九年级物理下册20能源与能量守恒定律学案(新版)粤教沪版

20.1 能源和能源危机
【学习目标】
1．常识性了解能源概念和分类。

2．初步了解人类利用能源开展足迹，了解人类能源消耗增长状况。

3．了解我国能源状况及能源危机挑战。

————————
行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色笔将行为动词画上记号。

2．创设情景，导入新课。

提示：
对能源进展分类，关键是搞清楚分类标准，同一种能源，按不同分类标准划分，可能分
属于不同类别。

情景导入生成问题
师：我们每天要吃饭、喝水，用什么来煮饭、烧水呢？
生：煤、煤气、柴草、天然气……
师：要开动汽车、火车、飞机等交通工具，需要消耗什么呢？
生：汽油或者柴油、煤油等。

师：煤、煤气、柴草、天然气、汽油、柴油或者煤油等在起什么作用？
生：提供能量。

过渡语：能够提供能量物质就是能源。

(引入本课)
自学互研生成能力
知识板块一人类利用能源历史
自主阅读教材P70～71内容，完成以下问题：
1．什么叫能源？
答：像煤、天然气、汽油、风、电、太阳光等能够提供能量物质资源，我们把它们都叫做能源。

2．人类利用能源历史经历了哪些变革？
答：19世纪中叶以前是世界上能源薪柴时期，到19世纪末，世界进入煤炭时代，进入20世纪60年代以来，世界进入石油时代。

目前，人们正致力于开发太阳能、核能、水能、风能、海洋能、氢能……21世纪将是太阳能、核能时期或是多元化能源时期。

3．能源按其从自然界能否直接获得可以如何进展分类？
答：可分为一次能源和二次能源。

可以直接使用能源叫做一次能源，从一次能源经过加工转换而来能源，叫做二次能源。

独立完成知识板块一、二，教师巡视，根据完成情况挑两组同学带着大家分别学习知识板块一、二，其他同学补充或纠错。

教师选择两组在全班进展展示方案一、二，小组互相进展点评。

各小组长将各知识板块中不能解决问题展示到小黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。

对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在疑惑是什么？知识板块二能源危机挑战
自主阅读教材P72～73内容，完成以下问题：
4．能源按能否循环再生如何分类？
答：可分为不可再生能源和可再生能源。

木炭、煤、石油、天然气等一旦被消耗，是不能再生，这类能源属于不可再生能源；太阳能、水能、风能、地热能、海洋能、潮汐能等是不会随开发利用而日益减少，这类能源可以在自然界里源源不断地得到，属于可再生能源。

5．我国能源消耗构造现状如何？为什么存在能源危机挑战？
答：无论是我国还是世界，在能源消耗构造上，仍存在不科学、不合理现象，即在人类消耗能源中，90%以上都是不可再生能源。

我国是人口大国，每人平均拥有能源数量还是很少，随着国民经济开展和人口增长，我国能源消耗量相应迅速增长，在能源供给和需求方面矛盾将日益突出。

结合教材P73信息浏览，计算我国能源人均拥有量分别是多少，网上查查其他大国能源人均拥有量，组内同学谈谈自己感想，组内归纳形成共识进展展示。

交流展示生成新知
方案一(淮安中考)给出四组能源中，均为可再生能源一组是( A )
A．太阳能、水能、风能B．天然气、石油、氢能
C．地热能、核能、煤炭 D．潮汐能、核能、石油
方案二湘潭电机厂研制直驱型风力发电机组处于国际领先地位。

(1)直驱型风力发电机是将风动能转化成电能装置。

它是利用风力带动风车叶片旋转，使发电机转子(永磁体)在定子(线圈)中运动，从而在定子(线圈)中产生电流。

(2)风能作为一种清洁可再生(选填“可再生〞或“不可再生〞)能源，其蕴藏量巨大，比地球上可开发利用水能大10倍。

我国仅陆地上一天风能就有大约1.8×1016J，这相当于6×105t热值为3×107J/kg煤完全燃烧所放出热量。

当堂演练达成目标
见学生用书
课后反思查漏补缺
20．2开发新能源
【学习目标】
1．了解太阳能是人类能源宝库，了解太阳能有关知识，知道太阳能利用方式。

2．了解核能由来，知道核能优点和可能带来问题，知道核能利用方式。

3．了解风能、海洋能、氢能有关知识。

————————
行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色笔将行为动词画上记号。

2．创设情景，导入新课。

提示：
在太阳内部，氢原子核在超高温度条件下发生聚变，释放出巨大核能。

大局部太阳能以热和光形式向四周辐射。

情景导入生成问题多媒体展示图片：太阳。

师：动植物生长、人类活动都无法离开太阳。

这个发光发热大火球已经存在了50亿年之久。

你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球1.5亿千米远处太阳上获取所需能源？本节我们来研究——太阳能。

