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【大单元整体教学】物理学科人教版九年级全一册
第二十二章 分课时设计
课题 能源与可持续发展
课型 新授课 √ 复习课 试卷讲评课 其他课
1.教学内容分析 本节第一部分“能量的转化和转移的方向性”，从生活实际出发，让学生了解“自然界中热传导过程和能量转化、转移的是有一定方向的”，在这部分教学中，应使学生体会科学家不畏艰辛的探索精神，体会物理学与技术发展的互动关系。第二部分“能源开发与可持续发展”，要让学生了解能源对人类文明的意义和有能源带来的环境问题，引入可持续发展的概念。让学生认识节约能源，开发新能源与可持续发展的关系，可以让学生通过查阅相关材料，提出自己的见解。思考怎样探索和使用未来的理想能源。通过本节的学习，第一要求学生了解我国和世界的能源状况，我国发展能源的方针和对策。第二要求学生要关心科学发展前沿，具有可持续发展的意识，树立科学的世界观，有将科学服务于人类的使命感与责任感。
2.学习者分析 本节内容不多，也较简单，但能源与可持续发展是社会的热点，教学中要注意发挥学生学习的主动性。用学生身边的事件、实例结合知识的重点进行点拨。最好让学生白主学习，获取知识，提出问题，解决问题，提出看法、措施及人类努力的方向，增强学生对自然和能源的情感。
3.学习目标确定与教学重难点 （1）知道能量的转化和转移有一定的方向性；（2）认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题，对于能源的开发利用有可持续发展的意识；（3）了解未来理想能源的特征。本节教学的重点、难点是能量的转化和转移有一定的方向性。
4.评价量表 《能源与可持续发展》的评价量表任务列表任务要求（满分：10分）学生自评同学互评教师评价任务一：嫩含量转移和转化具有方向性知道能量的转化和转移有一定的方向性（5分）任务二：能源与可持续发展知道可再生能源和不可再生能源（5分）
5.学习活动设计
教师活动 学生活动 设计意图/学习评价
任务一：引入新课
提问：你还记得我们曾经学过的能量守恒定律吗？请叙述能量守恒定律的内容。引出问题：既然能量是守恒的，就不会减少，为什么我们还常说要节约能源呢？ 随着老师的思路，思考、回答。。 以情景导入，提出问题，激发学生的学习热情，让学生迅速融入到课堂氛围中。
任务二：能量转移和能量转化的方向性
热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体流向高温物体，就需要消耗其他形式的能量。举例：用暖气片取暖，内能从暖气中的热水转移到室内空气，但我们却无法使内能从室内空气再转移到热水中。这说明：能量的转移具有方向性。能量的转移具有方向性。举例：汽车制动时，由于摩擦，动能转化为轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车。这说明：能量的转化具有方向性。能量的转化具有方向性。 观看课件、听老师讲解。 让学生知道能量的转移和能量转化具有方向性【评价标准】知道能量的转化和转移有一定的方向性（5分）
任务三：能源消耗对环境的影响
人类在耗用各种能源时，不可避免地对环境造成影响。能源消耗会对环境造成哪些影响，产生哪些危害呢？请阅读课本第178-179页，结合其他你了解的知识，说出你的看法。教师应当对学生的自学情况进行总结，主要包括如下几个方面：（1）化石能源产生了大量的内能，其中相当一部分没有被利用，从而造成了热污染，比如城市热岛效应；（2）化石燃料的燃烧产生的二氧化碳加剧了地球的温室效应；（3）除了二氧化碳以外，煤、石油、天然气等燃料还含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质；燃烧时的高温还会促使氮氧化物的生成，燃料的不完全燃烧能产生粉尘和一氧化碳；产生的酸性气体最终会形成酸雨；而有害气体的产生也污染了大气。 自学，讨论，最后听老师总结。 让学生了解能源消耗对环境的影响。
任务四：能源与可持续发展
