-
第二十二章
-
能源与可持续发展
(
教案
)
第二十二章
能源与可持续发展
1
．
通过实例
，
了解
能量及其存在的不同形式．能描述各种能量和我们生活的关系．
2
．
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．
3
．
能通过具体实例
，
说出能源
与人类生存和社会发展的关系．
4
．
能结合实例
，
说出不可再生能源和可再
生能源的特点．
5
．
知道核能的优点和可能带来的问题．
1
/
28
第二十二章
-
能源与可持续发展
(
教案<
/p>
)
6
．
了解世
界和我国的能源状况
，
对能源的开发利用要有可持续发展的意识
．
“
能量
”
是物理学中一个非常重要的概念．
在
日常生活中经常接触到
“
能量
”
一词
，
学
生对这个词
本身比较熟悉
，
但对作为物理概念
(<
/p>
物理量
)
还是比较陌生的
，
教材从八年级上学
期开始渗透光能、热能
，
到电学板块时直接提出了电能的概念
，
将词义变成物理量
，
从而有
了单位及计算的方法
，
同时粗略地渗透动能的概念
，
九年级又形成了动能、势能、机械能、
内能等
概念．
“
能量
”
作为主线之一
，
也贯穿在整套教材当中．
本章在前面学过的各种能的
知识基础之上
，
对能源知识做了常识性的介绍
，
对
“
能量
”
概念进行了简单的回顾和
总结．
本章教材作为义务教育阶段物理教学的最后一章
，
起着至关重要的压轴作用．
它使得义
务教育阶段物理教学的目的在此达到高潮
，
物
理教育教学的意义得以充分的体现．
从知识方
面看
，
对能量、
能源及转化有全面的认识
，
从价值观方面看
，
培养了学
生的节能意识和环保
意识
，
对于能源的
开发利用有可持续发展的意识．
本章的最终目标是让学生形成
对能源开发利用有可持续发展的意识
，
其他的目标都是为
了这一终极目标服务的
，
这一终极目标又为学
生形成对包括社会问题在内的各方面问题的可
持续发展意识奠定了基础．
2
/
28
第二十二章
-
能源与可持续发展
< br>(
教案
)
< br>学生从学习物理开始就接触光能、
热能
，
到学习电能时就涉及了电能与其他形式能的相
互转化问题
，
后来又逐渐学习了动能、势能、机械能、内能及它们之间的相互转化
，
学习了
能的转化与守恒定律
，
能源是提供能量的物质
，
与能量是密
不可分的
，
学生对各种能量的了
解与学
习
，
为本章的学习奠定了基础．
节能环
保是当今社会发展的主题
，
也是学生日常生活
< br>中经常接触的话题
，
这也会激发学生的学习兴趣．
核电站、
核武器等内容也是学生的兴趣点
，<
/p>
太阳能热水器已经走进千家万户
，
太阳能
电池、
太阳能路灯也是学生心存疑惑争于探究的问
题．但本章知
识的综合性和抽象性也会给学生的学习带来一定的困难．
<
/p>
本章的重点内容是原子能、核能以及能量的转化、
转移
，
虽然学生对太阳能很熟
，
但是
3
/
28
第二十二章
-
能源与可持续发展
(
教案
)
没有原子核和核能为基础
理解起来是困难的．
因此本章应该重视核能、
太阳能这两节内容
的
教学．
教学中要尽量关注学生对于能量转移和转化事实的积累
和认识
，
尽量让学生参与以期
获得一些
规律性知识和结合社会发展的深层次思考．
首先通过实例介绍能源的不同分类：
可
再生、
不可再生；
一
次能源、
二次能源；
常规能源、
新能源
．
核能应用的两种方式
，
核聚变、
核裂变
，
主要以视频课件为主．
以核能为基础
，
教师讲解太阳内部的反应来理解太
阳能的取
之不尽用之不竭
，
并引导学生
介绍太阳能应用的优缺点
，
能源革命可以让学生通过阅读教材<
/p>
掌握内容
，
而能的转移和转化的方向性可
以通过实例让学生分析归纳自主探究得出
，
能源与
可持续发展是课前留给学生的作业
，
可以通过互联网
等手段查询资料．
未来理想能源可以让
学生根据知识结合自己对
能源的认识谈谈自己的想法．
第
1
节
能源
知识与技能
1
．
通过实例了解有哪些不同形式的能量
，
知道人类利用能源的历程．
2
．
常识性了解什么是能源；什么是一次能源、二次能源及其各自的特点．
< br>
过程与方法
通过收集信息、
阅读资料、
相互交流
，
判断能源与人类生存和社会发展的说法是否正确．
情感、态度与价值观
从能源问题到能源科学引发学生的学习兴趣和学习欲望．
4
/
28
第二十二章
-
能源与可持续发展
(<
/p>
教案
)
知
道<
/p>
哪
些
源
.
