【名师备课】人教版九下物理22.1《能源》教学设计与同步测试

《能源》教学设计
江苏南京29中致远校区　殷发金
一、教学目标
（一）知识与技能
1．能说出人类不同时期利用主要能源的发展历程。
2．结合实例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。
3．常识性了解什么是一次能源、二次能源及其特点。
（二）过程与方法
根据一次能源、二次能源的特点，会给常规能源和新能源进行分类。
（三）情感态度和价值观
了解21世纪的能源趋势，形成节约能源的意识。
二、教学重难点
重点：结合实例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。
难点：了解21世纪的能源趋势。
三、教学策略
随着社会的发展，人类使用的能源也在不断变 ( http: / / www.21cnjy.com )化，可以通过图片、视频介绍人类使用能源的发展历程，使用能源的变化导致了社会技术的不断变革，人类社会的发展离不开能源的使用。介绍我国和世界现阶段的能源结构及消耗趋势，近几十年来来，能源消耗量在急剧增长，并且能源使用都是以煤、石油等化石能源为主，分析这类能源的特点，它们在地球上的储量有限。这些能源直接从自然界获得，这类能源是一次能源，还有一些能源无法从自然界直接获得，只能通过一次能源转化得到，这类能源为二次能源，如电能就是二次能源。根据一次能源和二次能源的定义给常用能源进行分类。
随着社会的发展，对能源的需求量在迅速增加， ( http: / / www.21cnjy.com )但目前作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富，而且化石能源开发利用后，不能再生，人类正面临着能源危机。为了使人类获得持续的发展，解决能源危机，就要开发利用新的能源，如太阳能、核能等。另外在使用能源时要注意节约，提高能源的能源效率等也是缓解能源危机的途径，要形成节约能源的意识。
四、教学资源准备
学生课前收集不同时代人类利用的主要能源的资料、实物投影、世界和我国能源消耗的资料、多媒体课件整合网络。
五、教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
创设情景（5分钟） 播放人类利用能源的一些场景，提出问题，人类利用的很多的能源都是来自于太阳，那么这些能量都是由太阳提供的吗？人类使用的能量是无穷无尽的吗？ 学生观察图片和视频，了解人类能源的使用，知道生活生产离不开能源 创造课堂情景，激发学生的兴趣和求知欲
引入新课（5分钟） 播放水力发电、煤炭、石油、核能、天然气等图 ( http: / / www.21cnjy.com )片，提出人类使用的能量是通过不同的能源提供的，各种能源的使用，促进了人类文明的发展。你能说出这些能源的来源吗？ 说出人们在使用能源时，能说出各种能源的来源 联系实际，贴近生活，培养分析与总结能力
新课内容（25分钟） 人类利用能源的历程结合课前大家收集的资料，请同学们从三个方面对人类能源利用发展的历程进行介绍。展示一：介绍火的利用自从人类掌握了人工取火的方法之后，人类就开始了开发利用能源的进程。展示二：化石能源的利用提出问题：内燃机中能量转化，对生产和生活带来什么影响。人类利用能源史上两次划时代革命转折，即煤炭代替柴薪成为主要能源，石油取代煤炭而居主导，创造了世界经济发展的奇迹。展示三：电能的利用提出问题：生活中常见的家用电器所涉及的能量转化有哪些？展示四：介绍核能与太阳能等新能源在现实生活中的应用 学生展示课前的调查资料，介绍人类从利用能源的起始阶段，以及柴薪时代向煤炭时代的转折。 学生展示以蒸气机、热机为代表的以化石能源为动力的各种机械。引发了世界性的工业革命。 学生展示电磁感应现象的发现以及发电机的发明使煤、石油等化石能源被转换成更加便于输送和利用的电能。 学生介绍现代新能源的开发和利用，分析新能源的优势 了解能源使用与人类社会发展的关系。 培养学生资料搜集能力，学生合作学习的能力
