇宙天体、小到原子世界，从非生物到生物，都服从这一规

律。

活动3：指导学生阅读图食物链示意图，分析其中的能量转化情况，并与周围同学交流讨论。

太阳能大树的化学能昆虫体内的化学能鸟体内的化学能细菌分解后的养分

进入土壤

22

4.能在转移和转化过程中的方向性

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。

三、巩固练习

1.小结：能的转移和能的转化及其方向性，能量守恒定律。

2.讨论："永动机”失败的原因什么？

四、布置作业

第二十章课题3《能的转化与能量守恒》教案

【教学目标】

1.知识与技能

（1）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互相

转化。

（2）知道能量守恒定律，能举出日常生活中能量守恒的实例。

（3）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。

2.过程与方法

23

通过参与科学探究活动，初步认识科学研究方法的重要性，学习从物理现象和实验中归

纳简单的科学规律，尝试应用已知的科学规律去解释某些具体问题。

3.情感态度和价值观

通过“永动机”的争论，懂得在科学发明与创新活动中尊重事实。养成实事求是、尊重

自然规律的科学态度。认识到日常生活中合理利用能源与节约能源的重要性。

【教学重点】

能量转化与守恒，能量的转移与转化有一定的方向性。

【教学难点】

能量转化与守恒，能量的转移与转化有一定的方向性。

【教学方法】

观察引导、课上交流、巩固总结。

【课时安排】

1课时

【教学过程】

一、导入新课

通过前两节的学习，我们知道了人类利用能源的历史、能源危机和能源的开发利用。当

今社会我们所利用的煤、石油、天然气等化石燃料面临枯竭，而人们对能量的需求越来越大,

出现了能源危机。我们使用的新能源利用的原理是什么，关于能量有什么样的规律呢？只有

掌握了关于能量的定律，才能更好地使用能源。

二、新课学习

1.能的转移与转化

能量是物质存在的基本形式，自然界的能量有内能、机械能、化学能、光能、电能、核

能等多种形式。长期的实践表明，能量之间可以转移，也可以相互转化。

活动1：能量的转移

根据图20-18,解释能量从哪个物体转移至另一个物体。在用热水袋取暖时，热水袋的

内能转移至人体的内能;滑轮上下降的球将能量转移给上升的球,使其具有更高的重力势能;

电能在输送时，电能由发电站转移至家庭。这些例子均说明能量可以在两个物体之间发生转

移。

活动2：能量的转换

根据图20T9,解释能量发生了怎么样的转换。电池在充电时，电能转化为化学能，而

24

在使用电池时，化学能转化为电能；在上节课我们学习的核反应堆装置中，铀核裂变释放的

原子能转化为蒸汽的内能，然后将高温蒸汽通入涡轮机中，驱动涡轮转动，使蒸汽的内能转

化为涡轮机的机械能，并带动发电机，使机械能转化为电能。在物理学中，力、热、光、声、

电、磁之间均能实现能量的转化。

能量的转移和转化是能量利用的基础，在自然界和社会生活中有很多能量转移转化的实

例。能量的转移和转化的原理，是利用能量的关键。

1.下列关于能量转化说法正确的是（B）

A.水力发电一内能转化为电能

B.柴油机做功冲程一内能转化为机械能

C.手机充电一电能转化为机械能

D.点燃木柴烧水一内能转化为机械能

2.能量守恒定律

能量的转移和转化是一种定性表述，在转移和转化的过程中是否发生着量变的问题，也

即能量的转移和转化过程中的是否具有着定量的描述？

如图20-20所示，起重机在工作时，电能是否都转化为了机械能？是否伴随着其它形式

的能量转化？这些能量的加和是否等于所消耗的电能？

可以假设这个论点不成立，也即消耗的电能不等于转化的其它形式的能量。这样伴随着

能量转移和转化过程中数量的减少，这样长此以往能量的总量就将减少或增加，很显然这是

不正确的。在历史上也曾出现过永动机的发明，希望不通过能量的消耗用来做功，如图20-21

所示事实证明这些永动机均不能成功。长期的研究总结发现，能量不能凭空产生或消失，但

是可以进行能量的转移和转换，并且在转移和转换中能量的总量保持不变，这就是著名的能

量守恒定律。

2.下列说法中错误的是（）

A.能的转化和守恒定律只适用于物体内能的变化

B.宇宙中能量总量是保持不变

C.能的转化和转移，遵从能量守恒定律

D.能的转化和守恒定律有利于人们认识自然

解析：A、能量守恒定律适用于自然界中任何形式能的相互转化，故A错误；B、据能

量守恒定律，宇宙中的能量总和不变，故B正确；C、能量守恒定律既适用能量转化过程，

又适用于能量的转移过程，故C正确；D、能的转化和守恒定律有利于人们认识自然，故D

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正确；故选：A.

3.能在转移和转化中的方向性

对能量的定性和定量表述后，就需要知道能量在转移和转换中的方向性问题。

在使用暖手宝时，能量由暖手宝转移至人体，但不能发生反向的转移，即不能由低温物

体自发转移至高温物体在烧水时，化学能转化为水的内能，但是这些内能不能重新转化为化

学能。实践中的大量实例表明，能量在转移和转换过程中具有方向性。并且虽然能量在转移

的过程中满足能量守恒定律，但总有一部分的能量不能被有效利用。这些规律都说明在能量

的利用中存在利用效率的问题，这也是我们解决能源危机的关键。

3.各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化是有

方向的，下面几幅图按能量转化的顺序，排列正确的是（）

A.①②③④B.②③④①C.②®®④D.①③④②

①树林②太阳⑤燃煤电厂④空调

解析：各种形式的能量都不是孤立的，它们可以在一定条件下发生转化，且能量的转化

是有方向的，地球上所有能量直接或间接来自于太阳能，所以下列能量的转化顺序为：太阳

一树林一燃煤电厂一空调.故选：C.

二、课堂练习：

1.下列说法正确的是（D）

A.物体具有的能量越多，物体做的功越多

B.原子核由质子和电子组成

C.根据能量守恒定律，能量不会消失，但可以创造

D.电风扇工作时，主要将电能转化为机械能

2.下列装置在使用过程中，把内能转化为机械能的是（A）

A.内燃机

B.电动机

C.电热器

D.发电机

3.下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是（C）

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A.水轮机带动发电机发电：电能转化为机械能

B.电动机工作：机械能转化为电能

C.燃料燃烧：化学能转化为内能

D.汽油机的压缩冲程：内能转化为机械能

课堂小结：

【师生交流】通过这节课，谈一下我们学习了哪些内容？

【总结】

20.3能的转化与能量守恒

1.能的转移和转化

长期的实践表明，能量之间可以转移，也可以相互转化。能量的转移和转化的原理，是

利用能量的关键。

2.能量守恒定律

长期的研究总结发现，能量不能凭空产生或消失，但是可以进行能量的转移和转换，并

且在转移和转换中能量的总量保持不变，这就是著名的能量守恒定律。

3.能在转移和转化中的方向性

实践中的大量实例表明，能量在转移和转换过程中具有方向性。并且虽然能量在转移的

过程中满足能量守恒定律，但总有一部分的能量不能被有效利用。这些规律都说明在能量的

利用中存在利用效率的问题，这也是我们解决能源危机的关键。

【板书】

能的转移和转化｛能量的转移

能量的转化

永动机的制造历史

能的转化与能量守恒'能量守，恒定律