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第二十章 能量和能源
【全章概述】
能量的转化和守恒是自然科学的核心内容之一，从更深的层次上反映了物质运动和相互作用的本质。它广泛渗透在各门学科中，并和各种产业及日常生活息息相关。这部分内容对于学生树立科学的世界观、联系生活生产实际、形成可持续发展的意识以及进一步学习其他科学技术，都是十分重要的。
本章内容具有较强的综合性，内容涉及能源的开发和环境保护，都是关系到人类生存与发展的重大社会问题，让学生在学习中了解有关能量和能源的基本常识并学会关注自然、关注社会是本章教学的主要目标。
本章教材编写有两条线索，第一条线索为“能量”，第二条线索为“能源”，内容分为三节。第一节“能量的转化与守恒”是以“能量”为线索，主要内容是介绍自然界各种形式的能量和能量的转移与转化，并通过学生的实验探究，让学生对能量的转化有一个感性的认识，最后突出能量守恒定律及其应用。第二节与第三节是以“能源”为线索。第二节“能源与社会”从自然界的能源、能源的开发和利用及能源与环境三个方面让学生了解，由于各种能源的广泛利用，促进了社会的巨大进步，伴随着这种进步，人类对能源的需求越来越大，但不可再生能源是有限的，且能源的开发和利用带来了环境污染和生态破坏，如何解决能源供需矛盾以及能源的利用与环境保护的矛盾，是人类社会遇到的又一难题。第三节“开发新能源”便是在第二节提出的问题基础上，让学生了解，要解决能源的供需矛盾和有关环境问题的根本途径是开发和利用新能源，且新能源的最大特点应该是“清洁”和“可再生”。
第一节 能量的转化与守恒
【教学课时】
1课时。
【教材分析】
能是物理学中最重要的概念之一，比较抽象。教学时可从学生较熟悉的机械能、电磁能和内能讲起，再扩展到化学能、核能。
让学生理解能的转化与守恒定律是本节的重点内容；组织和指导学生作好实验探究是关键。
【教学目标】
1．知识与技能
（1）通过实例了解能量及其存在的不同形式。能说出一些常见的能量名称，知道自然界有多种形式的能量。
（2）知道能量守恒定律。知道永动机不可能制成。并能自觉利用能量守恒定律分析有关问题。
（3）能解释一些常见现象中的能量转化问题。
2．过程和方法
自主阅读，通过各种途径收集相关资料，用多种形式交流信息、理解和体会，加强讨论和交流。
能独立或采取合作的形式完成实验探究内容。
3．情感、态度与价值观
明白永动机是永远制造不出来的，要尊重科学，尊重规律以少走弯路
【教学重点】
通过实例了解能量及其存在的不同形式，能说出一些常见的能量的名称，知道自然界有多种形式的能量。
【教学难点】
理解能量守恒定律。
【实验器材】
电灯泡、能量的转化实验装置、单摆
【教学过程】
〖引入新课〗
金属的冶炼、机器的运转、汽车火车等交通工具的行驶，都需要能量。日常生活中的烧饭、取暖、照明等也需要能量。煤、石油、天然气在燃烧时可以提供能量，它们是能源；水流和凤可以提供能量，它们也是能源，在自然界和生活中，能量以多种形式展现着。
〖新课教学〗
一、多种形式的能量
让学生阅读P146－147提出问题：
1.当今世界的三大产业是能源、材料和信息，自然界中的能量以各种形式存在着，你能说出能量的几种存在形式吗？
2.自然界中能量的形式有多种多样，化学能和核能是其中的两种，理解什么是化学能和核能？
3.完成P147页“交流和讨论”部分的内容。
二、能量的转移和转化
让学生阅读P148，提出问题：
1.自然界中的能量不但可从一个物体转移到＿＿＿＿，还可以从一种形式转化为另一种形式？
2. 课本图20－9说明了什么？
3.地球上的能量归根到底来源于什么？
4.完成课本图20－12实验后，学生完成两部分的填空。
三、让学生阅读P150内容，完成对能量守恒定律的归纳和总结：
能量既不会消灭，也不会创生，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另一个物体，而能的总量保持不变。
四、课堂巩固
1．下列过程中是什么形式的能量转化成什么形式的能量？
A、用砂轮磨刀，有火星迸出
B、陨石坠入大气层，成为流星
C、壶中的水沸腾，壶盖不断的跳动
D、用打气筒给自行车轮胎打气
2．人类对各种能源的利用，都是通过 来能量转化实现的，当我们获得一种能量时，一定要 另一种能量。
3．瀑布从高山上飞泻而下，落地后水温稍有升高，这是＿＿能转化为＿＿＿能。
4．发电机发电时，＿＿＿能转化为＿＿＿能。 [答案]：机械；电
