第二十章能源与能量守恒定律2稿.doc

______年____月_____日 第____周 星期____ 第___节
课题名称 20.1 存在能源危机吗
课型：___________ 主备：___________ 审查：________
【教学目标】
1、 知识与技能目标：
通过实例了解常见的能源及其存在的不同形式。
了解什么是能源，什么是一次能源，什么是二次能源。什么是不可再生能源，什么是可再生能源。
2、过程与方法目标：
能结合事例，说出不可再生能源与可再生能源的特点；根据这个特点对能源进行分类，确认能源所属的种类。如化石能源是不可再生能源，太阳能就是可再生能源等。
了解能源的利用和开发在推动社会进步的同时，带来了能源的危机，也造成对环境的污染和生态的破坏，如大气污染、酸雨、温室效应等，探讨应该采取的对策。
3、情感态度和价值观目标：
学会辩证地思考问题，学会关注自然，关注社会。
【学习重难点】
重点：通过实例理解什么是能源，什么是一次能源，什么是二次能源。什么是不可再生能源，什么是可再生能源。
难点：区分能源的形式，带来了能源的危机，对环境的污染和生态的破坏，如大气污染、酸雨、温室效应等，探讨应该采取的对策。
【教学方法】本节课用到的主要教学方法，如讲授法、讨论法、演示法、实验法、练习法等等
【教学手段】主要体现现代教育技术，如电脑多媒体等
【课前准备】课件准备
【学习过程】
导入新课：
人类对能源的消耗呈上升趋势，面对越来越少的能源，人们多么渴望生产出一种不需要耗用任何能量就能永远不停工作的机器呀，可是，不消耗能量，这种机器真的能够永远转动下去吗？
就让我们启动智慧之舟，走进“能源与能量守恒定律”，一块去探索吧！
自主学习：（阅读教材，了解下列重点知识）
1．什么是能源、什么是一次能源、什么是二次能源
2．什么是不可再生能源、什么是可再生能源
3．理解能源的利用和开发在推动社会进步的同时，带来了能源的危机，也造成对环境的污染和生态的破坏，如大气污染、酸雨、温室效应等
课堂学习研讨：
1. 人类利用能源的历史
（1）能源
凡是能提供能量的物质资源都可以叫做能源.能源是人类赖以生存和发展的重要的物质基础.人类社会的生存和发展时刻离不开能源，人类社会的进步和日趋美好的生活是以大量的能源消耗为代价的。
（2）人类利用能源的历史
人类对能源的利用经历了一个漫长的历史过程，火的发现和利用推动人类文明的进程，人们从钻木取火学会了使用柴薪，直到19世纪中叶，这是世界能源的柴薪时期；19世纪后半叶，世界各地煤炭生产发展很快，世界逐渐进入煤炭时期；20世纪60年代以后，石油的应用日益广泛，世界又进入了石油时期.现在，人们又在致力于开发太阳能、核能、水能、海洋能、氢能等新能源，21世纪将是太阳能、核能时期或是多元化能源时期。
人类开发和利用能源的历史，是人类在认识自然和利用自然方面不断前进的历史。
归纳：人类使用能源有三次技术革命：
钻木取火是人类在能量转化方面最早的一次技术革命；
蒸汽机的发明是人类利用能量的新里程碑，导致第二次能源革命；
20世纪40年代，物理学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，拉开了以核能为代表的第三次能源革命的序幕。
2. 能源的分类
（1） 按存在的形式来划分，可分为一次能源和二次能源.自然存在的木柴、煤炭、石油、天然气、核燃料等可以直接使用的能源，叫做一次能源；电能、汽油、酒精等经过加工转换而来的能源，叫做二次能源.
（2） 以是否能循环再生来划分，可分为不可再生能源和可再生能源.木柴、煤炭、石油、天然气、核燃料等不可再生，叫做不可再生能源；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的，这类能源可以在自然界里源源不断得到，所以叫做可再生能源.
