【核心素养目标】苏科版九年级物理下册第十八章 18.3《太阳能》教学设计

苏科版八年级物理第十八章
第三节、《太阳能》
一、教学目标
物理观念：
1.初步认识太阳的结构，知道太阳能是人类能源的宝库。
2.知道利用太阳能的四个主要渠道和直接利用太阳能的三种主要方式。
科学思维：
通过阅读，了解太阳的构造。
科学探究：
通过收集资料、合作交流，了解太阳能及其转化。
科学态度与责任：
1.保持对大自然的好奇,初步领略自然现象的美妙与和谐，对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感。
2.具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。
二、教学重难点
重点：太阳能的利用及其转化。
难点：对地球上来自于太阳的能量的判断和理解。
三、教学过程
（一）创设情境，导入新课
教师用多媒体播放阳光照射下的植物、海洋、太阳能热水器、太阳能发电的光伏电站，利用太阳能驱动的汽车等。
学生观看、思考。
教师：看了刚才的画面,同学们有什么感悟吗？
教师根据学生的问题自然导人新课。
（二）合作交流，学习新知
1.了解太阳
教师引导学生阅读课本90页第一段及103-104页的拓展知识，了解关于太阳的相关知识。
教师：你了解的关于太阳的数据有哪些？
学生：（教师点拨）太阳年龄约为50亿岁；到地球的距离1.5×108 km；太阳直径约是地球的109倍；太阳质量约是地球的33万倍；表面温度约是6 000℃；内核温度约是1.5×107 ℃；太阳内部的核聚变还可以维持年限约是50亿年；每小时向地面辐射的能量约是目前全世界年消耗总能量的1.5倍。
教师：利用太阳能有哪些优点？
学生：（教师点拨）太阳能与其他能源相比，具有独特的优点：一是它没有一般煤炭、石油等矿物燃料产生的有害气体和废渣，因而不污染环境；二是分布广阔，使用方便、安全；三是成本低廉，还可以再生。
2.太阳能的转化
教师：地球上的大多数能源实质上都来源于太阳能。引导学生查阅相关资料或网上搜索，了解有关能源如风能、水能、地热能、潮汐能、生物质能、核能等的情况及其形成的大致过程。(课前完成)
学生：（教师点拨）球上的风能、水能等都是来源于太阳。地球上任何地方都在吸收太阳辐射的能量，但是由于地面每个部位受热的不均匀性，空气的冷暖程度就不-样，于是暖空气膨胀变轻后上升；冷空气冷却变重后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风。地球表面的一部分水吸收太阳的能量经过蒸发形成水蒸气，暖湿气流从地面升起，因绝热达到过饱和而凝结成云，遇到冷空气就形成雨。
教师：观察课本图18-10所示的各种能源回答：（1）哪些能源来自于太阳？（2）哪些属于一次能源？哪些属于二次能源？（3）哪些是可再生资源 哪些是不可再生资源？（4）指出三个在使用时会产生污染的能源？
学生：（1）风能、生物质能；（2）次能源：风能、生物质能、潮汐能、地热能、核能、水能；二次能源：电能；（3）可再生资源：风能、潮汐能、水能、生物质能、地热能、电能；不可再生能源：核能；（4）核能、生物质能、煤。
教师：列举一些日常生活中常用的能源，说明其中所涉及的能量转化情况。
学生：举例如煤气：太阳能转化为化学能再转化为内能；太阳能热水器：太阳能转化为内能等。
教师：狭义的太阳能仅限于太阳辐射能，广义的太阳能所包括的范围非常大，如由太阳引起的水能、风能、生物质能等，地球上的化石能源(如煤、石油、天然气等)从根本上说也是远古以来贮存下来的太阳能。可以说，地球上除了核能、地热能和潮汐能以外的所有能量，几乎都来自于太阳。
3.太阳能的利用方式
教师：我们吃的米、面,是利用哪个渠道来的太阳能？水力发电又是利用哪个渠道来的太阳能？从能量转化角度看,直接利用太阳能有哪几种方式？
学生：（教师点拨）从能量转化角度看，直接利用太阳能有三种方式，即太阳辐射能的光热、光电和光化学的直接转换。太阳能热水器将太阳能转化为内能；太阳能发电的光伏电站将太阳能转化为电能；太阳能制氢驱动小汽车将太阳能转化为化学能。
（三）知识迁移，巩固应用
【物理学与日常生活】
1.灼热的太阳内部原子与原子之间的剧烈碰撞使核______(填“裂变”或“聚变”)不停地进行，从而不断辐射出巨大的光和热，给太阳系带来光明.地球上的植物接受阳光的照射，通过______作用，把光能转化为自身的______能。
2.于太阳能的转化：太阳把空气和地面晒热，太阳能转化为______，晒热的空气上升，空气流动形成风，又转化为_______；太阳使地面上一部分水蒸发，蒸发的水蒸气升空后液化形成云，云又以雨、雪等形式落下，最后流入江河，太阳能转化为_______；植物吸收太阳能，进行光合作用，太阳能转化为， 植物被动物吃掉，又转化为动物的_______。
3.目前人们直接利用太阳能的方式有两种：其一是把太阳能转化为内能,如_____其二是把太阳能直接转化为电能，如_______。
【物理学与工程实践】
4.如图所示是由大量反射镜组成的太阳能发电装置。图中各个反射镜由计算机控制，使反射的太阳光聚集在塔顶的集热器(锅炉)。上,集热器中的水变成水蒸气后推动汽轮机，从而带动发电机发电。
（1）太阳能属于________（填“可”或“不可”）再生能源；
（2）这个装置中反射镜的作用是改变__________________；
（3）水蒸气推动汽轮机的过程中，将_____能转化为_____能；
（4）发电机是利用________________原理发电的。
5.如图所示是太阳能LED照明路灯，它主要由太阳能
电池板、LED灯头等部分构成。 LED是一种发光二极管，
通过电流能够发光，可以把电能直接转化成_____能。太阳
能是_____（填“次”或“二次”）能源、清洁无污染，它
是在太阳内部，氢原子核发生核____(填“裂变”或“聚变
”)，释放出的核能。
【物理学与社会发展】
6.太阳能热水器广受人们青睐。资料表明，晴天地面附近垂直于阳光的表面接收到的太阳能平均为1. 0×103J/(m2·s)，即在1s内每平方米的面积上接收到的太阳能是1.0×103 J。
（1）某品牌太阳能热水器可以将接收到太阳能的40%用来给水加热,其集热器接收阳光垂直照射的有效面积为2m2 ,现向贮水箱中注人100 kg、20℃的水，则晴天曝晒在阳光下8 h，贮水箱中水的温度可升高到多少℃？(假定水的质量保持不变)
（2）请从能源利用和环境保护两方面谈谈大力开发和推广使用太阳能的意义。
（四）课堂小结，感悟收获
学生分享本节课的收获有哪些？说一说还有哪些困惑。
（五）作业设计，拓展提升
基础作业：课本92页1、2题；
提升作业：课本99页1题；
实践作业：查阅资料，了解受控核聚变（人造太阳）的研究进展，了解我国在这方面的研究成就。