自学互研生成能力
知识板块一太阳能——永恒动力之源
自主阅读教材P74～76内容，完成以下问题：
1．吸收和利用太阳能有哪四种主要途径？
答：①通过植物光合作用把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料形式释放出来；②通过大气和水分蒸腾循环，再通过风、流水、波浪、海流等释放出来；③被海洋吸收，成为海洋内能；④被人们直接利用。

2．太阳能直接利用现有几种方式？
答：现有三种方式：光热转换、光电转换、光化转换。

3．太阳能具有哪些优、缺点？
答：优点：能量巨大；供给时间长；分布广；无需开采、运输平安；无污染。

缺点：存在分散；功率变化大，不稳定；转化率低，转化系统造价高。

知识板块二核能——造福人类“神火〞
自主阅读教材P76～78内容，完成以下问题：
4．什么是核能？释放核能有哪两种方式？
答：原子核内部蕴藏巨大能量，叫做原子核能，简称核能。

释放核能两种方式：一是使原子核发生核裂变，二是使原子核发生核聚变。

提示：
如链式反响不加控制，在极短时间内会释放出巨大核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是据此原理制成。

独立完成知识板块一、二，教师巡视，根据完成情况挑几组同学带着大家分别学习知识板块一、二，其他同学补充或纠错。

教师选择两组在全班进展展示方案一、二，小组互相进展点评。

各小组长将各知识板块中不能解决问题展示到小黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。

对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在疑惑是什么？5.什么是链式反响？核反响堆作用是什么？
答：用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新中子，这些中子会继续轰击其他铀核，于是就会导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中链式反响；核反响堆作用就是控制产生中子数量和速度，使链式反响可控。

6．什么叫核聚变？
答：在超高温条件下，可将两种质量较轻原子核(如氘和氚)，聚合成一个较重原子核，这种反响叫核聚变。

阅读教材P79信息浏览海洋能、风能、氢能有关知识，同组同学讨论在太阳能、核能、风能、海洋能中，哪些可能成为人类未来理想能源？并说出你理由。

交流展示生成新知
方案一(东营中考)核电站发电流程如下图，在核电站发电过程中，以下所述能量转化顺序正确是( C )
A．核能→化学能→内能→电能
B．核能→化学能→机械能→电能
C．核能→内能→机械能→电能
D．核能→机械能→内能→电能
方案二如下图是太阳能热电站原理图，看图答复以下问题。

(1)反射镜作用是改变光传播方向。

太阳能热电站发电受天气影响，阴雨天时，发电功率将减小，图中能够保证阴雨天还能发电装置是储热器。

(2)从集热器到汽轮发电机，发生能量转化是内能转化为机械能。

在汽轮发电机中发生能量转化是机械能转化为电能。

(3)与火力发电站相比，太阳能热电站优点是无污染、储量丰富、能量大，缺点是受天气、时间限制。

当堂演练达成目标
见学生用书
课后反思查漏补缺
20．3能转化与能量守恒
【学习目标】
1．知道能量在一定条件下是可以转化和转移。

2．知道能量转移和转化过程中能量是守恒。

3．了解能量在转移和转化过程中方向性。

————————
行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色笔将行为动词画上记号。

2．创设情景，导入新课。

提示：
能量转移只是位置发生改变，能量形式不变；能量在转化过程中，能量形式改变。

能量转化是需要一定条件。

提示：
能量守恒定律是自然界最普遍、最根本定律之一。

情景导入生成问题如下图，小明在公园玩滑梯，他在下滑过程中会感觉到屁股发烫。

他为什么会感觉屁股发烫呢？要想知道其中道理就需要认真学习本节有关内容。

自学互研生成能力
知识板块一能转移与转化
自主阅读教材P81～82内容，完成以下问题：
1．什么叫能量转移与转化？
答：自然界中能量不仅可以从一个物体转移到其他物体，而且在一定条件下，形式不同能量之间还可以相互转化。

