九年级物理全册第十六章粒子和宇宙第三节能源：危机与希望教案新版北师大版

第三节能源：危机与希望

一、教学背景分析

本节是初中物理最后一节内容.教材简单阐述了能量和能源,介绍了人类利用能源的三个时期,让学生认识煤、石油和天然气等是不可再生能源,也是当今人类利用的主要能源.煤和石油的储量有限,而且开发利用后就不能再生.从而认识到人类所面临的能源危机和开发新能源的挑战.培养学生合理利用能源和节能的意识.

通过介绍核能,不仅使学生了解核能是人类开发和利用的一种有前途的新能源,而且还让学生了解获得核能的方式、核电站、核能开发的新进展、核能的优点和可能带来的问题等具体事实,这样学生对核能的开发和利用就有了一定的科学认识.教材还介绍了我国开发和利用核能已取得的成就,培养学生的民族自豪感.

当代科学和技术已经使人类具有了认识和利用自然和环境的能力.但是科学的发展也给人类带来了环境污染、臭氧枯竭、全球变暖、物种灭绝等危险,让学生认识到促使人类社会全面协调发展才是科学的真谛.

本节的教学内容与社会、生活和环境保护有着非常密切的联系.通过教学,使学生不仅能够了解有关能源与可持续发展的知识,而且还能认识到科学技术与能源发展、能源利用与人类社会发展的关系,引导学生关心科学发展前沿,具有可持续发展的意识,树立科学的世界观,有振兴中华、将科学服务于人类的使命感和责任感.

二、教学目标

1.通过实例认识不同形式的能量可以互相转化和转移,在转化和转移的过程中能量守恒.

2.了解在现实生活中能量的转化和转移有一定的方向性.

3.列举常见的不可再生能源和可再生能源.知道核能等新能源的特点和可能带来的问题.

4.了解我国和世界的能源状况,对于能源的开发和利用有可持续发展的意识.

三、教学重点和难点

教学重点：通过能源的学习,形成可持续发展的意识.

教学难点：能量守恒定律的理解.

本节的目的是让学生了解人类面临能源危机和开发新能源的挑战,培养学生合理利用能源和可持续发展的意识.要了解能源危机的前提是学生明确不同形式的能量之间可以转化和

转移,总能量是不变的,加之能量的转化和转移有一定的方向性,不可逆转导致的.

对于9年级的学生来说,生产生活中能的形式与转化有一定的知识储备和生活积累,尽管学生对能量及其守恒已有一定的认识,但要完全理解能量守恒定律还是有一定困难.在对永动机的批判、能量转化具有方向性的实际意义的进一步理解与应用上会出现一定的困难.可以通过大量实例归纳总结出能量转化与守恒定律.教师应充分利用学生的学习优势,在教学中尽量做到生活化和实践性,在探索中给予适时的指导,创造良好的学习氛围.

四、教学过程

1.教学引入

自然界中物质存在着不同的运动形式,如教材图16-21所示,请你说明：各种不同的运动形式都存在着什么能量？分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化？

2.“知识点”教学

●能量转化与守恒定律

不同形式的能量之间的相互转化有怎样的规律？

大量事实表明：不同形式的能量之间可以相互转化,某种形式的能量在减少的同时,总伴随着其他形式的能量在等量地增加.也就是说：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另一种形式,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.这就是能量转化和守恒定律.

展示教材图16-22永动机的图片,对历史上几个永动机设计方案进行分析.使得学生充分认识到历史上一些人花了很大精力在永动机上是徒劳的,因为永动机是违反能量转化与守恒定律的.

●能量转移和转化的方向性

自然界中许多自发的过程都是有方向性的.请学生思考以下几个问题.

（1）热传递过程中,内能的转移有什么规律？内能能否自发地由低温物体转移到高温物体？假如能,它违反能量守恒定律吗？这个世界会变成什么样,列举一两个例子.内能的这种转移说明了什么？

（2）小孩坐在冰车上被沿水平冰面推出去后,由于摩擦的作用,小孩及冰车在冰面上运动得越来越慢,最后停止运动.这个过程中能量转化方向为：机械能转化为内能,小孩和冰车能否自动收集这些内能而让冰车动起来？能量的这种转化说明了什么？

小结：这说明能量的转化和转移是有方向性的,即自然进行的能量转化过程是不可逆的.

●能量与能源

本部分知识可以让学生课前收集资料,课上进行交流.

收集资料：

1.生活中常用的能源有哪些,其中哪些是可再生的,哪些是不可再生的.

2.人类对能源利用的历史及现状.

3.未来世界能源的发展趋势.

资料1：介绍的能源应包括煤、石油、水、天然气、沼气、风能、地热能、太阳能、核能等,介绍的内容还应包括这些能源形成,怎样利用,对环境有何影响等.

资料2：应包括人类对能源利用的发展过程：包括从草木煤炭、到石油再到核能.对能源利用的发展,实际上是与人类科学技术的发展密切相关的,所以此处的介绍应包括每一阶段哪些科技的发展导致了能源利用的发展,以及人类对能源的利用的发展史及现状.

资料3：学生可以在收集资料的基础上进行合理的预测和猜想,充分发挥学生的想象力自由发言,也有助于激发他们对科技发展的兴趣和爱好.

归纳：人类对能源的认识、利用、开发是不断发展的,随着科学技术的发展,人们将认识新能源,开发新能源.

过渡：核能是20世纪发展起来的一种新型能源.核能是如何产生的呢？

●物质与能量

介绍爱因斯坦的质能关系,

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学生阅读课本回答：

（1）核能产生的两种方式：一种是核裂变；一种是核聚变.

（2）两种方式的应用分别是什么？他们在应用上的优缺点以及前景是什么？

如何和平利用核能,是各国科学家共同研究的课题,希望有一天,同学们也能为这一课题的成功解决作出一份贡献！

●科学与人类

回顾能源利用的历史,展望能源发展的未来,我们应该认识到人类认识和利用自然的能力是与人类科学技术的发展息息相关的.科技的发展推动着人类社会的进步,提高了人类生活的质量.但随着新技术的应用,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,在利用科学技术改善生活的同时,也要注意避免因滥用技术而导致的社会问题,促使人类社会全面、协调、可持续地发展.

3.课堂小结