1. 化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。2.像水能、风能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，所以我们把它们称为可再生能源。思考与讨论当前世界，人类所利用的能源依然以煤、石油、天然气等化石能源为主，而化石能源属于不可再生能源。由于全世界能源的消耗逐年上涨，这些不可再生能源会在不太长的时间内消耗殆尽。 能源的利用要考虑可持续发展，既要满足当代人的需要，又要考虑后人的需求。一方面，应该提高能源的利用率，减少能源在使用中对环境的破坏；另一方面，则需要发展新的理想能源。提出问题：那么，你觉得，开发的新能源需要满足什么条件呢？3.未来的理想能源需要满足的条件：（1）是可再生能源；（2）必须足够丰富；（3）必须足够便宜；（4）相关的技术必须成熟；（5）必须足够安全、清洁。 观看课件，思考并听老师讲解。 让学生知道什么是不可再生能源和可再生能源。让学生知道开发新能源需要满足的条件。【评价标准】知道可再生能源和不可再生能源（5分）
6.板书设计22.4 能源与可持续发展一、能量转移和能量转化的方向性1.能量的转移具有方向性。2.能量的转化具有方向性。3.能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的。二、能源消耗对环境的影响三、能源与可持续发展1.化石能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，这类能源称为不可再生能源。2.像水能、风能、太阳能等可以在自然界里源源不断地得到，所以我们把它们称为可再生能源。3.未来的理想能源需要满足的条件：（1）是可再生能源；（2）必须足够丰富；（3）必须足够便宜；（4）相关的技术必须成熟；（5）必须足够安全、清洁。
7.作业与拓展学习设计 1．如图是古人锻造铁器的情景，下列说法正确的是（ ）A．把铁放入炉中加热是通过热传递改变铁的内能B．锻打过程中，铁器的内能减少C．淬火时铁器的内能增加，温度升高D．加热后又进行淬火，根据“能量守恒定律”，不需要节约能源【答案】A【详解】A．把铁放入炉中加热，铁器从火中吸收热量，温度升高，内能增大，属于热传递改变物体的内能，故A正确；B．用铁锤锻打工件，铁器会升温，铁器的内能增加，故B错误；C．把铁器放在水中淬火，铁器向水中放热，铁器的内能减少，温度降低，故C错误；D．能量的转化和转移具有方向性，加热后又进行淬火，淬火放出的能量不能自发地转化为燃料的化学能，所以整个过程中还是要燃烧燃料提供能量，需要节约能源，故D错误。故选A。2．关于能源与可持续发展，下列说法中正确的是（ ）A．能量在转化或转移的过程中，总量会减少B．能量在转化过程中是守恒的，因此能源是“取之不竭”的C．化石能源是不可再生能源，核能、风能、水能、太阳能是可再生能源D．燃烧天然气给水加热，放出的热量只有一部分被水吸收，但能的总量是守恒的【答案】D【详解】A．在能的转化和转移的过程中，能量的总量保持不变，这就是能量守恒定律，故A错误；B．能量在转移、转化过程中总是守恒的，任何一种能量的转移或转化需要一定的条件和方向，因此还是需要节约能源，故B错误；C．化石能源指的是亿万年前的大量生物经过地壳变化，被埋藏在地下，受地层压力和温度的影响， 缓慢地形成的可以燃烧的矿物质，在短时间内不能再生，是不可再生能源，故C错误；D．燃烧天然气给水加热，放出的热量只有一部分被水吸收，剩余的能量会向周围的环境中散失一部分、燃料的不完全燃烧等等，但能的总量是守恒的，故D正确。 故选D。3．太阳是人类能源的宝库。下列说法正确的是（ ）A．太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量B．能量的转化和转移是没有方向性、可逆的C．太阳能是未来的理想能源之一，是不可再生能源D．中国空间站上用到的太阳能电池板是将太阳能直接转化为化学能【答案】A【详解】A．太阳能是太阳内部氢原子核发生聚变释放的能量，故A正确；B．能量的转化和转移是有方向性的，不可逆，故B错误；C．太阳能是可再生能源，故C错误；D．太阳能电池板将太阳能变成电能再转化为化学能储存起来，故D错误。故选A。4．我国的电动汽车技术已处于世界领先水平，电动汽车以车载电源提供动力，用电动机驱动车轮行驶。下列有关说法正确的是（ ）A．电动汽车的能量在转化时，效率能达到100%B．电能是清洁能源，属于一次能源C．核电站是利用核裂变反应发电的D．