沪科版九年级物理第20章教案：第2节能源的开发和利用

第二节能源的开发和利用
第1课时能源与社会、环境
教学目的
1．理解什么是能源。

知道哪些属于可再生能源，哪些属于不可再生能源。

2．知道能源与人类生存和社会开展亲密相关，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，并能通过详细的事例进展说明。

3．理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，学会辨证的考虑问题、学会关注自然、关注社会。

重点难点
重点
1．知道可再生能源和不可再生能源的区别。

2．知道世界能源的构成和我国能源的构造。

3．理解能源与环境的关系，增强环境保护的意识。

难点
理解可再生能源和不可再生能源的分类及能源与环境之间的关系。

教学用具
多媒体课件。

教学过程
一、创设情境，导入新知
能源与我们的生活亲密相关，能源直接影响到我们的生活质量。

“节能〞、“缺电〞、“新能源〞、“能源与环境〞成为一个又一个热门话题，今天我们来研究能源与社会的关系。

二、自主合作，感受新知
阅读课本并结合生活实际，完成预习局部。

三、师生互动，理解新知
(一)能源与社会
1．自然界的能源
学生阅读教材后，老师提出问题：
(1)生活中什么是可再生能源，什么是不可再生能源？各举两例进展说明。

(2)你能说出世界和我国能源消耗构造比例吗？
学生答复：(1)可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源。

如：太阳能、风能、水能以及动植物等。

已经消耗就很难再生的能源就是不可再生能源。

如：煤、石油、天然气和铀矿等。

(2)目前世界能源消耗中90%以上是不可再生能源。

其中：石油大约占40%，煤大约占35%，天然气大约占20%。

我国的能源构造主要以煤为主，其比重大约是煤75%，石油17%，天然气3%，其他(水电、核电、新能源发电)占6%，构造不合理。

2．能源的开发和利用
提出问题：(1)纵观几千年的文明史，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，也是人类的文明史，你同意这种看法吗？
(2)有人说，煤的利用导致第一次工业革命，电的创造导致第二次工业革命，谈谈你的
看法？
学生交流讨论。

能源利用的进步导致了人类文明的跃进。

先是钻木取火，从人类利用自然到人工的转变，导致了以柴薪作为主要能源的时代的到来；蒸汽机的创造是人类利用能源的里程碑，人类从此步入以机械动力大规模代替人力和畜力的时代。

人类主要能源由柴薪向煤、石油、天然气等化石能源的转化；20世纪40年代，物理学家创造了可以控制核能释放的装置——核反响堆，人类开场了以核能为代表的又一次能源革命。

典例解读
【例1】2021年5月，我国在南海北部神狐海域进展的可燃冰试开采获得成功。

我国可燃冰的总资源是常规天然气、页岩气资源总和的两倍，它与天然气、石油一样，都是______(填“可再生〞或“不可再生〞)能源；可燃冰燃烧时将化学能转化成为______能。

【解析】页岩气、天然气、石油随着使用不断减少，短时间内从自然界得不到补充，因此属于不可再生能源。

可燃冰在燃烧时，内部的化学能转化成内能。

【答案】不可再生内
(二)能源与环境
提出问题：能源的开发和利用带来了环境污染和生态破坏，谈谈你对这个方面的认识？
学生答复：能源的大量开发和利用既促进了社会消费力的开展和进步，同时不可防止造成了环境污染。

如：煤的燃烧会造成大气污染及温室效应；煤的燃烧还会释放二氧化硫等有害气体，形成“酸雨〞，危害植物生长；泄露的石油会污染海洋等。

提出问题：如何解决能源的利用与环境保护的矛盾，谈一谈你的看法？
学生交流讨论。

老师点拨——开发新能源。

典例解读
【例2】关于能源与环境，以下说法正确的选项是( )
A．光的应用不会造成环境污染，城市建筑可以随意使用玻璃幕墙
B．彩电、空调、手机等家用电器在使用时，对人和环境不会产生任何不利的影响
C．石油、煤、天然气的开采和使用不会造成环境污染和生态破坏
D．太阳能是一种无污染，又取之不尽的新能源
【解析】玻璃幕可以成像，且能进展光的反射，影响居民的生活，造成了光污染，A选项错误；彩电、空调、手机等家用电器在使用过程中会发射电磁波，对人和环境产生不利的影响，B选项错误；石油、煤、天然气的大量开采和使用，不仅造成生态破坏，而且它们燃烧产生的废气也对环境产生污染，C选项错误；太阳能取之不尽，用之不竭，对环境无污染，是我们积极开发的一种新能源，D选项正确。

【答案】D
四、尝试练习，掌握新知
请同学们完成相关作业。

五、课堂小结，梳理新知
1．自然界与社会
(1)可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源，如太阳能、风能、水能以及动植物等。

(2)已经消耗就很难再生的能源就是不可再生能源，如煤、石油、天然气和铀矿等。

2．能源革命：
煤的利用导致第一次工业革命；
电的创造导致第二次工业革命。

20世纪40年代，核能为代表的又一次能源革命。

3．能源的大量开发和使用，会造成环境污染与生态破坏。

六、深化练习，稳固新知
请同学们完成相关作业。

教学反思
第2课时开发新能源
教学目的
1．知道能源与人类社会亲密相关，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．知道太阳能宏大、清洁、使用方便的优点，理解目前利用太阳能的途径和方法。

