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教科版（2024）九年级下册第十一章 物理学与能源技术3 能源教案
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这是一份教科版（2024）九年级下册第十一章 物理学与能源技术3 能源教案，共9页。教案主要包含了课标分析，内容和地位分析，新能源的开发利用与可持续发展等内容，欢迎下载使用。
5.能源开发与可持续发展
教材分析
一、课标分析
1.了解能源的分类。
2.了解常见的新能源类型及应有的特点。
3.了解能源与可持续发展的关系。
二、内容和地位分析
本节课是物理课程的最后一节课,属于课标主题下的能量主题,内容主要从能源的分类、新能源的开发利用和可持续发展三个递增顺序进行,本节课的内容与生活息息相关,可以广泛地从生活中选取实例作为本节课的教学素材,渗透从物理走向社会的意识和节约能源、保护环境的意识。
学情分析
在学习本节课内容之前,学生已经形成了基本的能源意识和能量意识,对学习本节课有一定的基础,但对于本节课的新能源的开发利用和可持续发展意识,以及发挥自己的能动作用为社会作出相应贡献的意识稍有欠缺。
教学目标
1.了解能源的主要分类和常见的分类方法。
2.了解如何实现能源的可持续性发展,了解未来理想能源的特征。
3.了解原子、原子核结构,了解核裂变和核聚变的特点。
4.了解人类利用核能的现状,了解核能的优点,还要知道它可能带来的问题。
5.认识太阳能的特点,认识人类利用太阳能的过程。
核心素养
1.了解可持续发展的重要性。
2.有保护环境、节约能源的意识。
重点难点
重点:1.能源的概念、对人类利用能源的认识。能源利用与可持续发展的关系。
2.可控链式反应,和平利用核能。
3.了解太阳能的特点和利用方式。
难点:1.对一次能源、二次能源、可再生能源、不可再生能源的认识。
2.知道链式反应及其发生的条件;了解核聚变,知道核聚变发生的条件。
3.了解太阳活动引起的一些物理现象。
教学过程
续表
续表
续表
续表
教学反思
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节一:导入新课
我们生活、生产中离不开能量。例如,在生活中,烧饭、取暖、照明中都需要利用能量;在生产中,如金属的冶炼、机器的运转等需要能量,在交通运输中,汽车和火车等交通工具的行驶也需要能量。想一想,这些能量来源于哪里?我们利用了哪些种类的能源?
学生思考并回答老师的问题,进入课题。
从日常生活出发,引起学生的学习兴趣。
环节二:能源的分类及开发利用
能源按照获取方式分为一次能源和二次能源。
老师提问:(1)可以直接从自然界获得的能源称为一次能源。请举例说明哪些能源属于一次能源。
(2)无法从自然界直接获取,必须通过消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源。请举例说明哪些能源属于二次能源。
(3)按照对环境的影响可分为清洁能源和污染能源。太阳能、电能、风能、地热能等属于清洁能源;煤、柴薪等属于污染能源。关于清洁能源和污染能源,同学们还有哪些举例?
(4)按照人类开发早晚分为常规能源和新能源。煤、石油等属于常规能源;地热能、风能、生物质能等属于新能源。关于常规能源和新能源,同学们还有哪些举例?
(5)化石能源、核能等能源会越来越少,不能在短期内从自然界中得到补充,这类能源称为不可再生能源。全世界的能源消耗逐年增长,像化石能源、核能会消耗殆尽,那该怎么办?
(6)太阳能、风能、水能等这些能源有什么特点?
这类能源称为可再生能源。
老师提问:开发可再生能源要满足什么条件?
