初中物理沪科版九年级全册第二十章 能源、材料与社会第二节 能源的开发和利用教案及反思

第2节　能源的开发和利用

教学目标

【知识与技能】

1．通过学习了解什么是能源．知道哪些属于可再生能源，哪些属于不可再生能源．知道能源与人类社会密切相关，但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题．

2．知道能源与人类生存和社会发展密切相关，知道人类发现、开发、利用能源的历史，就是其认识自然、理解自然的历史．

【过程与方法】

1．能在实验和探究中发现、提出问题，并能制定简单的实验方案．

2．在讨论、评估、交流中能用书面和口头的形式表明自己的观点，能利用互联网工具搜集相关资料．

【情感、态度与价值观】

了解能源的利用和开发在推动社会进步的同时，带来了能源危机，也造成了对环境的污染和生态的破坏，学会辨证的思考问题、学会关注自然、关注社会．

重点难点

【重点】

1．能源、常规能源、可再生能源的教学；知道新能源的种类；知道新能源的用途．

2．能源和环境之间的关系．

【难点】

新能源的特点．

教学过程

知识点一　能源与社会

【自主学习】

阅读课本P198－199，完成以下问题：

像太阳能、风能、水能以及动、植物等这类可以长期提供的能源属于可再生能源；像煤、石油、天然气和铀矿这类化石或矿物能源属于不可再生能源．

【合作探究】

1．什么是能源？

答：像煤、石油、天然气、水流、太阳光等能够为人类提供生活、生产所需能源的资源统称为能源．

2．能源与能量一样吗？

答：不一样．能源与能量是两个不同的物理概念，能源是能为人类提供能量的物质资源；能量则是物体做功本领的一个量度．能源的利用过程实质上就是能量的转移或转化过程．

3．能源按是否可再生可以分为哪几类？

答：可以分为可再生能源和不可再生能源．

4．请简述人类发现、开发、利用能源的历程．

答：(1)以掌握“钻木取火”为标志，对木材、水力、风力等自然能源的利用极大地促进了人类文明的发展．(2)蒸汽机发明后，人类开始大量利用煤炭，开启了第一次工业革命．(3)随着科学技术的进步，全面利用化石能源，使社会经济得以快速、高效地发展．(4)电能的广泛利用使人类社会进入电气化时代，极大地改善了人们的生活质量和生活水平．(5)以核能、太阳能为代表的新能源的开发和利用标志着人类社会进入了第三次能源革命．

【跟进训练】

下列能源中，一旦消耗就很难再生的是(D)

A．太阳能　　　　　　 B．水能

C．风能   D．石油

知识点二　能源与环境

【自主学习】

阅读课本P199－200，完成以下问题：

能源的大量开发和使用，会造成环境污染与生态破坏.

【合作探究】

1．为什么能源的大量开发和使用会造成环境污染？

答：燃料燃烧的过程中会产生大量有害气体，燃料的不完全燃烧还会产生大量的粉尘，这些都会污染大气，危害人体的健康．

2．对环境的影响主要体现在哪些方面？

答：主要表现在温室效应、酸雨、水土流失、土地沙漠化等．

3．什么是温室效应？为何会产生温室效应？其影响是什么？

答：温室效应，又称“花房效应”，是大气保温效应的俗称．大气能使太阳短波辐射到达地面，但地表向外放出的长波热辐射线却被大气吸收，这样就使地表与低层大气温度增高，因其作用类似于栽培农作物的温室，故名温室效应．煤的燃烧会产生大量的二氧化碳气体和烟尘，造成空气污染．大气中的二氧化碳的浓度增大，导致温室效应增强，全球变暖，危害生态平衡．

4．如何在开发和使用能源的同时保护好我们赖以生存的地球呢？

答：化石能源仍然是当今世界的主要能源．但化石能源的利用引起了很多的环境问题，故我们应该开发和利用新的洁净能源．

【跟进训练】

为防止环境污染和温室效应的加剧，下列燃料最理想的是 (B)