因为能量守恒，所以使用电动汽车不存在能源危机【答案】C【详解】A、电动汽车工作时，总会做额外功，因此任何机械的效率永远达不到100%，故A错误；B．电能不是直接从自然界中获取，需要消耗一次能源才能得到，所以为二次能源，故B错误；C．核电站的主要设备是核反应堆，核反应堆是利用核裂变进行发电的，故C正确；D．能量在转移和转化的过程中，具有方向性，能量总量是守恒的，随着人类对能源的开发和利用，化石能源等会逐渐枯竭，因此存在能源危机，故D错误。故选C。5．俄乌军事冲突开始以来，石油、煤、天然气的供应在国际市场上一下子紧张起来，许多国家正在谋求长远的多种能源出路。下面有关能源的说法正确的是（ ）A．风能、地热能、潮汐能，都来自于太阳B．石油、煤、天然气都是常规能源C．自然界可以永久地为我们提供石油、天然气等能源D．核能是一种可再生的能源【答案】B【详解】A．风能来自于太阳，地热能、潮汐能不是来自于太阳，故A错误；B．石油、煤、天然气都是人类利用多年且广泛使用的能源，是常规能源，故B正确；C．煤、石油、天然气是不可再生能源，自然界无法永远为我们提供，故C错误；D．核能是不可再生能源，故D错误。故选B。6．社会的发展离不开能源、信息和材料。下列说法正确的是（ ）A．我们用的手机芯片采用超导体材料制作而成B．“北斗”卫星导航系统依靠超声波传递信息C．能量无论是转化还是转移，其总和都会逐渐减小，所以我们需要节约能源D．太阳是人类的“能源之母”，煤、石油、风能、水能等能源都间接来自太阳能【答案】D【详解】A．我们用的手机芯片采用半导体材料制作而成，故A错误；B．“北斗”卫星导航系统依靠电磁波传递信息，故B错误；C．能量无论是转化还是转移，其总和都会保持不变，但能量的转化和转移具有方向性，所以我们需要节约能源，故C错误；D．太阳是人类的“能源之母”，日常生活中，煤、石油、风能、水能等能源都间接来自太阳能，故D正确。故选D。
8.教学反思与改进“能源和可持续发展”一章内容是整个初中物理最后一章教学内容，对升学考试来说其所占分值几乎为零，但这一章所包含的思想教育的内容是极其丰富的。受应试教育影响，为迎接中考复习，提高中考分数，部分教师将本章教学完成变为学生阅读，一个课时都不安排，积极备战中考复习。这是极其严重的错误。现代化国家的经济发展和能源有着密切的关系，能源消费量越大，国民生产总会也越高。反之，能源不足就会影响国民经济的健康发展，甚至会造成巨大的损失。
作业设计
22.4能源与可持续发展课时作业（时间：20min）
【基础训练】
知识点1：能量转化和转移的方向性
1．如图所示是深受年轻人喜爱的电动平衡车。
(1)平衡车采用锂电池组提供电能，行驶时电动机把电能转化为平衡车的 能。
(2)平衡车刹车时，能量从机械能转化为内能，内能散失到空气中，此过程中所有的能量总和 （填“增大”“不变”或“减小”）。散失到空气中的内能无法自动转化为机械能再用来驱动车子，这是因为能量的转移和转化具有 性。
【答案】(1)机械
(2) 不变 方向
【详解】（1）锂电池对外提供电流，电动机驱使平衡车运动，这是将电能转化为机械能。
（2）[1]能量在转化和转移时，能量的总量的是不变的，即能量守恒。
[2]能量的转化和转移并不是任意的，而是具有一定的方向性。
知识点2：能源与可持续发展
2．下列有关能源的说法正确的是（ ）
A．风能、地热能、潮汐能都来自于太阳
B．自然界可以永久地为我们提供煤、风能等能源
C．石油、煤、天然气都是不可再生能源
D．核反应会发生剧烈的爆炸，人类无法和平利用核能
【答案】C
【详解】A．风能来自于太阳，地热能来自于地球内部，潮汐能与天体运动有关，来自于太阳、地球与月球间的引力，故A错误；
B．煤不能在短时间内形成，属于不可再生资源，所以自然界不可以永久地为我们提供煤，故B错误；
C．石油、煤、天然气不能不断的从自然界中获取，属于不可再生能源，故C正确；
D．人类可以和平利用核能，核电站就是利用核裂变发电的，故D错误。
故选C。
【能力提升】
3．人类的发展离不开能源，实现“碳达峰、碳中和”是我国对世界做出的庄严承诺。综合实践活动中，同学们对能源的有关问题进行了讨论，下列说法正确的是（ ）
A．太阳能电池可以将太阳能转化为电能
B．目前，核电站利用核聚变释放的核能发电
C．煤、石油、天然气、地热能是可再生能源
D．电动汽车替代燃油汽车，会增加碳的排放