老师引导学生分析可再生能源中的风能、水能、太阳能的优点和缺点。
学生回答:
(1)化石能源(煤、石油、天然气)都是一次能源,风能、水能、太阳能、地热能、核能等也都是一次能源。
(2)电能、汽油、柴油、酒精等都是二次能源。
(3)水能、潮汐能属于清洁能源,石油属于污染能源。
(4)天然气、水能等属于常规能源,核能、太阳能、潮汐能等属于新能源。
(5)必须开发新的能源、能够长期使用的能源。
(6)像风能、水能、太阳能等能源可以在自然界中源源不断地得到。
通过讲述、提问、引导等方式使学生认识到能源的开发和合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节二:能源的分类及开发利用
老师总结:
(1)必须足够丰富,可以保证长期使用。
(2)必须足够便宜,可以保证多数人用得起。
(3)必须技术成熟,可以保证大规模使用。
(4)必须足够安全、清洁,以保证不会严重影响环境。
例1 凡是能提供 的物质资源叫做能源。现有煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、核能及电能。在这些能源中属于化石能源的有 ;属于一次能源的有 ;属于二次能源的有 。
学生讨论。
学生思考、讨论、回答问题。
通过练习强化学生的学习效果。
环节三:核能
请学生阅读课本第49~53页,并思考:
(1)原子具有什么样的结构?
(2)什么是核能?
(3)什么是裂变,具有什么样的特点?
(4)什么是聚变,具有什么样的特点?
师生共同总结:
老师提问:质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合,就有可能释放出惊人的能量,这就是核能。释放核能的方式有哪些?
1.裂变。
科学家先后用中子轰击质量比较大的铀235原子核,使其发生裂变,发现一个核分裂成两个质量中等大小的原子核,同时释放出大量的能量。奇妙的是,铀235核在分裂成两个别
阅读课本,了解原子核,核能,裂变、聚变等概念和基本信息。
学生回答:核裂变和核聚变。
培养学生的信息读取能力和分析归纳能力。
培养学生对裂变的物理观念。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节三:核能
的原子核的时候,还放出2~3个中子。
裂变的能量巨大:1 kg铀全部裂变,释放的能量超过2 000 t 煤完全燃烧时释放的能量。
发生裂变的条件:用中子轰击铀核。
老师提问:当外界中子停止轰击铀核时,裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢?
链式反应:当中子轰击铀核时,铀核发生裂变,释放大量核能的同时产生出几个新的中子,这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量核能。这就是裂变中的链式反应。
裂变的应用:
(1)核电站:
①核反应堆:核反应堆是原子核发生链式反应的场所,它能够控制链式反应的速度,是缓慢、平稳地释放核能的装置。
②核电站的工作原理及能量转化:核能→内能→机械能→电能。
(2)原子弹:链式反应如果不加以控制,大量原子核就在一瞬间发生裂变,释放出极大的能量,这就是原子弹的原理。
2.聚变。
如果将某些质量很小的原子核,如氘核(由一个质子和一个中子构成)与氚核
学生回答:让产生的中子继续轰击铀核,再次产生中子,让轰击铀核和产生的中子连续进行。
学生根据老师讲解,理解链式反应原理。
学生根据老师讲解,理解核电站的工作原理及能量转化情况。
了解原子弹爆炸的原理。
了解核聚变的概念和原理。
启发学生得到链式反应的意识和思维。
培养学生从物理走向生活的理念,激发学生学习物理的兴趣。
培养学生对聚变的物理观念。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节三:核能
(由一个质子和两个中子构成),在超高温下结合成新的原子核——氦核,也会释放出巨大的核能,这就是聚变,也称为热核反应。
氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变,可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。
3.核废料的处理。
核电站使用过的核燃料成为核废料。由于核废料仍具有放射性,对环境会造成相当大的危害,因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。
例2 我国的大亚湾核电站,是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站,下列相关说法中正确的是( )
A.核能是常规能源
B.核能不会对人类造成危害
C.核电站是利用裂变的链式反应发电的
D.核电站发电时,把核能直接转化为电能
例3 如图所示,中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环(EAST)”取得重大突破,创造世界新纪录,在上亿摄氏度的高温状态下,物质呈现等离子态,它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似,通过 (选填“裂变”或“聚变”)释放巨大的核能,原子核能又转化为 ,从而获得上亿摄氏度的高温。
了解氢弹的原理。
了解核泄漏的危害和核废料处理方法。
学生讨论、思考、回答问题。
培养学生安全意识和环境保护意识。
通过练习强化学生的学习效果。
环节四:太阳能
老师提问:了解人类常用的能源,如风能、生物质能、化石能源等,你能说出它们的大致形成过程吗?