A．煤　　　　　　　　　 B．氢

C．木柴   D．石油

知识点三　开发新能源

【自主学习】

阅读课本P200－203，完成以下问题：

1．人们主要采用光转化为电、光转化为热的方式来开发、利用太阳能．

2．核能的开发和利用采用两种方式：核裂变和核聚变.原子弹就是利用核裂变的原理制成的，氢弹是利用核聚变的原理制成的．

3．还有地热能、潮汐能和风能都可以利用来发电．

【合作探究】

探究一　太阳能

1．太阳能有哪些优点和缺点？

答：(1)优点：能量巨大、供应时间长、分布广泛、获取方便、无污染、安全经济．(2)缺点：能量分散，且又间断和不稳定．

2．太阳能的两种主要利用方式是？

答：太阳能转化为内能，太阳能转化为电能．采用光转化为热的方式可以发电，也可以供家庭用来取暖、加热生活用水．

3．你能说出哪些利用太阳能的装置或产品吗？

答：太阳能热水器、太阳灶、太阳能电池．有的国家试制了太阳能住宅、太阳能电站、太阳能汽车．

4．太阳灶

(1)你知道太阳灶的原理吗？

答：用聚光镜聚集太阳光能．

(2)从太阳灶可知太阳能利用的关键是解决什么问题？

答：如何把分散的太阳光集中起来．

探究二　核能

1．如图所示是原子结构图示．

原子核是原子中最小的结构吗？电子为什么会绕原子核运动？

答：原子核也是可分的，它是由质子和中子组成的．原子核中的质子带正电，电子带负电，原子核吸引电子绕核转动．原子的质量几乎集中在原子核中，质子和中子的质量几乎相同．原子核的体积相对于原子的体积来说非常小，相当于足球场上的一个鸡蛋．

2．核能是如何被发现的？

答：1938年，物理学家用中子轰击铀，使原子核发生裂变，并释放出惊人的能量，从而发现了一种新的能源——核能．

3．获得核能有哪两种途径？

答：核裂变和核聚变．

4．说出核裂变和核聚变的特点及其应用．

答：(1)核裂变：如图甲所示，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，原子弹就是根据这个原理制成的．

(2)核聚变：如图乙所示，核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反应，氢弹就是利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大的核武器．

5．核电站利用核能有哪些优、缺点？

答：优点：①核能发电不会排放巨量污染物到空气中，因此环保．②核燃料的能量密度比化石燃料高上百万倍，因此消耗少，而且便于运输等．缺点：①核反应堆内的铀核裂变时会产生射线，如果泄漏到反应堆外面将会对人和其他生物造成极大危害. ②核电站会产生具有放射性的核废料，必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰．③核能发电的原料也是不可再生资源．

6．怎样才能利用核能造福于人类呢？

答：利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向．

探究三　其他新能源

地热能发电厂

潮汐能发电

风力发电厂

1．什么是地热能，其应用有哪些？

答：地球内部高温热量透过岩层向外释放，这种“大地热流”具有的能量称为地热能．应用形式有：地下热水、地下蒸汽．应用范围有：发电、洗浴、取暖等．

2．什么是潮汐能，其应用有哪些？

答：月球、太阳对地球的引力作用产生了潮汐．每天，涨潮与落潮时海水由于运动具有的动能和势能统称为潮汐能．潮汐能的主要利用方式是潮汐发电．

3．潮汐发电的原理是怎样的？其有何优点？

答：潮汐发电与普通水利发电原理类似．在涨潮时潮水从导流孔流入水库的同时推动水轮机转动，带动发电机发电；在退潮时放出海水，水位陆续下降，水库的水流从导流孔流向大海，推动水轮机再次转动，带动发电机发电．潮汐发电成本低，污染少．

4．风力发电的原理是怎样的？其有何优点？

答：风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，再通过增速机将旋转的速度提升，来促使发电机发电．风力发电不需要使用燃料，也不会产生辐射或空气污染．

【跟进训练】

1．下列关于太阳能的利用说法正确的是(A)

A．绿色植物通过光合作用将太阳能转化为化学能

B．太阳能热水器通过做功方式将太阳能转化为水的内能

C．太阳能交通信号灯将太阳能直接转化为信号灯的光能

D．太阳能飞机将太阳能直接转化为飞机的机械能

2．下列关于核能的说法正确的是 (B)

A．物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能

B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变

C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的

D．自然界的原子核只有在人为的条件下才会发生聚变

3．近年来我国沿海地区利用潮汐现象建成了潮汐发电站，其原理就是利用海水的流动来推动发电机工作，从能量转化的角度，潮汐发电是将(A)

A．海水的机械能转化成电能

B．海水的化学能转化成电能

C．电能转化成海水的势能

D．电能转化成海水的机械能

课堂小结

1．能源与社会

可再生能源和不可再生能源．

2．能源与环境

3．开发新能源

太阳能、核能、地热能、潮汐能、风能．

练习设计

完成本课对应训练．

温馨提示：实验视频见课件．