人教版九年级物理全册教案(教学设计)
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第二十一章 信息的传递
一、课标要求:
1、知道光是电磁波,知道电磁波的产生和传播。
2、知道波长、频率和波速的关系。
3、了解电磁波在信息传递中的作用。
4、了解电磁波的应用及其对人类社会和社会发展的影响。
二、主要内容:
课程标准对这章的要求并不高,而涉及通信的知识又往往很难,所以我们采用通俗易懂的方式来展开教材。“信息的传递”一章内容涵盖了人类通信发展的过程和跨度很大的通信技术。
教材首先对通信发展进行回顾,以组合图的方式展开,使同学们对通信的历史有个概括性的了解,也对现代通信的快捷和方便有一个感性的认识。数字通信是一种既现代又古老的通信方式,数字通信在现代通信中发挥着越来越重要的作用。本章简单地介绍了模拟通信和数字通信,并说明了数字通信的优势。
在我们周围存在着各种频率的电磁波,但由于电磁波看不见摸不着,教材通过演示实验示意性地说明电磁波是如何产生和如何传播的,并给出了电磁波频率、波长和波速的关系。
我们的生活中已经离不开了广播和电视,教材通过方框图的形式简单地介绍了广播和电视的大致工作过程。本章还介绍了微波通信、卫星通信、光纤通信、网络通信,为学生展示了现代通信的发展方向。
三、课时安排:(4课时)
1、现代顺风耳——电话
2、电磁波的海洋
3、广播、电视和移动通信
4越来越宽的信息之路
一、现代顺风耳-电话
一、教学目标:
1、知识和技能:了解电话是怎样把信息传递到远方的。了解电话交换机的用处。了解模拟信号和数字信号的区别。
2、过程和方法:通过观看录像、老师讲解,了解电话是如何传递。通过学生分析、讨论,说明电话交换机的作用。
3、情感、态度、价值观:通过了解贝尔发明电话的过程,激发学生不怕困难,积极探索精神,了解技术对人类社会的作用。通过学生讨论分析,培养合作精神。
二、重、难点:1、电话的结构与原理。2、电话交换机的作用、数字、模拟信号。
三、辅助教学器材:多媒体课件展示
四、教学过程:
(一)引入课题:“烽火台”……古代信息的传递方式,现代的信息传递方式有哪些?(发挥学生的想象力,结合生活实际展开讨论)
(二)进行新课:(课件展示)
1、电话的结构:贝尔发明了电话
话筒:把声信号转化为电信号,结构与麦克风相同
听筒:把电信号转化为声信号,结构象喇叭
电话线:传递信号
2、电话交换机:
想想议议: 完成课本77页的问题
结果:利用电话交换机可以大量减少线路。
电话交换机之间可以连接
简述电话交换机的发展过程
分析:占线的现象
3、模拟信号与数字信号:
模拟信号:信号电流的频率、振幅变化情况与声音的频率、振幅变化情况完全一样,模仿声信号的电信号。
缺点:在传输、放大、加工的过程中易失真,从而使传递的信息发生变化。
数字信号:利用数字的组合来代表信息的信号。
特点:一般只有两个数字,在传输、放大、加工的过程中很稳定,容易编辑。
3、达标练习:课本后79页 “动手动脑学物理”
课堂练习:完成学考精练的本节内容。
小 结:根据板书,总结本节内容,明确重、难点。
作业:完成学考精练中课堂上未完成的内容。
教学后记:
二、电磁波的海洋
一、教学目标:
1、知识和技能:了解电磁波的产生和传播。知道光是电磁波,电磁波在真空的传播速度。
知道波长、频率和波速的关系。
2、过程和方法:通过演示了解电磁波的产生,电磁波在真空的传播。
重、难点:1、电磁波的产生。2、波长、频率和波速的关系。
二、教学过程:
课前提问:昨晚同学们做了实验,开光管的瞬间电视机屏幕发现了什么?这说明了什么?