归纳：能源的种类很多，其分类方法很多，除了以上提到的两种分类方法以外，还可以按人类开发早晚和使用的情况，把能源分为常规能源和新能源.像煤、石油、天然气以及水能等人类已经利用多年，这样的能源叫做常规能源.分类标准不同，同一能源所属的种类也就不同.
3. 能源危机
目前煤炭、石油、天然气是世界上的主要能源，人类生活、生产、学习、研究都离不开能源的消耗，现代工业的发展与能源存在千丝万缕的联系.由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长，特别是近三四十年来，能耗增长速度明显加快.盛产石油的中东国家是发达国家重要的石油供应国，中东战争和美伊战争都强烈冲击着世界石油市场，引发了两次石油危机，引起人们对能源问题的思考：以化石燃料为主要的能源结构还能支持多久呢？如果把全世界的能源消耗量折合成热值2.93× 107 J/kg的标准煤来计算，1950年为二十六亿吨，1987年为一百一十多亿吨，2000年超过二百亿吨.目前作为人类主要能源的化石能源储量终究有限，而且开发利用后不能再生，不可能取之不尽，用之不竭.所以“化石能源危机”最终会出现.
我国的能源消耗中不可再生能源的比例也很大，且以煤炭为主，结构很不合理.我国的煤炭储量尽管丰富，但毕竟有限，长期开采，总有枯竭之日.此外，由于技术和管理方面的原因，我国的能源利用率仅为30%，跟发达国家相比差距很大.随着国民经济的发展和人口的增长，我国能源的消耗量相应迅速增长，在能源供给和需求方面的矛盾日益突出，“能源危机”最终就会出现.
总结反思，拓展延伸
【总结反思】本课主要学习了什么？你掌握了什么？
【拓展延伸】
课内训练——双基巩固
1、按照能源发展史将下面事例进行排序_________ FBCEAD ________．
A．发电机 B．钻木取火 C．柴薪燃料 D．核反应堆 E．蒸汽机 F．天然火种
2、天然气、风能、煤炭中属于可再生资源的是__风能______；少用化石能源控制__二氧化碳____排放可减少温室效应造成的灾害。
3、我国目前使用的能源中所占比重最大的是【 B 】
A 水能和地热能 B 煤和石油 C 核能和潮汐能 D 太阳能
分析：本题是一道常识性试题，根据生活、生产实际，结合我国的国情，就可以正确解答.核能、水能、太阳能仍然在开发利用之中，但以媒和石油为主的化石燃料仍占我国目前使用的能源的90%以上，所以我国目前使用的能源中所占比重最大的是煤和石油。
解：本题正确答案选B.
联系生活实际，认识能源在国民经济发展、建设中的应用，可以增强感性体验，拉近学生与物理的距离，进而增强让物理知识服务于人类的意识.
4、判断下列说法是否正确：
A 能量就是能源 （　　）
B 电能是一种二次能源　　（　　）
C 石油是一种常规能源　　（　　）
分析：能源是提供能量的物质资源，能源的利用过程，实质上是能量的转化和转移过程，但不能说能源就是能量，说法Ａ是不正确的.能源的分类方法很多.所谓一次能源和二次能源是按能源是否由自然界直接提供来分的,如煤、石油、草木燃料、风、流水等都属于一次能源；而电能是一种再造能源，是由自然界提供的能源转化而来的，属于二次能源，所以说法B是正确的.所谓常规能源和新能源是按人们发现和利用能源的进程来划分的，石油是人类已经利用多年的一种能源，属常规能源，因而说法C也是正确的.
解：A错误；B、C正确.
