初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第1节 能源利用的现状和面临的挑战教案

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第1节 能源利用的现状和面临的挑战教案，共6页。
1.物理观念：了解人类利用能源的历程，区分不同类型的能源，列举常见的不可再生能源和可再生能源。理解能量转化和转移具有方向性，了解人类能源利用面临的挑战，进一步强化能量观念。
2.科学思维：收集各种形式能源的资料，并结合能源特点进行分类整理、归纳总结，发展科学思维能力。
3.科学探究：通过观察和分析生活经验，感悟各种能量与生产生活的联系，发展观察和分析能力。会通过多种方式收集信息，发展获取证据的能力。
4.科学态度与责任：了解我国和世界的能源状况，增强保护环境、节约能源的意识，具有在力所能及的范围内为人类可持续发展作贡献的意识。
1.教学重点：了解生活和生产中常见能源的分类及利用情况。
2.教学难点：正确认识能量转化和转移的方向性，能源与人类生存、社会发展的关系，体会节约能源和开发新能源的重要性。
能源是人类生活、社会发展的重要物质基础，能源问题是当今世界的热点问题，与我们每个人都息息相关。人类是如何利用能源的呢？观看接下来的视频。
[提问]视频中的场景涉及哪些形式的能量？除了这些能量，你还知道哪些能量？这些能量的来源是什么？是如何被利用的？
任务一 了解人类利用能源的历程
任务二 了解能源利用面临的挑战
第1节 能源利用的现状和面临的挑战




教师活动
学生活动
[展示]介绍不同时期人类利用的主要能源，并提出问题：
（1）钻木取火在人类的发展历程中有什么意义？
（2）随着人口的增加和生产力的发展，柴薪能源为什么会被取代？
（3）你能举例说明人类是利用哪种能源逐步取代柴薪能源的吗？
[提问]主要能源从柴薪转向煤，人类由此进入工业化社会。同学们，请根据你们掌握的地理知识，分析一下，煤、石油、天然气是如何形成的？
[展示]用多媒体播放煤、石油和天然气的形成视频。
[小结]我们今天大规模使用的煤、石油和天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。
[提问]电能是我们经常使用的能源，它又是怎么来的呢？
[追问]常见的发电方式有哪些？目前在新能源发电方面有哪些探索？
[提问]我们现代社会使用的能源有哪些不同的特点？可以如何分类？
[观察思考并回答]
（1）钻木取火标志着人类从依赖自然火源转向主动控火，人类摆脱了火源的时间和空间限制，钻木取火成为首个人工能源技术。
（2）柴薪能源存在采集成本高、热效率低等问题。
（3）蒸汽时代推动煤成为主要能源。
[交流讨论并回答]植物通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能；以植物为营养的动物、微小的海洋生物等，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，在高压下前者变成了煤，后者变成了石油和天然气。
[回答]发电机产生的。
[回答]常见的发电方式有火力发电、水力发电、核能发电等。目前还可以利用太阳能、风能、潮汐能、地热能等进行发电。
[思考讨论并回答]按照是否能直接从自然界获取，将能源分为一次能源和二次能源。像风能、水能、太阳能、地热能、核能、化石能源（煤、石油、天然气）等都属于一次能源；电能、汽油、柴油等无法从自然界中直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，我们把这样的能源叫作二次能源。
按照是否可再生，将能源分为可再生能源与不可再生能源。像风能、水能、太阳能、地热能等能源可以在短期内从自然界得到补充，为可再生能源；核能、化石能源等越用越少（不能在短期内从自然界得到补充）的一次能源属于不可再生资源。
按照是否环保，可以将能源分为清洁能源和非清洁能源。在利用过程中不会排放污染物的风能、水能、太阳能、地热能、电能，还有核能以及燃烧后氮氧化物的排放量相对较低的天然气等，属于清洁能源；而煤、石油、汽油、柴油在利用过程中会排放较多的污染物，属于非清洁能源。
教师活动
学生活动
[过渡提问]能量守恒定律告诉我们，能源中储存的能量既不会凭空消失也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。既然能量是守恒的，那么能量总量就不会减少，为什么我们还要节约能源呢？
[举例]冬天，火炉把自身的内能传递给房间里的空气，供人们取暖；到了春天，能够把这些内能重新收集起来，来年再用吗？为什么？
[讲解]冰箱里的热量不会自动转移到外部，而必须消耗其他的能量（电能）才能把热量转移出来使冰箱内部变冷。可见，涉及热现象的能量转化过程是有方向性、不可逆的，消散掉的内能不能被收集起来再利用。
[提问]同学们可以交流、讨论一下，看看哪些能量可以被利用，哪些不能。
[讲解]人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些则不能。因此，能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。目前人类的主要能源还是石油，据已探测的数据表明，化石能源的储量并不丰富，而且化石能源开发利用后不能再生，不久的将来会消耗殆尽。石油的短缺终会引起世界的能源危机。
[提问]人类在耗用各种能源，特别是化石能源时，不可避免地会对环境造成影响。请大家讨论一下能源的使用对环境会造成哪些影响？
[提问]化石能源的大量使用，不仅留给我们子孙后代的越来越少，而且造成严重的环境问题。开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。什么样的能源是未来的理想能源呢？
[引导自学]引导学生自主阅读教材P192《燃煤发电的清洁技术》。
[回答]有些能源不可再生。
[回答]不能。一般情况下，内能只能从高温物体转移到低温物体，不能相反；否则会引起其他的变化，消耗其他形式的能量。
[回答]前面学习过的化石能源、核能、太阳能可以被利用，风能、水能、地热能也能被利用。机械摩擦产生的内能不能被利用，与空气摩擦产生的内能也不能被利用。
[讨论并回答]
产生的
环境问题
石油、
天然气
煤
水力
发电
核能
柴薪
空气污染
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废物
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有害辐射
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水土流失和沙漠化（破坏生态平衡）
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[回答]
（1）能够大规模替代石油、煤和天然气等常规能源，必须足够丰富，可以保证长期使用。
（2）相关的技术必须成熟，可以保证大规模使用。
（3）必须足够安全、清洁，可以保证不会严重影响环境。
教师活动
学生活动
[任务]以思维导图形式归纳总结本节内容。
[总结]本节课我们全面了解人类利用能源的历程，从不同角度对能源进行分类，并从能量转化和转移的方向性、能源消耗对环境的影响、全球现有能源的利用情况等多个角度认识了当前人类能源利用面临的挑战，明确了“节能减排”和开发新能源的重要性。因此我们要节约能源，保护环境，树立绿色生活、人与自然和谐共生的可持续发展理念。
[小组合作]总结核心知识，绘制思维导图。