学生通过讨论,说出几种常用能源的形成过程:风能是由于太阳照射空气,使空气冷热不同,形成对流而成风;生物质能是由植物的光合作用积聚而成的,来源于太阳;化石能源是指千
通过老师讲解,学生了解太阳能的用处及可开发和优化利用的空间,形成学以致用的意识。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节四:太阳能
老师提问:人类使用的很多能源都直接或间接来源于太阳能,那是不是人类使用的所有能源都来源于太阳呢?
直接利用太阳能的方式主要有光热转化,光电转化,光化转化。
老师提问:谁能举例说明生活中的光电转化、光热转化、光化转化的例子?
例4 关于太阳能的下列说法中,错误的是( )
A.太阳能十分丰富,供应时间长久,目前太阳能的转换效率也很高
B.太阳内部不断地进行核聚变
C.太阳能分布广阔,获取方便,无需开采和运输
D.太阳能安全、清洁,利用太阳能不会对环境造成污染
百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的,它们都来源于太阳能。
学生交流、讨论后得出结论:人类使用的能源中除地热能、潮汐能、核能以外的能源几乎都来源于太阳。
学生回答:光电转化的例子有光电池、光伏发电等;光热转换的例子有集热器、太阳能热水器等;光化转化的例子有绿色植物的生长等。
学生思考、讨论、回答问题。
通过做题强化学生的学习效果。
板书设计
3.能源
4.核能
5.能源开发与可持续发展
一、能源:能源的多种分类;世界储备能源及需求。
二、核能:原子结构模型;链式反应的特点及其应用;核聚变及其应用。
三、新能源的开发利用与可持续发展(核能、太阳能、地热能、潮汐能等)。
课堂练习
课堂8分钟
课堂小结
本节课你学到了什么?有哪些收获呢?
作业布置
《七彩作业》第十一章第3节、第4节、第5节。
5.能源开发与可持续发展
教材分析
一、课标分析
1.了解能源的分类。
2.了解常见的新能源类型及应有的特点。
3.了解能源与可持续发展的关系。
二、内容和地位分析
本节课是物理课程的最后一节课,属于课标主题下的能量主题,内容主要从能源的分类、新能源的开发利用和可持续发展三个递增顺序进行,本节课的内容与生活息息相关,可以广泛地从生活中选取实例作为本节课的教学素材,渗透从物理走向社会的意识和节约能源、保护环境的意识。
学情分析
在学习本节课内容之前,学生已经形成了基本的能源意识和能量意识,对学习本节课有一定的基础,但对于本节课的新能源的开发利用和可持续发展意识,以及发挥自己的能动作用为社会作出相应贡献的意识稍有欠缺。
教学目标
1.了解能源的主要分类和常见的分类方法。
2.了解如何实现能源的可持续性发展,了解未来理想能源的特征。
3.了解原子、原子核结构,了解核裂变和核聚变的特点。
4.了解人类利用核能的现状,了解核能的优点,还要知道它可能带来的问题。
5.认识太阳能的特点,认识人类利用太阳能的过程。
核心素养
1.了解可持续发展的重要性。
2.有保护环境、节约能源的意识。
重点难点
重点:1.能源的概念、对人类利用能源的认识。能源利用与可持续发展的关系。
2.可控链式反应,和平利用核能。
3.了解太阳能的特点和利用方式。
难点:1.对一次能源、二次能源、可再生能源、不可再生能源的认识。
2.知道链式反应及其发生的条件;了解核聚变,知道核聚变发生的条件。
3.了解太阳活动引起的一些物理现象。
教学过程
续表
续表
续表
续表
教学反思
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节一:导入新课
我们生活、生产中离不开能量。例如,在生活中,烧饭、取暖、照明中都需要利用能量;在生产中,如金属的冶炼、机器的运转等需要能量,在交通运输中,汽车和火车等交通工具的行驶也需要能量。想一想,这些能量来源于哪里?我们利用了哪些种类的能源?
