初中物理开发新能源备课教案

20.2　开发新能源

◇教学目标◇

【知识与技能】

1.知道太阳能清洁、使用方便的优点,了解目前人类利用太阳能的途径和方法。

2.知道核能的优点和利用核能可能带来的问题。

3.知道水能、海洋能、风能、氢能等能源的特点。

【过程与方法】

经历对太阳能开发利用的交流讨论过程,感悟交流讨论是一种获取知识的重要途径和方法。

【情感·态度·价值观】

1.知道开发太阳能的价值。

2.知道开发核能的意义,认识开发核能的过程中的技术价值,同时感悟科学是一把双刃剑的道理,并对核能的开发利用持正确的态度。

◇教学重难点◇

【教学重点】

1.太阳能、核能的特点和开发与利用。

2.太阳能的价值、开发太阳能的意义和利用太阳能的途径。

3.开发核能的两种途径。

【教学难点】

铀核链式反应和热核反应的大致情况和核电站的大致工作过程。

◇教学过程◇

一、新课导入

通过上节课的学习,我们不仅了解了能源的危机,还意识到了煤、石油和天然气的大量使用带来的环境污染。因此,改变人类能耗的结构、积极开发新能源、在开发和使用能源的同时保护好我们赖以生存的地球,便成了人类关注和亟待解决的问题。太阳能就是人类开发利用的最重要的新能源之一。为什么要积极开发并利用太阳能?怎样开发并利用太阳能呢?通过这节课的学习,就可知道其中的奥秘了。

二、教学步骤

探究点1　太阳能——永恒的动力之源

[阅读课本]P74~75“面对日益逼近的能源危机……如太阳能热水器、太阳灶等。”

[思考]为什么说太阳能是永恒的动力之源?

[提示]太阳能不仅巨大,而且清洁、无污染,使用方便,是最具有开发价值的可再生能源。

[习题]下列选项中不属于太阳能优点的     (　　)

A.相对清洁、无污染

B.利用时受天气影响大

C.分布广阔,获取方便

D.属于可以长期提供的能源

[分析]太阳能受天气影响大,是它的缺点,B项符合题意。

[答案]B

[思考]太阳能到达地面后是通过哪些渠道和途径被吸收或利用的?

[提示]万物生长靠太阳,来自太阳的巨大能量通过以下途径被吸收和利用:①被植物、微生物吸收→化学能;②使大气、水分子升腾循环→水能、风能;③被海洋吸收→海洋内能;④直接利用→内能、电能、化学能。

[阅读课本]P75“活动　怎样直接利用太阳能”

[思考]目前人类直接利用太阳能的方式有哪几种方式?

[提示]目前,人类直接利用太阳能有以下三种方式:

①太阳能→内能:太阳能热水器、用凸透镜会聚阳光以取火;用凹面镜会聚阳光以烧饭,如太阳灶、晾晒衣服、谷物等。

②太阳能→电能:光伏电站、计算器上的光电池将光能转换成电能供计算器使用;航天器上的电池板将太阳能转换成电能供仪器、宇航员使用等。

③太阳能→化学能:太阳能制氢;露天照相时,太阳光使照相底片感光。

[阅读课本]P75“信息浏览　太阳能电池”

[习题]太阳能是未来的理想能源,它是清洁的　　　　再生能源(选填“可”或“不可”);行驶中的太阳能汽车,其太阳能电池将太阳能转化为电能,进而再转化为汽车的　　　　能。 

[分析]太阳能可从自然界不断获得,属可再生能源;太阳能汽车是靠太阳能电池驱动的,所以汽车行驶时将电能转化为汽车的机械能。

[答案]可　机械

探究点2　核能——造福人类的“神火”

[阅读课本]P76“原子核内部蕴藏的巨大能量……二是使原子核发生核聚变。”

[思考]什么是核能?释放核能的方式有哪几种?

[提示]核能——原子核内部蕴藏的巨大能量,叫做原子核能,简称核能。

释放核能的方式有两种:核裂变和核聚变。

[阅读课本]P77“核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核……和发展规划。”

[思考]什么叫核裂变?

[提示]核裂变是较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。

[思考]什么是链式反应?

[提示]用中子轰击铀核,不仅能使铀核分裂,同时还会放出2~3个中子及一定量的核能,这2~3个中子又使2~3个铀核分裂,放出更多的中子,使更多的铀核分裂……这种铀核裂变的引发过程,叫做链式反应。

[思考]目前人类利用核裂变释放的能量可以做些什么?

[归纳提升]链式反应不加控制,在极短时间内将释放出巨大的能量,原子弹爆炸就是这种情况。要安全地利用核能,就必须控制产生中子的数量和速度,核电站中的核反应堆就有这样的装置。核发电是人类和平利用核能的主要方式。

[阅读课本]P78“核聚变是释放核能的另一种方式……十分重要而又紧迫的工作。”

[思考]什么是核聚变?

[提示]核聚变是在超高温度下,将两种质量较轻的原子核聚合成一个较重的原子核的一种核反应。太阳能就是来自太阳内的核聚变。

[思考]人类能控制核聚变吗?

[提示]核聚变发生的条件要在超高温度下发生,因此,核聚变反应又称热核反应。目前人类研究的温度范围没有达到这种程度,所以目前人类不能控制核聚变为人类利用。因此,核聚变应用只限于核爆炸,如氢弹的爆炸。

[思考]实现受控热核反应的意义是什么?

[提示]科学家们正致力于探索控制热核反应的技术,一旦成功,那么,人类利用能源的结构将会发生重大变化,因为在海水中有取之不尽、用之不竭的氘元素。

　　探究点3　其他新能源

[阅读课本]P79“信息浏览”

[思考]除了太阳能和核能外,人们正在开发和利用的新能源还有哪些?

[提示]人们正在开发和利用的其他能源有水能、风能、海洋能、地热能、氢能等新能源。

三、板书设计

20.2　开发新能源

1.太阳能

(1)吸收或利用途径

(2)直接利用方式

2.核能

(1)核裂变——链式反应

(2)核聚变——热核反应

3.其他新能源

◇教学反思◇

本节课采用多媒体辅助教学,让学生多进行阅读交流讨论,完成本课的学习。要求看懂书中图的含义。