(一)、引入课题:电话的传播需要电话线,收音机、电视信号的传播没有导线,它们靠什么传播?……电磁波
(二)进行新课:
1、电磁波的产生:利用课件展示及解释课前问题
结果:产生了电磁波(为什么电流要时断时续)
结论:变化的电流产生电磁波
2、电磁波的传播:
在很多介质中可以传播,在真空中也能传播;
在真空中的传播速度最大,用c表示:c=3×108m/s这是宇宙中最大的速度
①波长:用λ表示,单位是m
②频率:1秒钟变化的次数,用f表示,单位Hz
1MHz=1000kHz=1000000Hz
它们的关系:c=λf
3、电磁波的分类:
课本81页图示,分类的依据是频率或波长
光也是一种电磁波
阅读“科学世界”
录像……电磁波的海洋
3、达标练习:课后“动手动脑学物理”
完成学考精练的本节内容。
小 结:根据板书,总结本节内容,明确重、难点。
教学后记:
三、广播通信、电视、移动电话
一、教学目标:
1、知识和技能:了解无线电广播的大致工作过程。大致了解电视的工作过程。
了解移动电话是怎样工作的。
2、过程和方法:通过了解广播、电视和移动电话的工作过程,初步认识科学技术对现代生活的影响。
重、难点::了解广播、电视和移动电话的工作过程
二、教学过程:
(一)、引入课题:复习提问上一节课的主要内容。这节课我们学习电磁波的一些应用。
(二)、进行新课:
1、无线电广播:学生阅读课本内容,然后课件大屏幕讲解(适当提问学生解读课本)大致过程:声信号→电信号→电磁波→发射→接收机→声信号
存在两个问题:
①信号弱
②频率低,传递性差
解决方法:
①放大
②加一载波,接收后再去掉
例:声信号10000Hz+载波100000Hz=110000Hz发射
接收后110000Hz-载波100000Hz=声信号10000Hz
2、电视的发射和接收:(方法同上)
对照课本155页图分析说明:(传播过程与无线电广播基本相同,但多了图像信号,必须把图像转换为电信号,与声音一起发射)
3、移动电话:可用自己的手机解读课本内容
即有发射功能,又有接收功能。(可以看做是广播电台与收音机的组合)
无绳电话:阅读“科学世界”“STS”
(三)、达标练习:课后 “动手动脑学物理”
完成学考精练的本节内容。
小 结:根据板书,总结本节内容,明确重、难点。
教学后记:
四、越来越宽的信息之路
一、教学目标:
1、知识和技能:常识性了解卫星通信、光纤通信、网络通信。
2、情感、态度、价值观:通过学习现代通信知识,了解科技为人类带来的便利,提高学科学的技术。
二、重、难点:了解科学技术,培养学习的动力
三、教学过程:
(一)、引入课题:前面我们学习电话、广播、电视、无线电话,着都是信息传递的方式,随着科学技术的发展,信息传递的方式还会越来越多。
(二)、进行新课:
1、微波通信:
微波:波长在10m~1mm之间,频率在30MHz~300000MHz之间的电磁波。
优点:频率高,信息传递的效率高,可以同时开通大量的频道,穿透性好。
缺点:传播近似直线,不能沿地球表面传播,在地面的传播距离短。
改进方式:需要大量的中继站,约50km一个。
讨论:能否用月球做中继站?
结论:不行,但可以用卫星做中继站。
2、卫星通信:利用卫星做中继站的微波通信方式。
同步卫星:
优点:覆盖范围广,只要3颗卫星就可以让信号覆盖全球。
3、光纤通信:利用频率更高的光波进行信息传递。
优点:频率高,信息传递的效率高,可以同时开通大量的频道,穿透性好。
激光:频率单一、方向高度集中,可以用来传递信息。
光导纤维:
阅读“科学世界”“STS”
4、网络通信:把计算机连在一起,实现信息共享。
优点:快捷
电子邮件:e--mail
因特网:当今世界上最大的计算机网络
小 结:根据板书,总结本节内容,明确重、难点。
课后活动:
完成学考精练的本节内容。
教学后记:
第二十二章 能源与可持续发展
第1节 能源
一、教学目标:
1.知识与技能:(1)通过实例了解不同形式的能量
(2)常识性了解什么是能源;什么是一次能源、二次能源及其特点;什么是不可再生能源、可再生能源及其特点。
2.过程与方法:通过收集信息、阅读资料、相互交流,判断能源与人类生存和社会发展的说法是否正确,培养学生的观察能力、初步分析问题和解决问题的能力.
3.情感、态度与价值观目标:从能源问题到能源科学引发学生的学习兴趣和学习欲望。
二、教学重、难点:能源以及能源的种类
辅助教学:多媒体课件
三、教学过程:
(一)、引入新课
我们已经认识了各种形式的能.金属的冶炼、机器的运转、汽车、火车等交通工具的行驶,都需要能量.日常生活中烧饭、取暖、照明等,也需要能量.人类生活的一切活动都需要能量.
(二)、新课教学
1.能源:凡是能提供能量的物质资源叫做能源.能源的广泛使用给人类文明带来了巨大进步.我们生活中利用了哪些种类的能源呢?
2.能源的种类:
(1)、一次能源和二次能源
煤、石油和天然气是由古代的动植物经过千百万年的长期地质变迁中形成的,所以称为化石能源.化石能源是当今人类利用的主要能源.我国目前利用的能源中90%以上是煤和石油.煤和石油的开采在我国国民经济中占有举足轻重的地位.我国化石能源的储量尽管丰富,但终究有限,而且开发利用后不能再生,长期大规模开采,终有开采完毕之日.像化石能源、风能、太阳能、地热能以及核能,是可以直接从自然界获得的.这些可以从自然界直接获取的能源,统称为一次能源.我们使用的电能,无法从自然界直接获取,必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源.包括电力、煤气、汽油、煤油、焦炭、洁净煤、激光和沼气等等.