学生思考并回答老师的问题,进入课题。
从日常生活出发,引起学生的学习兴趣。
环节二:能源的分类及开发利用
能源按照获取方式分为一次能源和二次能源。
老师提问:(1)可以直接从自然界获得的能源称为一次能源。请举例说明哪些能源属于一次能源。
(2)无法从自然界直接获取,必须通过消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源。请举例说明哪些能源属于二次能源。
(3)按照对环境的影响可分为清洁能源和污染能源。太阳能、电能、风能、地热能等属于清洁能源;煤、柴薪等属于污染能源。关于清洁能源和污染能源,同学们还有哪些举例?
(4)按照人类开发早晚分为常规能源和新能源。煤、石油等属于常规能源;地热能、风能、生物质能等属于新能源。关于常规能源和新能源,同学们还有哪些举例?
(5)化石能源、核能等能源会越来越少,不能在短期内从自然界中得到补充,这类能源称为不可再生能源。全世界的能源消耗逐年增长,像化石能源、核能会消耗殆尽,那该怎么办?
(6)太阳能、风能、水能等这些能源有什么特点?
这类能源称为可再生能源。
老师提问:开发可再生能源要满足什么条件?
老师引导学生分析可再生能源中的风能、水能、太阳能的优点和缺点。
学生回答:
(1)化石能源(煤、石油、天然气)都是一次能源,风能、水能、太阳能、地热能、核能等也都是一次能源。
(2)电能、汽油、柴油、酒精等都是二次能源。
(3)水能、潮汐能属于清洁能源,石油属于污染能源。
(4)天然气、水能等属于常规能源,核能、太阳能、潮汐能等属于新能源。
(5)必须开发新的能源、能够长期使用的能源。
(6)像风能、水能、太阳能等能源可以在自然界中源源不断地得到。
通过讲述、提问、引导等方式使学生认识到能源的开发和合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节二:能源的分类及开发利用
老师总结:
(1)必须足够丰富,可以保证长期使用。
(2)必须足够便宜,可以保证多数人用得起。
(3)必须技术成熟,可以保证大规模使用。
(4)必须足够安全、清洁,以保证不会严重影响环境。
例1 凡是能提供 的物质资源叫做能源。现有煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、核能及电能。在这些能源中属于化石能源的有 ;属于一次能源的有 ;属于二次能源的有 。
学生讨论。
学生思考、讨论、回答问题。
通过练习强化学生的学习效果。
环节三:核能
请学生阅读课本第49~53页,并思考:
(1)原子具有什么样的结构?
(2)什么是核能?
(3)什么是裂变,具有什么样的特点?
(4)什么是聚变,具有什么样的特点?
师生共同总结:
老师提问:质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合,就有可能释放出惊人的能量,这就是核能。释放核能的方式有哪些?
1.裂变。
科学家先后用中子轰击质量比较大的铀235原子核,使其发生裂变,发现一个核分裂成两个质量中等大小的原子核,同时释放出大量的能量。奇妙的是,铀235核在分裂成两个别
阅读课本,了解原子核,核能,裂变、聚变等概念和基本信息。
学生回答:核裂变和核聚变。
培养学生的信息读取能力和分析归纳能力。
培养学生对裂变的物理观念。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节三:核能
的原子核的时候,还放出2~3个中子。
裂变的能量巨大:1 kg铀全部裂变,释放的能量超过2 000 t 煤完全燃烧时释放的能量。
发生裂变的条件:用中子轰击铀核。
老师提问:当外界中子停止轰击铀核时,裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢?
