初中物理北师大版九年级全册三 能源：危机与希望教学设计

第3节　能源：危机与希望

教学目标

【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相互转化．

2．初步了解人类发现、开发、利用能源的历史，能通过具体的事例，说出能源与人类生存和社会发展的关系．

3．知道永动机是不可能存在的．

4．初步认识科学及相关技术对人类社会发展的影响，有将科学服务于人类的展望．

【过程与方法】

通过阅读材料、相互交流，认识能源与人类生活的关系．

【情感、态度与价值观】

将能源科学与生活实际相结合，激发学生思考，引起学生学习兴趣．

重点难点

【重点】

能量的转化与守恒定律．

【难点】

核裂变与核聚变．

教学过程

知识点一　能量转化与守恒定律

【自主学习】

阅读课本P207－209，完成以下问题：

1．自然界中的物质存在着不同的运动形式，这些不同的运动形式对应着不同的能量.

2．能量不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化成其他形式，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.这就是能量转化与守恒定律．

3．消耗能量、利用能量或获得能量的过程就是能量的相互转化和转移的过程．

【合作探究】

演示一　自然界中能量的形式

1．上面各种不同的运动形式都存在着什么能量？

答：行驶的汽车与飞行的飞机具有动能；飞越黄河的汽车具有动能；流动的水具有机械能；太阳能电池板能把太阳能转化为电能；核电站能够利用原子核内的核能；流动的风具有机械能．

2．分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化？

答：行驶的汽车和飞行的飞机：机械能转化为自身和周围环境的内能；驾车飞越黄河：重力势能转化为动能；水力发电站：水的重力势能转化为动能；太阳能电池板：太阳能转化为电能；大亚湾核电站：原子核的核能转化为内能，再转化为机械能，最后转化为电能；风力发电：风的动能转化为电能．

3．不同形式的能量之间的相互转化有怎样的规律？

答：不同形式的能量之间可以相互转化，在一定量的某种形式的能量减少的同时，总伴随着其他形式的能量在等量地增加．

演示二　失败的“永动机”

1．利用轮右侧的重锤离轴较远，力臂较长，使轮能不断地转动．

2．利用磁铁对车前端铁板的吸引，牵引车前进．

3．利用磁铁A将沿轨道N滑下的铁球从小孔B沿轨道M吸上来．

4．以上“永动机”可以制成吗？为什么？

答：是不可能制成的，因为违反了能量转化与守恒定律．

5．由此我们可以得到什么提示？

答：能量不能被创造，而人类的生存和社会的发展都离不开能量，人们在生产、生活中靠各种能源提供能量，因此我们应时刻注意节约能源和科学地利用能源．

【教师点拨】

1．能量转化与转移的区别：若能量的形式没有发生变化，只是从一个物体传递给另一个物体，或从物体的一个部分传递到另一部分的过程叫作能量的转移．若能量的形式发生变化，这一过程叫作能量的转化．

2．自发的能量转化过程是有一定的方向性的，即自然进行的能量转化过程是不可逆的.例如用火烧水时，水越来越冷而火更旺的情况是不会发生的；又如小孩坐冰车的滑行速度只会越来越慢而不会越来越快．

知识点二　能量与能源

【自主学习】

阅读课本P209－210，完成以下问题：

1．能量是与物质及其运动相联系的．对应于不同形式的运动，有不同形式的能量，如机械能、电磁能、内能、化学能等．

2．自然界存在着可以为人类提供能量的自然资源，称为能源.能源是人类社会活动的物质基础．

3．煤炭资源在许多国家已即将耗尽；石油储藏，以今天的开采和耗费速度，大约也只能再用100年了．

【教师点拨】

我国不可再生能源情况：(1)煤炭资源：地质储量约1.44万亿吨，占世界煤炭总储量的13%.(2)石油资源：保有储量为600亿吨，但后备资源不足，而且石油可采储量的增长速度低于老油田的递减速度，储采比呈下降趋势．(3)天然气资源：保有储量为7 000亿立方米，但后备资源不足；水力资源：理论储量为6.8亿千瓦，但可开发储量只有3.78亿千瓦，且其中67.8%的水力资源集中分布在西南地区，要开发不易．无疑：我国是世界上能源丰富的国家之一，但我国人口众多，人均能源占有量远低于俄罗斯、美国，只有世界人均能源占有率的.

知识点三　物质与能量

【自主学习】

阅读课本P210－211，完成以下问题：

1．科学家用中子轰击铀，使铀这种重原子核分裂成两个中等质量的原子核．这是一种新型的原子核反应，叫作核裂变.

2．1 kg铀全部裂变时释放的能量相当于2 500 t优质煤完全燃烧释放的能量．人们把这种能量称为核能.

3．氘核、氚核在极高的温度下能够聚合成氦核，同时释放出更巨大的能量，这种把轻核聚合成质量较大的核的反应称为核聚变.

4．人们从太阳的光谱中发现，太阳中在激烈的进行着核聚变，同时释放出巨大的能量．氢弹就是利用裂变的高温使氘核与氚核发生聚变从而引发巨大爆炸的．

【教师点拨】

1．现在，原子核能已被和平利用，十几个国家都已建成核电站.但是核电站一旦泄露，就会带来核污染等问题，危及人类生命安全，因此和平、安全使用核能，做好防护措施是很重要的事情．

2．核聚变的优越性不仅只是能量释放多出4倍于裂变，更可喜的是，所需的氘核在海水中含量巨大，堪称“取之不尽，用之不竭”．现今许多国家都在运行改进可控核聚变实验装置，争取早日实现可控核聚变．

知识点四　科学与人类

【自主学习】

阅读课本P211，完成以下问题：

1．太阳能、风能、潮汐能、水力和地热能等可以认为是无限的，所以把它们叫作可再生能源.

2．煤、石油、天然气、核燃料等开发利用后，短时间内不能再生，所以把它们叫作不可再生能源.

【教师点拨】

随着新技术的应用，也引发了环境污染、能源短缺、全球变暖、臭氧枯竭、物种灭绝等一系列问题．因此，我们应该树立科学发展观，促使人类社会全面、协调、可持续地发展．

课堂小结

1．人类与能源的关系

2．能量转化与守恒定律

3．永动机不存在

4．能量存在的形式以及人类对各种能源的利用

5．核裂变与核聚变

6．能源及环境等问题和可持续发展

练习设计

完成本课对应训练．

温馨提示：实验视频见课件．