【答案】A
【详解】A．太阳能电池在使用时，消耗了太阳能，得到了电能，因此是将太阳能转化为电能，故A正确；
B．目前的核电站主要是利用可被控制的重核裂变产生的能量，可被控制的轻核聚变目前只能在实验室中短暂的实现，故B错误；
C．可再生能源是指自然界中可以不断利用、循环再生的一种取之不尽的能源，例如太阳能、风能、水能、地热能；煤、石油、天然气短时间内无法再生，属于不可再生能源，故C错误；
D．燃油汽车在使用时会排出大量的二氧化碳气体，所以电动汽车替代燃油汽车，可以减少碳的排放，故D错误。
故选A。
4．“能源危机”是当今世界各国共同面临的问题。对此，以下措施中可行的是（ ）
A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电
B．关闭现有的火力发电站
C．各地都要建水力和风力发电站
D．停止使用石油资源，用核能和太阳能代替
【答案】A
【详解】A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电、不浪费和人为毁坏物品，故A符合题意；
B．火力发电还是当今社会获取能量的主要来源，不能关闭现有的火力发电站，故B不符合题意；
C．建水力和风力发电站需要一定的条件，不是每个地方都适合，故C不符合题意；
D．石油产品是重要的能源来源和化工原料，不能停止使用石油资源，故D不符合题意。
故选A。
5．随着社会的发展，环境污染问题越来越受到人们的重视，人们在能源的使用上正逐步由非清洁能源向清洁能源过渡。下列能源中，属于非清洁能源的是（ ）
A．太阳能 B．风能 C．水能 D．化石能源
【答案】D
【详解】ABC．太阳能、风能、水能使用过程中不会产生什么污染物，属于清洁能源，故ABC不符合题意；
D．化石能源使用过程中会产生一氧化碳、二氧化硫等污染物，属于非清洁能源，故D符合题意。
故选D。
6．初夏，漫山遍野的新绿、金灿灿的阳光，将曲靖富源西风电场打扮得分外美丽，135台风电机组矗立在高山之巅，点缀在蓝天白云间，呈现出一幅无比壮观的风景画。下列说法错误的是（ ）
A．风力发电过程中利用的风能是可再生能源
B．风力发电是把机械能转化为电能
C．为了保护环境，控制和消除大气污染，应禁止使用化石能源
D．去山顶做托里拆利实验，玻璃管内外水银液面高度差将变小
【答案】C
【详解】A．风力发电过程中利用的风能可以从自然界源源不断的获取，因此是可再生能源，故A正确，不符合题意；
B．风力发电消耗了机械能，转化为电能，因此是把机械能转化为电能，故B正确，不符合题意；
C．过量使用化石能源会造成大气污染，因此为了保护环境，控制和消除大气污染，应控制使用化石能源，而不是一概禁止，故C错误，符合题意；
D．气压随高度的升高而减小，因此去山顶做托里拆利实验，玻璃管内外水银液面高度差将变小，故D正确，不符合题意。
故选C。
7．2024年政府工作报告中提出，要大力发展新能源和可再生能源，推进清洁能源的利用。下列能源中，可以用图阴影部分表示的是（ ）
A．潮汐能 B．石油 C．天然气 D．核能
【答案】A
【详解】A．潮汐能属于新能源也属于清洁能源和可再生能源，故A正确；
BC．石油和天然气不属于可再生能源，也不是清洁能源。故BC错误；
D．核燃料消耗后短时间内不会再生，核能不属于可再生能源，故D错误。
故选A。
8．下列物理知识表述正确的是（ ）
A．声音是由物体振动产生的，次声波不是由物体振动产生的
B．同学在校运动会上跳远时要助跑，助跑是为了增大自己的惯性
C．在摩擦起电现象中，毛皮与橡胶棒摩擦时创造了电荷
D．能量转移具有方向性，在热传递过程中能量从高温物体转移到低温物体
【答案】D
【详解】A．声音是由物体振动产生的，次声波属于声音，所以次声波也是由物体振动产生的，故A错误；
B．跳远运动员在比赛中都是先助跑一段距离后才起跳，目的是为了使自己处于运动状态，跳远时，人由于惯性还要保持他起跳时的速度，从而能跳的更远，这是利用了惯性原理，故B错误；
C．在摩擦起电现象中，毛皮与橡胶棒摩擦时，毛皮上的电子转移到了橡胶棒上，而不是创造了电荷，故C错误；
D．能量转移具有方向性，在热传递过程中能量从高温物体转移到低温物体，故D正确。
故选D。
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