链式反应:当中子轰击铀核时,铀核发生裂变,释放大量核能的同时产生出几个新的中子,这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变,并释放出大量核能。这就是裂变中的链式反应。
裂变的应用:
(1)核电站:
①核反应堆:核反应堆是原子核发生链式反应的场所,它能够控制链式反应的速度,是缓慢、平稳地释放核能的装置。
②核电站的工作原理及能量转化:核能→内能→机械能→电能。
(2)原子弹:链式反应如果不加以控制,大量原子核就在一瞬间发生裂变,释放出极大的能量,这就是原子弹的原理。
2.聚变。
如果将某些质量很小的原子核,如氘核(由一个质子和一个中子构成)与氚核
学生回答:让产生的中子继续轰击铀核,再次产生中子,让轰击铀核和产生的中子连续进行。
学生根据老师讲解,理解链式反应原理。
学生根据老师讲解,理解核电站的工作原理及能量转化情况。
了解原子弹爆炸的原理。
了解核聚变的概念和原理。
启发学生得到链式反应的意识和思维。
培养学生从物理走向生活的理念,激发学生学习物理的兴趣。
培养学生对聚变的物理观念。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节三:核能
(由一个质子和两个中子构成),在超高温下结合成新的原子核——氦核,也会释放出巨大的核能,这就是聚变,也称为热核反应。
氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变,可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。
3.核废料的处理。
核电站使用过的核燃料成为核废料。由于核废料仍具有放射性,对环境会造成相当大的危害,因此要将核废料深埋到人迹稀少的沙漠地带。
例2 我国的大亚湾核电站,是利用核能来大规模生产电能的发电站。关于核能和核电站,下列相关说法中正确的是( )
A.核能是常规能源
B.核能不会对人类造成危害
C.核电站是利用裂变的链式反应发电的
D.核电站发电时,把核能直接转化为电能
例3 如图所示,中国“人造太阳”——大型核试验装置“东方超环(EAST)”取得重大突破,创造世界新纪录,在上亿摄氏度的高温状态下,物质呈现等离子态,它们可以被磁场约束。“东方超环”的反应原理与太阳类似,通过 (选填“裂变”或“聚变”)释放巨大的核能,原子核能又转化为 ,从而获得上亿摄氏度的高温。
了解氢弹的原理。
了解核泄漏的危害和核废料处理方法。
学生讨论、思考、回答问题。
培养学生安全意识和环境保护意识。
通过练习强化学生的学习效果。
环节四:太阳能
老师提问:了解人类常用的能源,如风能、生物质能、化石能源等,你能说出它们的大致形成过程吗?
学生通过讨论,说出几种常用能源的形成过程:风能是由于太阳照射空气,使空气冷热不同,形成对流而成风;生物质能是由植物的光合作用积聚而成的,来源于太阳;化石能源是指千
通过老师讲解,学生了解太阳能的用处及可开发和优化利用的空间,形成学以致用的意识。
教学环节
教学内容
学生活动
教学意图
环节四:太阳能
老师提问:人类使用的很多能源都直接或间接来源于太阳能,那是不是人类使用的所有能源都来源于太阳呢?
直接利用太阳能的方式主要有光热转化,光电转化,光化转化。
老师提问:谁能举例说明生活中的光电转化、光热转化、光化转化的例子?
例4 关于太阳能的下列说法中,错误的是( )
A.太阳能十分丰富,供应时间长久,目前太阳能的转换效率也很高
B.太阳内部不断地进行核聚变
C.太阳能分布广阔,获取方便,无需开采和运输
D.太阳能安全、清洁,利用太阳能不会对环境造成污染
百年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的,它们都来源于太阳能。
学生交流、讨论后得出结论:人类使用的能源中除地热能、潮汐能、核能以外的能源几乎都来源于太阳。
学生回答:光电转化的例子有光电池、光伏发电等;光热转换的例子有集热器、太阳能热水器等;光化转化的例子有绿色植物的生长等。
学生思考、讨论、回答问题。
通过做题强化学生的学习效果。
板书设计
3.能源
4.核能
5.能源开发与可持续发展
一、能源:能源的多种分类;世界储备能源及需求。
二、核能:原子结构模型;链式反应的特点及其应用;核聚变及其应用。
三、新能源的开发利用与可持续发展(核能、太阳能、地热能、潮汐能等)。
课堂练习
课堂8分钟
课堂小结
本节课你学到了什么?有哪些收获呢?
作业布置
《七彩作业》第十一章第3节、第4节、第5节。
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