多媒体课件
源
是<
/p>
一
次
能
源
5
/
28
哪
些
能
源
是
二
次
能
能
、
第二十二章
-
能源与可持续发展
(
教案
)
教师活动
新课导入
提问：①什么是能量？
②你能举例说
说生产和生活中需要
大量的能量吗？
③这些能量又是由什么提供的呢？
回答问题
创设悬念
< br>，
激发学生求知欲
.
新课教学
教师播放多媒体课件
.
讲解能源
.
请同学举出自己所知道的能源
.
教师讲解
.
化石能源：
煤、
石油、天然气、一次
能源和二次能源的分类及其
特点
.
指导学生看书、提问：
人类利用能源经历了怎样的历程．
学生举例
.
学生理解、记忆
知道一次能源有：化
石能源、水能、
风能、太阳能、核能等．二次能源：
电能
.
学生看书回答．
体现学生学习的主动性
.
培养学生理解记忆能力
.
培养学生总结归纳能力
.
学生活动
学生大胆举例
启发学生多留意身边的物理现
象
.
学生观看课件
，
知道能够提供能
量的物质资源是能源
.
设计意图
创设环境
，
吸引学生注意力
.
6
/
28
第二十二章
-
< br>能源与可持续发展
(
教案
)
课堂小结
师生共同总结
布置作业
教材
1 6
9
页
1
、
2
能源
能源的分类
能源种类繁多
，
而且经过人类不断地开发与研究
，
更多新型能源已经开始能
够满足人类
需求．根据不同的划分方式
，
能源也可分为不同的类型
，
主要有以下七种分法．
1
．
按来源分为三类：
(1)
来自地球外部天体的能源
(
主要是太阳能
)
．除直接辐射外
，
并为风能、水能、生物质
能和矿物能源等的产生提供基础．
7
/
28
第二十二章
-
能源与可持续发展
(
教案<
/p>
)
(2)
地球本身蕴藏的能量．如核能
、地热能等．
(3)
地球和其他天体
相互作用而产生的能量．如潮汐能．
2
．
按能源的基本形态分类
，
有一次能
源和二次能源．前者即天然能源
，
指在自然界现
成存在的能源
，
如煤炭、石油、天然气、水能等．后者
指由一次能源加工转换而成的能源
，
如电能、煤气及各种石油制
品等．
3
．
根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源
，
污染型能源包
括煤炭、石油等
，
清
洁型能源包括水能、电能、太阳能、风能等．
4
．
根据能源使用的类型又可分为常规能源和新型能源．利用技术上比较成熟<
/p>
，
使用比
较普遍的能源叫做常规能源．<
/p>
包括一次能源中的可再生的水力资源和不可再生的煤炭、
石油、<
/p>
天然气等资源．
新近利用或正在着手开发的能源叫做新型能源．<
/p>
新型能源是相对于常规能源
而言的
，
包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物质能、氢能以及用于核能发电的核燃料
等能源．
5
．
按能源的形态特征或转换与应用的层次对它进行分类
，
< br>可分为：固体燃料、液体燃
料、气体燃料、水能、电能、太阳能、生物质能、风能
、核能、海洋能和地热能．其中
，
前
三
个类型统称化石燃料或化石能源．
已被人类认识的上述能源
，<
/p>
在一定条件下可以转换为人
们所需的某种形式的能量．
比如薪柴和煤炭
，
把它们加热到一定温度
，
它们能和空气中的氧
气化合并放出大量的热能
，
我们可以用热来取暖、
做饭或制冷<
/p>
，
也可以用热来产生蒸汽
，
用
蒸汽推动汽轮机
，
使热能
变成机械能；也可以用汽轮机带动电机
，
使机械能变成电能；<
/p>