5．下列能的转化中，属于化学能转化为内能的是（ D ）
A、植物吸收太阳光进行 B、电动机带动水泵抽水
C、摩擦生热 D、燃料燃烧时放时
6．关于能量下列说法正确的是（ A）
A、机械能守恒 B、能量正在消失
C、只有动能和重力势能的相互转化
D、减少的那部分机械能转化为内能，能的总量保持不变
7．下列事实中，属于利用机械能转化为内能的是（C）
A、打气筒打气时，筒壁温度升高
B、把烧红的铁块放入冷水中，使冷水变热
C、古代人钻木取火
D、水壶中水沸腾后，水蒸气使壶盖跳动
8．下列现象与对应的能的转化关系正确的是（AB）
A、子弹打进墙壁的过程，机械能转化为内能
B、电熨斗通电后发热，电能转化为内能
C、燃烧木柴把水烧开的过程中，木柴的内能转化为机械能
D、使用太阳能电池的过程中，太阳能转化为电能
9．为什么人造地球卫星在转道上运行时不会被烧毁，而当它进入稠密的大气层时，就会被烧毁？请从能的转化角度来回答。
〖小结〗
学生小结本节内容
〖作业〗
小论文：“永动机”能够制造出来吗？
【板书设计】
第一节 能量的转化与守恒
1.能的存在形式：机械能、电磁能、内能、化学能和核能等。
化学能：是由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量。
核能：是由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产生的能量。
2.能量的转移和转化
3.能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，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另一个物体，而能的总量保持不变。
【教学反思】
第二节 能源与社会
【教学课时】
1课时。
【教材分析】
本节内容可以与政治、地理、历史等人文学科进行很好的融合，也可以与生物化学知识相联系。教学方法应力求灵活生动。
【教学目标】
1．知识与技能
（1）了解什么是能源。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发展密切相关，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。
（3）了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。
2．过程和方法
加强自主阅读，通过各种途径收集相关资料，用多种形式交流信息、理解和体会。
能通过具体的事例进行说明问题。
3．情感、态度与价值观
学会辨证的思考问题、学会关注自然、关注社会。
【教学重点】
（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结构
（3）了解能源与环境的关系，增强环境保护的意识
【教学难点】
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
【实验器材】
能源、能源与环境的有关录像带等
【教学过程】
〖引入新课〗
能源与我们的生活密切相关,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。
〖新课教学〗
一、自然界的能源
让学生阅读P151－152，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？各举两例进行说明。
2.你能说出世界和我国能源消耗结构比例吗？
二、能源的开发和利用
让学生阅读P152－154，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，电的发明导致第二次工业革命，谈谈你的看法？
三、能源与环境
让学生阅读P154，提出问题：
1. 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？
2.如何解决能源的利用与环境保护的矛盾，谈一谈你的看法？
四、课堂巩固
1． 、 、 属于不可再生能源， 、 、 、属于可再生能源。 答案：煤、石油、天然气、 风能、水能、太阳能
2．下列关于能源说法不正确的是（ D）
A 化石燃料属于一次能源
B 二次能源是由一次能源转化来的
C 一次能源中化石燃料、水能、风能都来源于太阳能
