初中物理教育科學(xué)九年級(jí)下冊(cè)（2022年新編）第十一章 物理學(xué)與能源技術(shù)4能源講稿

1、11.3能源教案教學(xué)目標(biāo)【知識(shí)與能力】1.形形色色的能量、不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化中的效率2.能量守恒定律3.永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的4.能夠區(qū)別能源從不同角度劃分的種類，并且能夠舉出實(shí)例。【過(guò)程與方法】1.通過(guò)學(xué)習(xí)能源的劃分種類，認(rèn)識(shí)到事物可以從不同角度劃分。2.通過(guò)對(duì)各種新能源利用的構(gòu)想，鍛煉科學(xué)想象力?！厩楦袘B(tài)度價(jià)值觀】1.在學(xué)習(xí)能源儲(chǔ)量有限性的過(guò)程中，產(chǎn)生能源危機(jī)感，形成合理利用能源和節(jié)能意識(shí)。2.通過(guò)學(xué)習(xí)新能源的開發(fā)情況，激發(fā)學(xué)習(xí)物理的興趣。教學(xué)重難點(diǎn)【教學(xué)重點(diǎn)】形成能源危機(jī)意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】 讓學(xué)生區(qū)別能源從不同角度分類的情況。教學(xué)過(guò)程情景導(dǎo)入觀察多媒體，讓學(xué)生觀

2、察并尋找能量的足跡，并思考生活中各種形式的能量。這些過(guò)程中，能量都由什么形式變成了什么別的形式？它們遵循什么規(guī)律呢？ 對(duì)學(xué)生的回答給予肯定或者糾正。 教師：我們今天就要找出，在能量不斷轉(zhuǎn)化、轉(zhuǎn)移的過(guò)程中遵循的規(guī)律?；顒?dòng)探究一 不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化能量是可以互相轉(zhuǎn)化的。舉出一些例子，如：鉆木取火，機(jī)械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；水力發(fā)電，水能轉(zhuǎn)化為電能；太陽(yáng)能電池，太陽(yáng)能轉(zhuǎn)化為電能，等等 要求學(xué)生回憶，并舉出一些例子。 活動(dòng)探究二 不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化能量是可以轉(zhuǎn)移的。舉出一些例子，如：人們通過(guò)烤火，將火的內(nèi)能轉(zhuǎn)移到人體；人們通過(guò)熱水袋取暖，就是熱水的內(nèi)能轉(zhuǎn)移至人體。要求學(xué)生回憶，并舉出一些例子。教師：那

3、么，大家就根據(jù)你們的理解，尋找能量的足跡吧！ 總結(jié)： 能量是可以在不同的物體之間轉(zhuǎn)移的，也可以轉(zhuǎn)化成其他不同的形式的能。 活動(dòng)探究三 不同形式能量的相互轉(zhuǎn)化并舉一些別的例子，如蕩秋千過(guò)程中，如果沒(méi)有別的損耗，每次秋千總是能夠回到原來(lái)的高度等等。舉例中，也可以向?qū)W生指出，能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中，往往存在損耗，即一種能量轉(zhuǎn)化為多種能量，而其中有些能量轉(zhuǎn)化過(guò)程是我們不想要但是無(wú)法克服的。教師對(duì)例子進(jìn)行總結(jié)，指出能量守恒定律。 閱讀教材，并回憶機(jī)械能轉(zhuǎn)化的過(guò)程。思考能量轉(zhuǎn)化過(guò)程中的損耗問(wèn)題。 歸納總結(jié)：能量既不創(chuàng)造，也不會(huì)消失；當(dāng)能量從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體或從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式時(shí)，總量不變。這稱為能量守

4、恒定律。能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一。所有能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過(guò)程，都遵守能量守恒定律。探究點(diǎn)四 永動(dòng)機(jī)是不可能實(shí)現(xiàn)的教師：能量是維持我們的生產(chǎn)、生活得以正常進(jìn)行的源泉。正是這樣，在歷史上，許多人煞費(fèi)苦心，希望能夠制造出一個(gè)不需要向其提供能量，就能持續(xù)對(duì)外做功的機(jī)器，也就是永動(dòng)機(jī)。然而，我們根據(jù)能量守恒定律就可以知道，這樣的機(jī)器是不存在的。 探究點(diǎn)五 能量轉(zhuǎn)化的方向性思考：水能從低處往高處流嗎？水能自發(fā)地從低處往高處流嗎？如果水是自發(fā)地流只能從高處往低處流，同樣能量的自發(fā)流向也不是隨意的，即能量的轉(zhuǎn)化具有方向性。（1）一杯水靜置一段時(shí)間后，其中的一部分水自行從另一部分水中吸取熱量