如果
把电送到工厂、企业、机关、农牧林区和住户
，
它又可以转换成机械能、光能或热能．
6
．
按能源是否可以再生分为可再生能源和不可再
生能源．凡是可以不断得到补充或能
在较短周期内再产生的能源称为可再生能源
，
反之称为不可再生能源．
风能、
水能、
海洋能、
潮汐能、太阳能和生物质能等是可再
生能源；煤、石油和天然气等是不可再生能源．
8
/
28
第二十二章
-
能源与可持续发展
(
教案<
/p>
)
第
2
节
核能
知识与技能
1
．
了解核能、裂变、链式反应和聚变的有关知识．
2
．
了解核电站的常识
，
知道核能的优点和可能带来的问题．
过程与方法
1
．
通过探究学习活动
，
学习信息处理
方法
，
培养信息处理能力．
2
．
通过自己学习的过程
，
培养自学能力．
情感、态度与价值观
1
．
通过本节学习
，
培养学生
了解核能奥秘的兴趣
，
正确认识核能的价值．
< br>
2
．
通过该节的学习
，
认识科学技术对人类生活的影响
，
树立将科学服务于人类的意识．
重点
知道可控链式反应
，
区分裂变与聚变．
难点
了解链式反应及发生的条件．
9
/
28
第二十二章
-
能源与可持续发展
(
教案<
/p>
)
火柴一盒、制作多媒体课件．
一、情境导入
1 945
年
，
第二次世界大战的后期
，
美国在日本的广岛、长崎各投下一颗原子弹
，
使两
岛遭受毁灭性的打击
，
最后迫使日本投降．
思考：原子弹为什么有如此大的威力？
二、新课教学
1
．
原子、原子核
让学生观察原子
结构示意图
(
如下图
)
，
了解原子的结构．
10
/
28
第二十二章
-
能源与可持续发展
(
教案<
/p>
)
【教师讲解】
原子组成丰富多彩的物
质世界
，
组成原子的则是更小的原子核和核外电
子．原子核带正电
，
核外电子带负电
< br>，
原子的质量主要集中在原子核
，
质量较小的核外电子
围绕着原子核高速转动
，
组成原子核的是质子和中子
，
质子和中子之间依靠强大
的核力紧紧
结合在一起．
2
．
核能
【思考】
核能是怎么来的？
【教师讲解】
原子核内的质子和中子
由于强大的核力紧紧结合在一起
，
如果将它们分
裂开或者重新组合
，
就会释放出惊人的能量
，
这就是核能．
1
铀完全反应时释放的能量超过
2
000
t
无烟煤完全燃烧时放出的能
量
，
1
氢完全聚变
时释放的能量相当于
40
000 t
无烟煤完全燃烧时放出的能量．
如果人类完全掌握了
核能的使
用技术
，
就可以说掌握了通向
无穷能源宝库的金钥匙．
3
．
核裂变
【教师演示】
将火柴搭成如图所示的
结构
，
点燃第一根火柴后
，
观察所发生的情况．
【想想议议】
如果用中子轰击较大的
原子核
，
能使原子核分裂开
，
发生裂变现象．通
过上面的实验你能找到通过点燃一根火柴使很多火柴不
断点燃的办法吗？那么怎样才能使
原子核的裂变也不断继续下去呢？
(
展示图片如下图所示
)
．
11
/
28
第二十二章
-
能源与可持续发展
(
教案
)
【教师讲解】
如果用一个中子轰击质
量较大的原子核能使原子核发生裂变
，
且裂变的
同时还能释放出中子
，
这些中子又可以继续使其他的原
子核裂变
，
这样就可以使核裂变继续
下
去了
，
如：
用中子轰击铀
235
原子核就可以放出二至三个中子
，
它们又可以引起其他铀核
的裂变
，
再放出几个中子
，
再引起裂变……这样
，
只要有一个核发生了裂变
，
就可以引起一
连串的裂变
，
并放出大量
的能量．这就是链式反应．
(
如图所示
)