D 一次能源都是开发利用后不能再生的能源，二次能源是可以再生的能源
3．关于煤的叙述中，下列正确的是（ ）
A 煤是一种纯净物
B 煤燃烧后的产物只有CO2
C 煤燃烧容易引起污染，在我国只能把它作为二次能源
D 煤中的化学能是由太阳能转化而来的
4．下列能源中与太阳能无关的是（ ）
A 水能和风能 B 煤和石油 C 潮汐能 D 干木材
〖小结〗
学生小结
〖作业〗
上网或查阅有关资料了解能源的开发和利用带来的环境污染和生态破坏。
【板书设计】
第二节 能源与社会
（一）自然界的能源：
1、可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源。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
3、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%，每大约占35%，天然气大约占20%
4、我国的能源结构主要以煤为主，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%，结构不合理。
（二）能源的开发和利用：能源利用的进步导致了人类文明的跃进。
煤的利用导致第一次工业革命；
电的发明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。
（三）能源与环境：能源的大量开发和利用既促进了社会生产力的发展和提高，同时不可避免的造成了环境污染。这给人类提出了一个新的课题。
【教学反思】
第三节 开发新能源
【教学课时】
1课时。
【教材分析】
本节重在让学生了解一些关于新能源开发的科技前沿状况，培养学生的科研意识与科研兴趣，知识上的要求不高，可组织一堂自主学习课，
【教学目标】
1．知识与技能
（1）知道能源与人类社会密切相关，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）知道太阳能和核能是两种新能源。
（3）了解直接利用太阳能的两种途径
（4）了解裂变、聚变，知道原子弹、氢弹的制造原理，知道核反应堆的作用，以及核电站的原理和特点。
2．过程和方法
培养学生阅读、讨论交流的能力。
3．情感、态度与价值观
在学生阅读讨论中，培养学生分析、概括能力，让学生认识交流与合作的重要性。
【教学重点】
知道新能源的种类;知道新能源的用途。
【教学难点】
核能的利用
【实验器材】
有关新能源挂图、录像等
【教学过程】
〖引入新课〗
随着经济的不断发展，能源的消耗量迅速增长，使能源问题越来越成为经济发展中的突出问题。因此，人们正在积极寻找各种办法和措施，大力探索和开发各种新能源。
〖新课教学〗
一、太阳能
让学生阅读P155，提出问题：
1.太阳能的利用有哪两种途径？
讨论、交流、回答：太阳发电、转变为热
2.太阳能的利用有哪些有优点、缺点
讨论、交流、回答：优点：（1）能量巨大（2）清洁（3）分散
缺点：受气候和天气影响较大
二、核能
让学生阅读P156，提出问题：
1.获得核能有哪两种途径？
2. 说出核裂变和核聚变的特点。
3.核能的利用有哪些优点？
讨论、交流、回答：
（1）能量密集，运输量小
（2）地区适应性强
（3）清洁、安全
（4）铀矿在地壳中储量丰富
4.你知道世界和我国核能利用状况吗？
讨论、交流、回答：
（1）世界：核发电量最多的国家：美国；核电比重最大的国家：法国
（2）我国：浙江秦山核电站；广东大亚湾核电站
三、其它新能源
让学生阅读P158，提出问题：
还有哪些新能源？
〖小结〗
学生根据板书小结。
〖作业〗
上网或查阅有关资料了解我国新能源的开发和利用情况
【板书设计】
第三节 开发新能源
（一）太阳能：
1.利用方式：转变为电和转变为热
2.特点：（1）能量巨大
（2）清洁
（3）分散
3.影响太阳能分布的因素：（l）纬度因素
（2）地形因素
（二）核能：
1.获得核能的两种方法：
原子核裂变：链式发应
原子核聚变：
2.特点：（1）能量密集，运输量小
（2）地区适应性强
（3）清洁、安全
（4）铀矿在地壳中储量丰富
3.核能利用状况：
（1）世界：核发电量最多的国家：美国
核电比重最大的国家：法国
（2）我国：浙江秦山核电站
广东大亚湾核电站
（三）其它新能源：地热能、潮汐能、风能等
【教学反思】
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