【课后作业】练习册本节
课后反思——自我总结
不仅能源存在危机，而且化石能源即将耗尽。

______年____月_____日 第____周 星期____ 第___节
课题名称 20.2开发新能源
课型：___________ 主备：___________ 审查：________
【教学目标】
1、 知识与技能：
知道太阳能在生活、生产中的应用，知道直接利用太阳能的方式，如太阳能热水器就是把太阳能直接转化为内能。
介绍太阳能——永恒的动力之源、核能——造福人类的神火、海洋能、氢能、地热能。
2、过程与方法：
了解核能的优点和利用核能可能带来的问题，如核电站安全、清洁，核聚变不易控制。
3、情感态度和价值观：
认识太阳能发展的前途。
【教学重、难点】
重点：对于太阳能和核能的介绍。
难点：利用核能可能带来的问题。
【教学方法】本节课用到的主要教学方法，如讲授法、讨论法、演示法、实验法、练习法等等
【教学手段】主要体现现代教育技术，如电脑多媒体等
【课前准备】课件准备
【学习过程】
导入新课：
目前我们广泛使用的仍是以煤、石油、天然气为主的化石能源，这些能源已越用越少，而人们对能量的需求越来越大，这必将造成能源危机．解决的能源危机的途径就是不断开发新能源。
自主学习：（阅读教材，了解下列重点知识）
1．太阳能的利用。
2．了解核能的优点。
3．利用核能可能带来的问题。
4．了解海洋蕴藏着波浪能、海流能、潮汐能、温差能等，是取之不尽的洁净能源。
课堂学习研讨：
1．太阳能——永恒的动力之源
太阳是个巨大的能源，它不断向空间四周辐射主要以光和热为主要形式的能量. 其总功率达8.1×1013kW，今天我们所使用的化石能源，实际上也是来自于太阳能．太阳能是一种“清洁”能源，不污染环境，因此它是最具开发价值的能源.
太阳能到达地面，通过四个渠道被吸收和利用：
①通过植物的光合作用把太阳能转化和储存起来，再以草木、沼气、煤、石油、天然气等燃料的形式释放出来；
②通过大气和水分的升腾循环，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，如直接利用太阳能给物体加热.
（1）直接利用太阳能的形式
直接利用太阳能的形式大致有：太阳能热水器将太阳能直接转化成内能；利用太阳能发电的光伏电站，利用太阳能电池把太阳能直接转化电能；用太阳能制氢，燃烧氢产生化学能，驱动小汽车；太阳能使空气热形成风，太阳能直接转化成风能等等.
（2）太阳能的优点有：十分巨大；供应时间长久；分布广泛；无需开采、运输安全；无污染等.缺点有：存在分散；太阳能的功率变化大，不稳定，给正常连续使用造成困难；转换效率低；转换系统造价过高等.太阳能的使用：人们可根据需要和太阳能的实际情况确定.对于太阳能的使用，人们都是通过太阳能的转化来实现的.
例1、 下列能源与太阳能无关的是【 C 】
A 水能 B 风能 C 核能 D 煤、石油、天然气
分析：太阳把水面和地面晒热，使一部分水蒸发，水汽升腾到空中形成云，以雨雪的形式落下来，流入江河，太阳能转化水能；晒热的空气上升，空气流动形成风，转化为风能；地球所接收的太阳能演变为沧海桑田，经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动，在高压下渐渐变成了煤和石油，在石油形成过程中还放出天然气.我们开采的化石燃料实际上是在开采上亿年前地球所接收的太阳能.核能是原子核分裂或聚合过程中释放的巨大能量，与太阳能无关.
解： C
归纳：人们直接利用太阳能现在有三种方式，有光热转换、光化转换和光电转换.技术以设备的形式展现，各种技术设备都是相关技术的化身.探究日常用品、新科技产品中的物理学原理，可以使学生认识到物理知识的作用，增强物理知识造福于人类的动力。
2. 核能——造福人类的神火
⑴、释放核能的两种方式
①核裂变
核裂变是较重的原子核裂变为轻轻的原子核的一种核反应.
科学家研究发现，铀原子核在自然状态下会缓慢地裂变，如用中子作为“炮弹”去轰击铀原子核，不仅能使铀核分裂，同时还会释放出2~3个中子和核能，这2~3个中子又使2~3个铀核分裂，放出更多的中子，使更多的铀核裂变……这种铀核裂变的引发过程叫做链式反应.