5、，沸騰成水蒸氣?另一部分水則內(nèi)能減少，凝結(jié)成冰?結(jié)論：熱傳遞的過(guò)程是有方向性的，這個(gè)過(guò)程可以向一個(gè)方向自發(fā)地進(jìn)行，但是向相反的方向卻不能自發(fā)地進(jìn)行。注意：內(nèi)能總是自發(fā)地從高溫物體向低溫物體轉(zhuǎn)移而不會(huì)自發(fā)地由低溫物體向高溫物體轉(zhuǎn)移。（2）枯萎的花兒，自發(fā)從空氣中吸取能量和水分，重?zé)ㄇ啻海拷Y(jié)論：枯萎的花兒，也不可能自發(fā)從空氣中吸取能量和水分。（3）坡底的巨石從周圍環(huán)境中獲取能量，滾向坡頂？結(jié)論：機(jī)械能可以全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不可全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能而不引起其他變化！歸納總結(jié)：自然界中許多自發(fā)的過(guò)程都是有方向的，或者說(shuō)能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移也是有方向的。（1）轉(zhuǎn)移的方向性。熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫

6、物體，反之要想使熱量自發(fā)地從低溫物體流入高溫物體是不可能的。但如果有外界適當(dāng)?shù)母深A(yù)，或滿足一定的條件，熱量可以從低溫物體轉(zhuǎn)移至高溫物體。轉(zhuǎn)化的方向性。指內(nèi)能和其他形式的的能量（如電能、機(jī)械能等）的相互轉(zhuǎn)化具有方向性。其他形式的能量可以自發(fā)地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而內(nèi)能不可無(wú)條件地轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。思考：因?yàn)槟芰渴鞘睾愕?，所以我們不需要?jié)約能源，這種說(shuō)法對(duì)嗎？并說(shuō)明原因。這種說(shuō)法不正確，因?yàn)槟芰哭D(zhuǎn)化具有方向性?，F(xiàn)實(shí)的宏觀世界中，物體間一旦存在溫差，就會(huì)有熱量的傳遞；摩擦無(wú)處不在，機(jī)械能會(huì)不斷轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。我們對(duì)能量的利用，無(wú)法避免涉及熱量的生成與轉(zhuǎn)移。于是，每一次能量的利用。都會(huì)減少這個(gè)世界上可利用、便

7、于利用的能量的總量。這就是為什么雖然能量是守恒的，我們?nèi)匀灰?jié)約能源的原因。探究點(diǎn)六 能量轉(zhuǎn)化中的效率在實(shí)際工作和生活中，人們把一種能量轉(zhuǎn)化為另一種能量總是為了某種目的： 用燃?xì)庠顭?，目的是為了把水燒熱或燒開；并希望燒水時(shí)將天燃?xì)馊紵a(chǎn)生的熱量完全傳遞給水壺中的水。使用電梯是為了把人或物體提高到一定的高度；并希望每消耗1千瓦時(shí)的電能完全轉(zhuǎn)化成人或物體的勢(shì)能。 生活經(jīng)驗(yàn)告訴我們，這些理想都不可能發(fā)生在所有的能量利用過(guò)程中，能量損耗不可避免 。以天燃?xì)鉄粔厮疄槔?.輸入能量：我們把天然氣完全燃燒釋放出的化學(xué)能稱為輸入能量。2.輸出有效能量：壺水水吸收的那部分能量稱為輸出有效能量。3.輸出無(wú)效

8、能量：把散發(fā)到大氣、壺體中的那部分能量稱為輸出無(wú)效能量。4.根據(jù)能量守恒定律，輸入能量、輸出有效能量和輸出無(wú)效能量的關(guān)系： 輸入能量=輸出有效能量+輸出無(wú)效能量為了進(jìn)一步描述這些過(guò)程，人們定義了能量的轉(zhuǎn)化效率。5.能量轉(zhuǎn)化效率：其實(shí)，在所有的能量利用的過(guò)程中，都有以上的關(guān)系。探究點(diǎn)七 能源1.能源就是能量的來(lái)源，是指能為人類提供某種形式能量的物質(zhì)資源。2.能源分類問(wèn)題1：能源的分類標(biāo)準(zhǔn)有哪些，按照不同的標(biāo)準(zhǔn)把能源分為哪幾類？按能源的利用程度分：常規(guī)能源和新能源。按能源的利用方式分：一次能源和二次能源。按能源的再生性分：可再生能源和不可再生能源。使用程度分類：常規(guī)能源和新能源問(wèn)題2：根據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，分別舉出各種能源中的幾種。一次能源：煤、石油、天然氣等；二次能源：電能、蒸汽等。不可再生能源：煤、石油、天然氣、核能等；可再生能源：太陽(yáng)能、水能、生物質(zhì)能、潮汐能等。常規(guī)能源：煤、石油、天然氣等；新能源：核能、太陽(yáng)能、地?zé)崮?、潮汐能等?.世界能源儲(chǔ)量及需求學(xué)生討論：能源并不是永不枯竭的，而是有限的。如果目前的常規(guī)能源用盡了，人類還沒(méi)有找到合適的替代能源，那么人類生存的前景將非