快速的裂变反应可以引起猛烈的爆炸
，
原子弹就是利用快速裂变制成的．
还可以控制链
式反应的速度
，
把核能用于和平建设事业
，
“核反应堆”就是控制裂变反应的装置
，<
/p>
已成功
地应用到核潜艇、核电站等装置．
4
．
核聚变
请学生观看我国引爆第一颗原子弹和氢弹的录像．
【思考】
同学们观察到是原子弹还是
氢弹的威力更大、
释放的能量更多？那么氢弹是
怎样产生大量的
能量呢？
【教师讲解】
较轻的核结合成较重的核
，
也能释放能量
，
这种现象叫做核聚变．
如图
< br>氘核、氚核在超高温下聚合成氦核
，
释放出核能．
12
/
28
第二十二章
-
能源与可持续发展
(
教案
)
氢弹就是利用轻核聚变制成的
，
它是比原子弹
威力更大的核武器．
，
由于核聚变需要很
高的温度
，
所以氢弹要通过原子弹的爆炸产生的高温来引爆．
三、课堂小结
1
．
裂变：核物理中把重核分裂成质量较小的核
，
释放出核能的反应．
2
．
聚变：把轻核结合成质量较大的核
，
释放出核能的反应．
3
．
核能：原子核在裂变和聚变过程中释放出的能量．
4
．
链式反应：当一个铀核裂变时
，
会同时放出
2
～
3
个中子
，
这些中子又能去轰击其他
的铀核
，
再
使它们分裂
，
于是放出更多的中子
，<
/p>
这种裂变的引发过程叫做链式反应．
5
．
核电站工作的能量转换过程：核能→内能→机械能→电能．<
/p>
四、检测反馈
1
．
获得核能有两种途径：一种是
，
另一种是．其中必须在高温条件下才能进行．
答案
裂变
聚变
聚变
2
．
核电站的核心是
< br>，
它以为核燃料
，
反应堆中放出
的能转化为高温蒸汽的能
，
通过汽
轮发
电机转化为能．
答案
核反应堆
铀
核
内
电
3
．
氢弹是利用轻核聚变的原理制成的
，
一般来
说
，
氢弹的威力比原子弹的威力
(
)
A
．
大
B
．小
C
．无法确定
D
．差不多
答案
A
4
．
有关核反应堆的下列说法中
，
正确的是
(
)
A
．
核反
应堆是进行聚变而获得核能的一种装置
B
．
核反应堆是进行裂变
，
且不加控
制而获得核能的一种装置
C
．
核反应堆是控制链式反应速度
，
使核能缓慢地
、平稳地释放出来的装置
D
．
核反应堆是控制轻核聚变速度
，
使核能缓慢地
、平稳地释放出来的装置
答案
C
5
．
原子
弹和核电站的根本区别是
(
)
A
．
原子
弹利用核裂变
，
核电站利用核聚变
<
/p>
B
．
原子弹利用核聚变
< br>，
核电站利用核裂变
C
．
原子弹对裂变的链式反应不加控制
，
核电站控制裂变的链式反应速度
D
．
原子弹对聚变的链式反应不加控制
，
核电站控制聚变的链式反应速度
答案
C
13
/
28
第二十二章
-
能源与可持续发展
(
教案
)
6
．
下列关于核能的说法中正确的是
(
)
A
．<
/p>
核能是可再生能源
B
< br>．
核电的优点是安全、清洁、无废料
< br>C
．
人类还没有完全掌握人工控制核聚变技术
D
．
原子弹具有巨大的
破坏性
，
无其他危害
答案
C
一、原子：由原子核和核外电子组成．原子核由质子和中子组成．
二、核能
1
．
核裂变
2
．
核聚变
核能发电的优点与缺点
优点：
1
．
核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中
，
因此核能发电不会
造成空气污染．
14
/
28
-
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