2．说出以下过程中能量转化或转移情况：
(1)火箭点燃后腾空而起内能→机械能；
(2)奔驰流星拖着一条发光尾巴机械能→内能；
(3)电饭煲通电煮饭电能→内能；
(4)晒太阳感到暖和太阳能→内能；
(5)植物光合作用太阳能→化学能。

知识板块二能量守恒定律
自主阅读教材P83～84内容，完成以下问题：
3．什么叫能量守恒定律？
答：能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，只能从一个物体转移到其他物体，或者从一种形式转化为其他形式。

能量在转移和转化过程中，能总量保持不变。

这就是能量守恒定律。

4．为什么制作“永动机〞是永远失败？
答：因为“永动机〞不符合能量守恒定律。

独立完成知识板块一、二、三，教师巡视，根据完成情况挑三组同学带着大家分别学习知识板块一、二、三，其他同学补充或纠错。

教师选择两组在全班进展方案一、二展示，小组互相进展点评。

各小组长将各知识板块中不能解决问题展示到小黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。

对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在疑惑是什么？知识板块三能在转移和转化过程中方向性
自主阅读教材P84～85内容，完成以下问题：
5．既然能量是守恒，那么地球上能量就不会减少了，为什么还需要节约能源呢？
答：能量转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些那么不能。

我们所能利用能源是有限，所以需要节约能源。

6．冬天，暖气把自己内能传递给房间里空气，供人们取暖；到了春天，我们不能把这些能量重新收集起来供来年再用，一般情况下，内能只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。

上述事例说明：能量转化、能量转移，都是有方向性。

知识板块一中，组内同学每人举一个能量转移或转化实例，每组选最有代表性实例展示。

交流展示生成新知
方案一(北京中考)以下说法中正确是( D )
A．电饭锅工作时，将内能转化为电能
B．电风扇工作时，将机械能转化为电能
C．干电池给灯泡供电时，将电能转化为化学能
D．在阳光照射时，太阳能电池将太阳能转化为电能
方案二科技馆里有一种“水车〞，其构造如下图，叶片是由高分子聚合材料制成，特点是在常温下，叶片是平直；在高温下，叶片可向一侧弯曲。

当把水车下半局部放进热水中时，水车可以不停地转动起来。

有人说这种“水车〞是永动机，因为它没有外部动力也能转动，事实是这样吗？试加以说明。

答：永动机是一种既可以不消耗能量，又能不断地对外做功机械，由于它违背了能量转化和守恒定律，所以是不可能制造出来。

该“水车〞不是永动机，从能量转化角度看，它是将内能转化为机械能装置，热水在推动叶片运动做功时，要消耗水内能，水温度会逐渐降低，如果不及时补充能量，当水温降至室温时，“水车〞就会停顿转动。

当堂演练达成目标
见学生用书
课后反思查漏补缺
20．4能源、环境与可持续开展
【学习目标】
1．认识能源消耗对环境影响，保护环境。

2．了解未来理想能源特征。

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行为提示：
1．认真阅读学习目标，用双色笔将行为动词画上记号。

2．创设情景，导入新课。

情景导入生成问题
多媒体播放视频：环境污染危害。

师：人们在利用能源同时，也给环境带来了污染，环境恶化会给人类和其他动植物生存带来严重影响，合理利用能源、积极开发新能源、保护环境不受污染，已成为当今世界最重要话题，今天我们也来探讨这个话题。

自学互研生成能力
知识板块一能源与环境
自主阅读教材P86～89内容，完成以下问题：
1．什么叫温室效应？有什么严重后果？
答：过量二氧化碳、氟氯烃(又称氟利昂)等气体排放到大气中后，会集聚成一个温室气体层，使地球外表辐射热不易向空间散发出去，导致全球平均温度升高，形成了温室效应，会造成如下严重后果：
①地球南、北极冰盖逐渐消融，使海平面上升；②海平面升高，近海岸和岛国居民将面临失去家园危险；③生物圈平衡遭破坏，生物难以生存；④海水倒灌，良田因盐碱化而变成荒地。