能源的分类学生分组讨论：请你对下列能源进行分类，并说出分类标准。煤、天然气、汽油、太阳能、核能、地热能、电能。小结：一次能源和二次能源是根据能否直接从自然界获得划分的，二次能源一般是通过一次能源转化得来的。我们接触的较多的二次能源是电能，电能便于传输和转化，在实际中应用广泛。你能说出电能产生和使用过程中的能量转化吗？ 学生讨论1．按能源能否直接从自然界获得一次能源：煤、天然气、太阳能、核能、地热能。二次能源：汽油、电能。2．按能源能否循环使用和不断补充可再生能源：太阳能、地热能。不可再生能源：煤、天然气、汽油、电能、核能。3．按能源的利用状况常规能源：煤、天然气、汽油、电能。新能源：太阳能、核能、地热能。4．按能源利用对环境的污染情况清洁能源：太阳能、核能、地热能、电能、天然气。非清洁能源：煤、汽油。学生说出电能使用树中的能量转化 培养学生利用物理知识解决实际问题的能力。 从能量转化的角度来认识能源的利用
21世纪的能源趋势阅读课本中“21世纪的能源趋势”，了解当今世界范围能源所面临的严峻问题，了解近年来世界能源消耗情况。展示资料，以百分比方式描述的我国和世界能源扇形图。分析世界与我国目前能耗结构比是否合理。中国世界我国人均能源拥有量处于世界较低的标准。思考：（1）能耗结构比的不合理，会带来什么样的问题？（2）从我国的能源人均拥有量偏低中感悟到什么？ 学生阅读课本内容，了解当今世界 ( http: / / www.21cnjy.com )能源消耗情况。 学生分析能源消耗扇形图，可以得出，能源消耗中化石能源消耗占比最大，可再生的清洁能源利用率太低。能耗结构比不合理。 学生讨论回答：（1）无论是中国还是世界范 ( http: / / www.21cnjy.com )围，化石能源消耗占比过重，化石能源是不可再生能源，储量有限。要积极开发清洁的新能源，降低化石能源消耗比，实现能源的可持续发展。（2）我国能源人均拥有量偏低，这就要求我们在实际使用能源时要节约能源，要更加迫切地去开发新能源和使用可再生能源。如开发我国现在使用较少的水电、核能、太阳能等新能源。 培养学生自学能力。 通过数据了解现阶段能源使用的状况及结构。 对情感态度和价值观的培养，形成节约能源的意识
总结（5分钟） 课堂小结：1．通过本节课的学习，你知道了有关能源的哪些知识？2．你能说说人类利用能源经历了哪些历程吗？3．你能说出一些常见的一次能源和二次能源吗？4．你能说出21世纪能源趋势吗？中国现阶段能源利用的结构合理吗？ 学生梳理本节课知识内容。1．了解人类使用能源的历程；了解21世纪的能源趋势等。2．人类从使用柴薪能源开始使用能源 ( http: / / www.21cnjy.com )；蒸汽机的出现使煤、石油的使用越来越普遍，它引发了一次工业革命。汽轮机及大型发电机的出现，使电能的应用越来越广泛。3．一次能源是直接能从自然界获得的，如煤、石油、天然气等，二次能源通过一次能源转化得来，如电能。4．总结现阶段能源使用 培养学生总结归纳的能力。 利用物理方法解决实际问题，加强理论联系实际的能力
作业布置 完成《动手动脑学物理》第1～2题 按要求完成 知识巩固
《能源》同步测试
江苏南京29中致远校区　殷发金
一、选择题
1．判断下列哪种说法正确（ ）
A．能量就是能源
B．电能是一种二次能源
C．风能是一种二次能源
D．天然气不是化石能源
答案：B
解析：能源是提供能量的物质资源，能 ( http: / / www.21cnjy.com )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，能源只有在使用时才能提供能量。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、风能等都是由自然界直接提供，不需要转化，它们属于一次能源；像电能是由其他形式能转化而来的，属于二次能源。天然气是千百万年前埋在地下的动植物，经过漫长的地质年代形成的，属于一次能源中的化石能源。
2．下列各组能源中，都属于二次能源的是（ ）
A．蜡烛、石油 B．煤、电能
C．煤气、汽油 D．风能、水能
答案：C
解析：根据能源的来源，可以把能源分为一次能源 ( http: / / www.21cnjy.com )和二次能源。能从自然界直接获得的能源就是一次能源，如煤、石油等。二次能源是指利用一次能源转化而来的，无法直接从自然界获得，如电能、汽油等。
