能源、材料与社会教学设计

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能源、材料与社会教学设计

　　一、内容及其解析

能源、材料与社会教学设计

　　本章的内容主要是能量的转化和守恒、能源和材料的开发和利用，重点是能量的转化和守恒，掌握能量守恒定律。通过本章学习了解各种形式的能量，知道能量的转移与转化，了解能量守恒定律。通过学习了解什么是能源。知道哪些属于可再生能源，哪些属于不可再生能源。知道材料对人类社会发展的促进作用。知道导体、绝缘体、半导体导电性能的差异，知道半导体二极管的单向导电性。知道超导材料是一种电阻为零的材料，知道超导材料具有超导磁悬浮的特性。了解纳米材料的有关知识

　　二、教学目标

　　（一）目标定位：

　　1.了解各种形式的能量，知道能量的转移与转化，了解能量守恒定律。

　　2. 掌握能量守恒定律。

　　3.通过学习了解什么是能源。

　　4.知道材料对人类社会发展的促进作用。

　　（二）目标解析

　　1、对日常生活中的各种形式的能量做简单的认识和了解，知道其原理；

　　2、体会身边的能量、乐于探究能量的转化现象，接受节约能源的观念。

　　3、知道哪些属于可再生能源，哪些属于不可再生能源。

　　4、知道导体、绝缘体、半导体导电性能的差异，知道半导体二极管的单向导电性。知道超导材料是一种电阻为零的材料，知道超导材料具有超导磁悬浮的特性。了解纳米材料的有关知识。

　　3、问题诊断分析

　　本节内容比较简单，中考考点比较少，学生可能在理解能量的转化与守恒这一概念是有困难，能量比较抽象，很难让学生理解和接受。可采用结合多媒体教学，辅助学生理解。

　　四、教学支持条件分析

　　多媒体

　　5、教学过程设计

　　自学

　　1、能量既不会凭空_______，也不会凭空_______，它只会从__________转化为 _____________，或者从一个物体_________到另一个物体，而在转化和转移过程中，能量的总量__________。

　　2. 金、银、铜、铁等金属材料的电阻_____，是导电性能较好的良好导体；绝缘体电阻________，因此常用来隔离带电物体。

　　3. 公路的路面一般有水泥和沥青两种路面，_____________路面硬度大，____________ 路面弹性较好。

　　下列材料：A·橡胶 B·纸张 C·塑料 D·银 E·指南针 F·水 G·汞 H·金刚石 I，肥皂 K·玻璃·导电性能最好的是 ___________;磁性最好的是_____________;密度最大的是_________；比热容最大的是___________;硬度最大的是___________;弹性最好的是__________;延展性最好的是_______

　　4、各种形式的能量都可以在________下转化，电动机带动水泵抽水是_____能转化成________能，植物吸收阳光进行光合作用是_______能转化为______能，燃料燃烧时发热是_________能转化为________能。

　　（一）：能量的转化与守恒：

　　1、能量的存在形式：机械能、电磁能、内能、化学能和核能等。

　　（1）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。

　　（2）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。（说明：能量的转化是有条件的，即能量在一定的条件下，才会发生转化或转移）

　　（二）：能与社会：

　　1、自然界的能及分类：

　　（1）可再生能：自然界中像太阳能、风能、水能以及动植物等这类可以长期提供或可以再生的能属于可再生能；

　　（2）不可再生能：而像煤、石油、天然气和铀矿这类化石或矿物能，已经消耗就很难再生的能就是不可再生能。

　　说明：目前世界能消耗中90%以上是不可再生能。其中：石油大约占40%，煤大约占35%，天然气大约占20%，而我国的能结构主要以煤为主，其比重大约是煤75%，石油17%，天然气3%，其他（水电、核电、新能发电）占6%，结构不合理。