链式反应的发现，使人类获得了实际利用核能的可能.核反应堆发生的链式反应是可控核裂变，原子弹爆炸时发生的链式反应是不加控制的核裂变.
核电站具有以下优点：（1）核电站十分安全.当今的核电站采用的是新式核反应堆，不会像老式的反应堆那样发生爆炸事故，当核电站正常运行时，其放射性对环境的影响是微不足道的，万一发生核泄漏事故，可因多道防护屏障的防护作用而使影响减小到最低程度.（2）核能是较清洁的能源，它不排放烟尘的综合运行成本低，只有火力发电站的一半.
②核聚变
在超高温条件下，可将两种质量较轻的原子核（如氘和氚），聚合成一个较重的原子核，这种反应叫做核聚变.核聚变能够释放出比核裂变更加巨大的能量.核聚变要求 和氚具有很高的温度，在反应过程中，要把反应物质加热到千万摄氏度以上才能发生大规模的核裂变.因此，聚变反应又叫做热核反应.
太阳能就是来自于太阳内的核聚变，氢弹爆炸也是来自于核聚变.
如何实现核聚变，如何利用聚变释放的核能，科学家正在积极地探索着.海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的 核.科学家预言，通过可控核聚变来利用核能，有望彻底解决人类的能源问题。
3．节能和能源开发
当今，在人类可以利用 一次能源中，约90%是不可再生的化石能源，用一点就少一点.可再生的、洁净的、潜力巨大的能源，如太阳能、核能、氢能等的开发，离大规模实用化还要经历较长的时间.因此，在“开源”的同时，还必须“节流”.
解决能源问题的主要出路——提高能源的利用率，开发和利用新能源，特别是开发和利用太阳能和核能.提高能源的利用率、节约能源的根本是科学技术的进步.
4．其他新能源
⑴海洋能：浩瀚的海洋覆盖了地球表面的71%，它蕴藏着波浪能、海流能、潮汐能、温差能等，是取之不尽的洁净能源.
⑵氢能：氢能具有高效、干净、易储存、可运输等特点，且大量存在于水中.人类已有多种制氢的工艺，利用太阳能电解水制氢有着广阔的前景，可以预见，氢能将成为21世纪的重要能源之一.
⑶地热能：是地球内部蕴藏着的热能，炽热的岩浆使地下水成为热水和水蒸气.地热能释放出来的能量约相当于煤的1.7x108 倍.利用地热能主要是发电，它是利用地下高温水蒸气驱动汽轮机旋转、带动发动机发电的.
⑷风能：很早人类利用风能行船、抽水、磨谷等，现代人类利用风能发电.
总结反思，拓展延伸
【总结反思】本课主要学习了什么？你掌握了什么？
【拓展延伸】
课内训练——双基巩固
1、今天，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的五分之一，核电站能给那些水力资源、化石能源缺乏的地区提供电能，也给人类解决能源危机带来希望.核电站利用 核 能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控 裂变（或链式反应） 反应释放能量的.
分析：核、裂变（或链式反应） 核电的发展给人类解决能源危机带来了希望，但应正确使用核电，防止核泄漏等事故发生.核能的释放有两种方式：裂变和聚变，目前人们对核能的利用主要还限制在裂变上.
2、石油是一种重要的能源，但又是不可再生的能源，目前人类正面临着石油短缺、油价上涨的挑战.探求能源利用的新途径是人类 待解决的课题.以下探究能源利用的途径不恰当的是【 A 】
A 更多地利用木材 B 更多地利用太阳能
C 增加风力发电量 D 增加核发电量
分析： 太阳能、风能属于可再生能源，可以源源不断地得到，且对环境没有污染.利用核能清洁、无污染，且核能转化效率高.而更多地利用木材，一方面会造成环境的影响，另一方面还会对技术提出更高的要求.所以，探究能源利用的途径不恰当的是更多地利用木材.
解：A
【课后作业】练习册本节
【课后反思】——自我总结
新能源的开发越来越紧迫。