3．内燃机的发明，导致了汽车、飞机、轮船的广泛应用。内燃机的出现主要是由于下列哪一类能源的广泛使用？（ ）
A．电能 B．核能
C．火和利用 D．化石能源
答案：D
解析：内燃机的出现引起了一 ( http: / / www.21cnjy.com )轮工业革命，内燃机主要是利用了燃料燃烧放出的内能转化为机械能，对外提供动力。汽车、飞机、火车、轮船大都是利用了热机来工作的，所用的燃料如汽油、柴油、煤油等都是来源于化石能源。
4．小明学习了本节的知识后，做了如下总结，其中不正确的是（ ）
A．地热能是不可再生的能源
B．煤、石油、天然气都属于常规能源
C．汽油、酒精属于二次能源
D．木材、草类、肉类等有生命的物质提供的能量称为生物质能
答案：A
解析：地热能是可再生能源 ( http: / / www.21cnjy.com )，它可以从自然界中不断获得，并且能不断得到补充，属于可再生的；汽油是利用石油提炼而成的，酒精是利用粮食、水果（蕴含生物质能）等发酵而成的，都属于二次能源；煤、石油、天然气都是已经大规模使用的能源，属于常规能源。
5．下面关于能量转化的说法，正确的是（ ）
A．用砂轮磨刀时，将内能转化为动能
B．陨石进入大气层成为流星时，是内能转化为机械能
C．壶中的水沸腾，壶盖不断跳动，是水的势能转化为壶盖的动能
D．用打气筒给轮胎打气时，打气筒发热，是机械能转化为内能
答案：D
解析：能量的使用过程就是能量的转化或转 ( http: / / www.21cnjy.com )移过程。砂轮磨刀，砂轮和刀的温度升高，把机械能转化为内能；陨石进入大气层成为流星时，由于与空气摩擦生热，使陨石的温度升高，把机械能转化为内能；壶中的水沸腾，壶盖跳动，把内能转化为机械能；用气筒打气时，气筒发热，把机械能转化为内能。
二、填空题
6．人类发明和制造的各种机械和机器，都 ( http: / / www.21cnjy.com )可以看作是用来控制能量的转化形式、发生的地点或时间的能量转换器。按照这种观点，汽油机是把__________________能转化为_____________能的能量转化器；干电池是把____________能转化为_______________能的能量转化器；钻木取火是把_____________能转化为____________能。
答案：内 机械 化学 电 机械 内
解析：人类发展的过程，就是人类使用 ( http: / / www.21cnjy.com )能源的过程，社会的进步，离不开能源，人类使用能源的方式的改变推动社会发进步。要了解人类使用能源的大致历程，本题是通过能量的转化来认识能源的。
7．电能是使用最方便的能源。火力发电是将 ( http: / / www.21cnjy.com )煤燃烧的______________能转化为电能；水力发电是将水的______________能转化为电能，转化的机器统称为____________，是根据__________现象制成的。
答案：内 机械 发电机 电磁感应
解析：通过能量的转化来认识人类使用的 ( http: / / www.21cnjy.com )能源。发电机是在工作时把其他形式的能转化为电能的装置，大多数是把机械能转化为电能，只是不同的发电机获得机械能的方法不同。发电机是根据电磁感应的原理制成的，闭合电路的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动时会产生感应电流。
8．煤、石油等化石能源的使用，使人类发 ( http: / / www.21cnjy.com )生了工业上的革命，火力发电机就是利用化石燃料的燃烧释放的能量来发电的。电能的出现，使人类进入电气化的时代。现代生活中已经离不开电了，例如用电饭锅烧饭就是把电能转化为_______能；电风扇工作时把电能主要转化为_______能；给蓄电池充电时，把电能转化为_________能储存起来。
答案：内 机械 化学
解析：现代的社会已经离不开电能 ( http: / / www.21cnjy.com )了，借助于不同的用电器可以把电能转化为我们所需要的能量。如利用电热器可以把电能转化为内能，利用电动机可以把电能转化为机械能等。