　　（3）一次能和二次能：

　　一次能：可以直接从自然界获取的能叫做一次能。

　　二次能：无法从自然界直接获取，由一次能转化而的能叫做二次能。

　　（4）常规能和新能：

　　常规能：像煤、石油、天然气以及水能等人类已经使用多年的能叫做常规能。

　　新能：像太阳能、核能、地热能、潮汐能等人类最近才开始开发使用的能叫做新能。

　　2、能的开发和利用：能利用的进步导致了人类文明的跃进。

　　（1）先是钻木取火，从人类利用自然火到人工火的转变，导致了以柴薪作为主要能的时代的到；

　　（2）蒸汽机的发明是人类利用能量的里程碑，人类从此步入以机械动力大规模代替人力和畜力的时代。人类的主要能由柴薪向煤、石油、天然气等化石能的转化；

　　（3）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，人类开始了以核能为代表的又一次能革命。

　　3、能与环境：能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。

　　（三）：开发新能

　　1、太阳能：太阳能是一种可再生能,没有污染。

　　目前利用太阳能有两种方式：

　　（1）利用太阳能加热；（如太阳能热水器）

　　（2）利用太阳能发电：（太阳能电池）

　　2、核能：

　　（1）核能的开发和利用有两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量。

　　A、核裂变是原子中的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。既铀原子核在中子的轰击下行会产生裂变反应，每个铀原子核的裂变除了要产生大量的热量以外，还要产生2～3个以上的中子。

　　B、核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。

　　（2）目前建成的核电站是利用核裂变发电的，就是通过核反应堆有效控制链式反应的速度，使核反映缓慢的进行，并不断的释放热能。

　　3、其他新能：

　　（1）地热能是利用地球内部炽热的岩浆使地下水变为水蒸气从而发电的一种能量；

　　（2）潮汐能是月球、太阳对地球的引力作用而产生的潮汐能；风能是利用空气高速流动带的能量。

　　（4）：开发新材料

　　1、根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。

　　容易导电的材料是导体，如铜、铝等；

　　不容易导电的材料是绝缘体，如玻璃、橡胶等；

　　半导体的导电性能介于导体和绝缘体之间。如硅、锗、砷化镓等例、常用的电器中都可以找到大量的半导体元件半导体元件具有许多独特的功能。二极管具有单向导电性，三极管可以用来放大电信号。

　　2、超导现象和超导体：当温度降低到绝对零度附近时，某些材料的电阻突然减小到无法测量的程度，可以认为其电阻突然变为零，这种现象叫做超导现象，能够发生超导现象的物质称为超导体。

　　3、纳米材料除了其基本单元空间尺度小外，在力、热、声、光、电、磁等方面还表现出许多特殊的性能。

　　二：重点、难点突破

　　一：能量的转化与守恒：

　　例1、小胡同学将生活中常见的例子与能量的转化联系起，用线连接，其中有一组连线是错误的是()。

　　A、用磨刀石磨刀机械能转化为内能

　　B、保温瓶的瓶盖蹦起内能转化为机械能

　　C、电热水器工作电能转化为内能

　　D、向上飞行的足球势能转化为动能

　　答案：D

　　小练习：

　　1、在平直的公路上行驶的汽车刹车后滑行一段距离后停下;流星在夜空中坠落并发出明亮的光芒;降落伞在空中匀速下降·上述三个过程中包含相同的物理过程是()，

　　A物体的动能转化为势能

　　B·物体的势能转化为动能

　　C·物体的内能转化为机械能

　　D·物体的机械能转化为内能

　　2、核电站将核能最终转化为电能，下列转化过程正确的是（）

　　A、核能——机械能——内能——电能

　　B、核能——机械能——电能

　　C、核能——内能——机械能——电能

　　D、核能——内能——电能

　　3、人造地球卫星大部分运行在椭圆形轨道上，其轨道参数有近地点和远地点，发射时用运载火箭将其发射到近地点即可。星箭分离后，在由近地点向远地点飞行的过程中，飞船的动能、重力势能以及能量的转化正确的是（）