3．理解裂变、聚变，知道原子弹、氢弹的制造原理，知道核反响堆的作用，以及核电站的原理和特点。

4．知道地热能、潮汐能和风能等的特点。

重点难点
重点
知道新能源的种类和用处。

难点
理解铀核链式反响的大致情况和核电站的大致工作过程。

教学用具
多媒体课件。

教学过程
一、创设情境，导入新知
师：如今我们大量使用能源——电能，实际消耗的还是转化成电能的其他能源，目前我国主要还是消耗化石燃料。

随着科学技术的开展和进步，随着工、农业消费和科学技术的现代化，人们的生活也逐渐现代化，使能量的消耗迅速增长。

会不会引起“能源危机〞呢？人类能不能解决这个问题呢？
生：煤和石油越采越多，人类可能要出现能源危机。

师：那如何解决能源危机呢？
生：人们可以寻找新的能源。

师：这节课我们就来讨论“开发新能源〞。

二、自主合作，感受新知
阅读课本并结合生活实际，完成预习局部。

三、师生互动，理解新知
(一)太阳能
太阳能是一种既相对清洁，又取之不尽的能源。

学生阅读课本得出太阳能的两种主要利用方式：太阳能转化为内能，太阳能转化为电能。

利用光转化为电的方式前面已经介绍过了，如太阳能电池。

这里介绍如何采用该光转化为热的方式利用太阳能。

老师归纳：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。

如图是一种家庭常用的太阳能热水器。

工作原理是：太阳光的照射使加热管内的温度上升，由于热水的密度比冷水的小，管内热水不断上升并储存在储水箱上部；同时，储水箱内温度较低的水下降到加热管，通过水的不断对流，最终使得储水箱内水的温度升高。

师：根据前面的学习和你的理解，太阳能的利用有哪些有缺点呢？
学生讨论后归纳：
太阳能的优点：能量宏大、供给时间长、分布广泛、获取方便、无污染、平安经济。

缺点：能量分散，且又连续和不稳定，受气候和天气影响较大。

(二)核能
学生阅读课本得出核能的开发和利用采用两种方式：一种是利用核裂变释放能量；另一种是利用核聚变释放能量。

(1)核裂变
核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反响。

原子核在发生裂变时，裂变自行持续产生系列化的越来越剧烈的一种核反响，称为链式反响。

假如这种链式反响不加以控制将快速地进展下去，并在极短的时间内释放出宏大的能量，发生强烈的爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的。

(2)核聚变
核聚变是较轻的原子核结合成较重的原子核的一种核反响。

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。

师：如何和平地利用核能造福于人类呢？
学生阅读课本得出：利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方向。

(三)其他新能源
学生阅读课本，理解其他的新能源：地热能、潮汐能、风能等。

(1)地热能：地球内部蕴藏着大量的内能，可开发用于发电。

(2)潮汐能：
产生：月球、太阳对地球的引力作用，使海水产生涨落。

用处：可用来发电。

特点：本钱低、无污染。

(3)风能：风具有很大的能量，风能利用较多，早期利用风能行船、抽水、磨谷等，如今主要用于发电，但不稳定，受区域、季节的影响大。

典例解读
【例1】科技小组的同学们调查发现，为了更加节能环保，在北京地区新农村街道的两旁，使用一种新型风光互补路灯，这种路灯系统同时安装了风力发电机和太阳能电池板，有风时通过风力发电机发电，有阳光时通过太阳能电池板发电，并将电能储存至蓄电池中，供路灯照明使用，这种路灯如下图。

以下关于这种新型风光互补路灯的说法中正确的选项是( )
A．风力发电机发电时是把机械能转化为电能
B．风力发电机的小风扇只是美化城市的时尚装饰
C．风力发电机的小风扇就是用来给太阳能电池散热的
D．太阳能和风能都属于人类对不可再生能源的利用
【解析】风力发电机发电时是把机械能转化为电能，故A正确；小风扇的作用可以把风能转化为电能，不是用来美化城市的时尚装饰，也不是用来散热的，故B、C错；该路灯利用的太阳能和风能都属于可再生能源，故D错。

【答案】A
【例2】潮汐是月球、太阳对地球的引力作用而产生的。

每天的涨潮与落潮蕴涵着宏大的能量，这种能量可以用来发电。

如下图，在利用潮汐发电的过程中，能量的转化情况是海水的动能传递给发电机，通过发电机转化为______能；图中甲、乙两幅图代表涨潮发电的是______；与火力发电相比，潮汐发电的优点是______。

【解析】发电机的工作过程是将机械能转化为电能，由图中箭头可知，甲图表示落潮时的情景，乙图表示涨潮时的情景，潮汐能是清洁的能源，清洁能源是指对环境无污染或污染很小的能源。

【答案】电乙无污染
四、尝试练习，掌握新知
请同学们完成相关作业。

五、课堂小结，梳理新知
1．太阳能的利用：主要利用光转化为电，光转化为热的方式。

2．核能的利用：核裂变和核聚变。

原子弹和核电站是根据核裂变的原理制成的，原子弹的链式反响是不可控的，核电站的链式反响是可控的。

氢弹是根据核聚变的原理制成的。

3．地热能、潮汐能和风能的利用。

六、深化练习，稳固新知
请同学们完成相关作业。

教学反思。