9．下列能源，（1）煤 （2）天然气 ( http: / / www.21cnjy.com )（3）水能 （4）电能（5）地热能 （6）核能 （7）潮汐能（8）太阳能。其中属于一次能源的有_______________________；属于二次能源的有___________________；属于常规能源的有_________________；属于新能源的有________________。
答案：（1）（2）（3）（5）（6）（7）（8） （4） （1）（2）（3）（4） （5）（6）（7）（8）
解析：按照不同的分类标准，可以把能源分成不 ( http: / / www.21cnjy.com )同的类别。若从是否可以直接从自然界获得把能源分为一次能源和二次能源，一次能源是指直接通过自然界就可以获得，二次能源是不能从自然界获得，但可以通过消耗一次能源得到。本题中的电能在自然界中很少直接利用的。常规能源是指现阶段技术成熟，大规格使用的能源，如本题中的煤、石油、天然气等。新能源是指由于技术限制等原因没有大规模使用的能源，如本题中的地热能。
三、解答题
10．各种形式的能在一定的条 ( http: / / www.21cnjy.com )件下可以相互转化，转化中借助了一定的方式或器械，如可以利用电动机把电能转化为机械能。图中已给出了两个实例，请你补充其余两个。
答案：发电机 热机
解析：使用不同的工具和方法实现能量的转 ( http: / / www.21cnjy.com )化。把机械能转化为电能的机械可能是发电机，利用了电磁感应的原理；把内能转化为机械，可能是热机，例如蒸气机、内燃机等。
11．下表列出了1973年和1995年世界能源生产和变化情况，根据表中所提供的信息回答下列问题。
（1）如果按某种能源对世界能源总产量的 ( http: / / www.21cnjy.com )贡献大小（所占百分比）排序，表格中所列出能源的次序有无变化？是怎样变化的？说说你根据此表可以获得的信息。
（2）1995年与1973年比，世界能源总产量是如何变化的？
答案：（1）表格中能源消耗的占比排名上看 ( http: / / www.21cnjy.com )核能发电上升，石油仍然占能源消耗的第一位。（2）根据此表可以看出能源消耗的总量在上升，煤和石油仍占据能源消耗的重要位置。天然气、水能发电和核能发电等清洁能源的占比逐渐增大。
解析：此表反映了能源消耗随着社会发展的情况， ( http: / / www.21cnjy.com )世界能源消耗在大幅上升，煤、石油、天然气等化石能源仍占能源消耗的大部分。天然气、水能、核能等清洁能源使用量上也逐渐上升。
12．人类物质文明和精神文明不断增长 ( http: / / www.21cnjy.com )，能源消耗量也越来越大。特别是近三四十年来，能耗增长趋势十分明显。如果把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107J的标准煤来计算，1950年为二十亿吨，1987年约为一百一十亿吨，2000年超过二百亿吨。如图所示，能源消耗量这样迅速增长，会不会出现“能源危机”？针对能源消耗的变化图像，我们应如何应对？
答案：节约能源，开发利用新能源。
解析：由图像可知，人类消耗的能源在一个 ( http: / / www.21cnjy.com )世纪中直线以非常快的速度增长。在实际能源使用中，能源主要是由化石能源提供的，地球提供的能源是有限的，如果以这样的趋势发展下去，人类能使用的能源在快速减少，要实现能源的可持续发展，应该节约能源，并且找到替代的新能源。
13．完全燃烧50g无烟煤，有多少化学能 ( http: / / www.21cnjy.com )转化为内能？如果这些内能的20%被10kg水吸收，可使20℃的水温度升高到多少？（q无烟煤=3.4×107J/kg）
答案：1.7×106J 28℃
解析：燃料燃烧时把化学能转化为内能，燃烧时放出的热量可以利用Q=mq计算，水吸热升温可以利用Q=cm△t计算。
煤燃烧放出的热量为Q放=m煤q=0.05kg×3.4×107J/kg=1.7×106J，
水吸收的热量为Q吸=20%Q放，
水升高的温度为，
水的温度升高到t=t0+△t=20℃+8℃=28℃。