　　A、动能增加，重力势能减小，动能转化为重力势能

　　B、动能减小，重力势能增加，动能转化为重力势能

　　C、动能减小，重力势能增加，重力势能转化为动能

　　D、动能增加，重力势能减小，重力势能转化为动能

　　答案：1、D 2、C 3、B

　　2、能的利用：

　　例2、关于能，下列说法正确的是（）

　　A、煤、石油、天然气、水能、风能、电能都是一次能

　　B、核能、太阳能、潮汐能、地热能、水能、风能等都是可再生能

　　C、一次能是开发利用后不能再生的能，二次能是可以再生的能

　　D、解决能危机的重要出路是开发和利用新能，特别是核能和太阳能

　　答案：D

　　小练习：

　　1、建设节约型社会，节约能、保护环境是当代公民的责任。下列做法正确的是（）

　　A、将生活污水直接排入江河 B、将旧电池丢弃到池塘

　　C、生活中尽量使用节能灯具 D、放学后教室内日光灯彻夜通明

　　2、下列能中，与太阳能无关的是（）

　　A、水能与风能 B、煤与石油 C、潮汐能 D、干木材

　　3、能可以分为可再生能和不可再生能。下列能属于不可再生能的是（）

　　A、水的动能 B、风能 C、太阳能 D、石油

　　答案：1、C 2、C 3、D

　　3、新能：

　　例3、关于能的利用，写列说法中正确的是( )

　　A、开发利用太阳能和风能，有利于环境保护

　　B、核反应会发生剧烈的爆炸，人类无法和平利用核能

　　C、自然界可以永久的为我们提供煤、石油、天然气等能

　　D、我国新发现的冀东南堡大油田可以正常开采一千年

　　答案：A

　　小练习：

　　1、下列关于核能的说法中正确的是（）

　　A、物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能

　　B、，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变

　　C、和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的

　　D、只有在人为条件下才会发生裂变和聚变

　　2、人体受到过多的射线的照射会受到伤害，所以在使用这些放射线时，人们要注意保护自己。把放射与外界隔离时，应该选用下面的那种材料？（）

　　A、钢板 B、一般金属都可以 C、硬塑料 D、铅板

　　答案：1、B 2、D

　　六、本课小结：

　　七、目标检测

　　1、下列能中，属于常规能的有______________属于可再生能的有______________，属于新能的有______________________

　　A、煤 B、石油 C、天燃气 D、风能 E、水能 F、核能 G 、太阳能 H 、地热能 I、潮汐能

　　2、能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式________________，或者从一个物体________________。在这个过程中，能量的总量保持____，这个规律叫做能量守恒定律。

　　3、水电站修建拦河大坝，提高了上游水位。水从上游流下冲击水轮机，水轮机带动发电机发电这一过程中，水的________能最终转化为____能。

　　4、植物进行光合作用，将____能转化为________能，动物吃植物，又将能量传递；地下的煤和石油也是植物和动物在地质演变过程中形成的。所以，可以这样说：地球的能量，最终是自于________的能量。太阳内部进行的核反应是核____变。

　　5、新能和生态环保是本世纪关注的两大热点，而太阳是巨大的能，取之不尽，用之不竭，并且直接利用太阳能不会造成环境污染，近年我国太阳能产业发展十分迅速，如太阳能热水器就是把太阳能直接转化为_________能的装置。再如杨利伟乘坐的飞船，其两翼安装的太阳能电池板，就是把太阳能直接转化为_________能，供飞船使用。

　　6、一些能，如：①柴薪、②煤炭、③石油、④天然气、⑤水能、⑥风能、⑦太阳能、⑧地热能、⑨核能、⑩电能等（以下填序号）：

　　(1)使用会造成空气污染的有____________；

　　(2)使用会造成水土流失和沙漠化的有_________；

　　对它们进行分类，并选择了两种分类方法。

　　(3)第一种从一次能和二次能的角度分：___ _______是一次能，________________是二次能。

　　(4)第二种从可再生和不可再生能的角度分：_________________是可再生能，____________________是不可再生能。

　　7、在下列空格处填上能量转化的过程：

　　(1)水轮机带动发电机发电：________能转化为_________能。

　　(2)电动机带动水泵把水抽到高处：_________能转化为__________能。

　　(3)太阳光促使植物生长：___________能转化为__________能。

　　(4)地热发电：__________能转化_________能。

　　(5)卫星板状的两翼是太阳电池板，它的作用是把________能转化为_________能，供卫星使用。