2．酸雨是怎样形成？有什么危害？
答：二氧化硫和氮氧化物排放到大气中，会生成酸性物质，溶在雨水中便成了酸雨。

酸雨具有很大破坏力，它会导致土壤酸化，使树木等植物难以生长。

3．空气中铅尘增加有什么危害？
答：空气中铅含量增加，将导致儿童智力下降，也易使成年人患高血压、心脏病、中风等疾病。

独立完成知识板块一、二，教师巡视，根据完成情况挑几组同学带着大家分别学习知识板块一、二，其他同学补充或纠错。

教师选择两组在全班进展展示方案一、二，小组互相进展点评。

各小组长将各知识板块中不能解决问题展示到小黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。

对照学习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在疑惑是什么？知识板块二让天更蓝、水更清、地更绿
自主阅读教材P89～90内容，完成以下问题：
4．(西宁中考)六月五日是世界环境日，小青望着川流不息城市车流，心想石油是不可再生(选填“可再生〞或“不可再生〞)能源；化石能源大量使用给城市造成了环境污染和热岛效应，请你设想提出一种新型能源来解决这个问题建议使用太阳能汽车。

5．(济宁中考)为配合济宁市“五城同创〞活动，小梦提出以下环保建议：①开发新能源，减少化石燃料燃烧；②多用手帕，减少餐巾纸使用；③市内出行乘公交车或骑自行车，少开私家车；④使用一次性发泡塑料餐具或塑料袋；⑤分类回收垃圾。

其中你认为可行是( A )
A．①②③⑤B．①③④⑤C．①③⑤D．①②③④⑤
同组同学讨论：你家使用能源对环境影响情况，存在哪些污染？产生这些污染原因是什么？提出一些可行治理环境措施与方法。

交流展示生成新知
方案一能源开发和利用都有积极和消极因素，仔细阅读下面表格，并将其补充完整。

能源
能源利用积极因素和消极因素
积极因素消极因素
煤,本钱适度，蕴藏量大,污染严重，毁坏土地和水资源水能、
风能,本钱低，无污染，是可再生能源,水坝上游水淹没了大片土地，扰乱生态环境；风多变，风场需要大片土地
核能,不会引起大气污染,本钱高，核泄漏会污染环境方案二能源问题是现代社会
开展三大根本要素之一。

(1)能源家族中：①柴薪；②煤炭；③石油；④天然气；⑤水能；⑥风能；⑦太阳能；⑧地热能等，在大量耗用各种能源同时，会造成空气污染有①②③④；会造成水土流失和沙漠化有①。

(均填序号)
(2)某市城区正在进展天然气工程，有人表示赞同，有人表示反对，小刚同学收集了如下表所示两组有关数据：
热值
q/(J·m－3)
当地价格
/(元·m－3)
每户月平均
用气量/m3
更换灶具
费用/元
煤气 1.8×1079 6 0
天然气4×10715 3 70
A(，作出这样决策理由是原灶具浪费，还需要新投入(或B，从长远看，更经济)。

A．继续使用煤气B．更换使用天然气
当堂演练达成目标
见学生用书
课后反思查漏补缺
第二十章复习课
【复习目标】
1．知道能量守恒定律，知道能量转化和转移有一定方向性。

2．列举常见不可再生能源和可再生能源。

3．知道核能等新能源特点和可能带来问题。

4．了解我国和世界能源状况，对于能源开发利用有可持续开展意识。

————————
行为提示：
1．认真阅读复习目标，用双色笔将行为动词画上记号。

2．创设情景，导入新课。

自主梳理、构建知识网络，并熟记根底知识。

规律小结：
对能源进展分类，关键是搞清楚分类标准，同一种能源，按不同分类标准划分，可能分
属于不同类别。

情景导入生成问题
对照复习目标，本章你还有哪些地方需要加强？
自学互研生成能力
知识板块一自主梳理、构建知识网络
⎩⎪⎪⎪⎪⎨⎪⎪⎪⎪⎧能源⎩⎪⎨
⎪⎧人类利用能源历程：钻木取火→蒸汽机创造→核能利用
能源分类
⎩
⎪⎨⎪
⎧一次能源：化石能源、风能、太阳能、核能等
二次能源：电能、煤气等2l 世纪能源趋势
核能⎩⎪⎨⎪⎧原子构造：原子核由质子和中子组成获得核能两种方式及应用：核裂变〔应用于核电站、原子弹〕、核聚变〔应用 于氢弹〕
核废料处理：一般深埋在人烟稀少地方
太阳能⎩⎪⎨⎪⎧来源：太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变释放能量人类能源宝库：化石能源实际上是上亿年前地球所接收太阳能太阳能直接利用⎩
⎪⎨⎪
⎧太阳能集热器把水等物质加热太阳能电池把太阳能转化为电能
能源与可持续开展⎩⎪⎨⎪⎧能量转移和转化方向性能源消耗对环境影响：温室效应、酸雨形成
能源与可持续开展：可再生能源与不可再生能源
知识板块二 能源分类
1．(随州中考)2021 年2月，著名媒体人柴静发布雾霾调查视频?穹顶之下?，其中谈到“中国PM2.5(直径小于2.5微米颗粒)，百分之六十来自于燃煤和燃油〞，关于“2.5微米〞及“燃煤和燃油〞，以下选项表述正确是( D )
A ．2.5nm ，，可再生能源
×10－9m ，二次能源 D ．2.5×10－6
m ，化石能源
规律小结：
核电站发电能量转化过程是：核能→水和蒸汽内能→发电机转子机械能→电能。

今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年前地球接收太阳能。

规律小结：
能量守恒定律是自然界最普遍、最根本定律之一。

大至宇宙天体，小到原子世界，都服从这一定律。

由于能量转移和转化具有方向性，所以有些能量是不能重复利用，因此要节约能源。

规律小结：
能源使用给环境带来影响造成了温室效应、酸雨、铅尘增加。

解决能源问题主要出路：一是提高能源利用率；二是开发和利用新能源，特别是开发利用核能和太阳能。

方案：由完成最快小组板书展示，其他同学纠错或补充，小组间互评。

各小组长将各知识板块中不能解决问题展示到小黑板上，寻求小组间合作探究，共同解决。

对照复习目标思考：
1．今天我学到了什么知识？
2．我还存在疑惑是什么？知识板块三核能、太阳能等新能源
2．(滨州中考)我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反〞调查，这是迄今为止对我国最大规模贸易诉讼。

光伏产业利用太阳能最正确方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳光照射到硅材料上产生电流直接发电。

以下说法中正确是( A )
A．光伏效应是将太阳能转化为电能
B．太阳能是不可再生能源
C．太阳能和电能都属于一次能源
D．化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭
知识板块四能转化与能量守恒
3．(岳阳中考)根据能量守恒定律，以下情形可能发生是( C )
A．出膛子弹射穿木板后，以更快速度继续前进
B．电水壶里水沸腾了，给该电水壶断电，水沸腾却永远不会停顿
C．两个斜面相对接，小球从左斜面滚下后，继续冲上右斜面
D．孤岛上被人们遗忘一只机械表，默默地走了几十年
知识板块五能源、环境与可持续开展
4．同学们都是未来理想能源探索者和使用者。

关于未来理想能源，以下说法不合理是( A )
A．必须全部转化为电能，可以保证大规模使用
B．必须足够丰富，可以保证长期使用
C．必须足够廉价，可以保证多数人用得起
D．必须足够平安、清洁，可以保证不会严重影响环境
1．对学
(1)对子间相互检查，并评定等级。

(2)标注疑难。

2．群学
研讨：(1)组长统计本组疑难，并帮助解疑。

(2)针对展示方案进展交流讨论。

交流展示生成新知
方案人类对能源需求越来越大，世界能源危机日益突出。

如何充分利用和开发新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注问题。

6月5日是世界环境日，2021年我国世界环境日主题是“低碳减排，绿色生活〞。

目前，我国在开发、利用太阳能方面开展最快、最具潜力。

(1)你认为利用太阳能有哪些好处：清洁无污染；能量巨大。

(2)太阳能路灯已成为许多城镇、乡村一道靓丽风景(如下图)。

太阳能路灯太阳能电池板一般是由晶体态硅制成，它能直接把太阳能转化为电能，其主要材料是C。

(填序号) A．磁性材料B．纳米材料
C．半导体 D．超导体
当堂演练达成目标
见学生用书
课后反思查漏补缺。