(2)可再生能源和不可再生能源
人类生活中,还广泛利用动植物等生命物质中存储的化学能.这类由生命物质提供的能量称为生物质能.生物质能是太阳能以化学能形式贮存在生物中的一种能量形式.它直接或间接来源于植物的光合作用.地球上的植物进行光合作用所消费的能量,占太阳照射到地球总辐射量的0.2%.这个比例虽不大,但绝对值很惊人,光合作用消费的能量是目前人类能源消费总量的40倍.可见,生物质能是一个巨大的能源.人类从植物或其他动物获取生物质能以维持生命.像生物质能、水能、风能、太阳能等在短期内能得到补充的能源属于可再生能源。化石能源、核能会越用越少,不可能在短期内从自然界得到补充,所以它们属于不可再生能源.
(3)新能源和常规能源
开发和利用新能源,特别是核能和太阳能,是解决问题的主要出路.
太阳把地面和空气晒热,太阳能转化为内能.晒热的空气上升,空气流动形成风,又转化为风能.太阳把水面和地面晒热,并使一部分水蒸发,蒸发的水汽升到空中形成云,以雨、雪的形式落下来,流入江河,太阳能转化为水能.植物吸收太阳能,发生光合作用,太阳能转化为植物的化学能.植物作为食物被动物吃掉,又转化成动物的化学能.古代的动植物在地质变迁中变为煤、石油、天然气,转化为这些燃料的化学能.
三、小 结:
本节主要学习了:1、能源的基本概念;2、能源的分类;3、可再生能源与不可再生能源的区别。
板书设计:
第1 能源
一、能源的概念:
凡是能提供能量的物质资源叫做能源
二、能源的分类:
1、一次能源
2、二次能源
三、可再生能源与不可再生能源
教学后记:
第2节 核能
一、教学目标:
1.知识与技能:了解核能、核裂变和核聚变,知道核能的优点和可能带来的问题。
2.过程与方法:通过收集信息、阅读资料、相互交流,判断核能与我们的生活的有关说法是否正确。
3.情感、态度与价值观目标:初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响有两面性。
二、教学重点:核聚变、核裂变
三、教学难点:核聚变、核裂变的过程。
四、教学器材:链式反应模型、各种挂图。多媒体课件
五、教学过程:
1.原子、原子核
一切物质由分子组成,分子又由原子组成。有些物质的分子就是一个原子.原子十分小,它的直径不到一个纳米。原子由质子、中子、电子三种粒子组成.质子带正电荷,电子带负电荷,中子不带电。质子和中子的质量比电子大得多,挤在处于原子中心的构成非常小的原子核中,就像几颗豆粒挤在大广场中央一小块弹丸之地一样。
2.核能
质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起,因此原子核十分牢固,要使它们分裂或重新组合是极其困难的.但是,一旦使原子核分裂或聚合,就可能释放出惊人的能量,这就是核能.核能是能源家族的新成员,它包括核裂变能和核聚变能两种主要形式。
3.裂变
科学家发现用中子轰击铀235(质量数为235的铀),铀核会分裂成大小相差不很大的两部分,这种现象叫做裂变(上图左)。发生裂变时有核能释放出来,这时裂变后的产物以很大速度向相反方向飞开,与周围的分子碰撞,使分子动能增加,转化为物体的内能.裂变释放的核能十分巨大,1kg铀235中的铀核如果全部发生裂变,释放出的能量相当于2500t标准煤完全燃烧放出的能量。
用中子轰击铀核,铀核才能发生裂变,放出能量。这好比用火柴点燃木材,木材才能燃烧,放出能量一样.假如外界的中子停止轰击,裂变也就停止.然而实验表明,铀核裂变时,还同时放出2~3个中子,放出的中子又可以轰击其他铀核,使它们也发生裂变.这样,裂变将不断地自行继续下去(171页图22.2-3),这种现象叫做链式反应。
如果对裂变的链式反应不加控制,在极短的时间内就会释放出巨大的核能,发生猛烈爆炸,原子弹就是根据这个原理制成的。如果控制链式反应的速度,使核能慢慢地平稳地释放出来,就便于和平利用了。能够缓慢、平稳地释放核能的装置,叫做核反应堆。
5.聚变
科学家们发现,较轻的核结合成较重的核,也能释放能量,这种现象叫做聚变.例如一个氘核(质量数为2的氢核)和一个氚核(质量数为3的氢核)结合时,就释放出核能(左图)。
氢弹就是利用轻核聚变制成的.氢弹是一种比原子弹威力更为巨大的核武器.
太阳内部每时每刻都在进行着大规模的氢核聚变,释放的核能以电磁波的形式从太阳辐射出来,地球上的生物每天都享用着聚变释放出的能量。
如何实现聚变,如何利用聚变释放的核能,科学家正在积极地探索着。海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氚核。科学家预言,通过可控制聚变来利用核能,有望彻底解决人类能源问题.愿同学们今后对此做出贡献。
小 结: 1、放射现象2、原子、原子核3、核能4、裂变5、聚变
板书设计:
第2节 核能
一、放射现象 二、核能 三、裂变与聚变
第3节 太阳能
一、教学目标:
1、知识技能:(1)知道太阳能的由来及特点。(2)大致了解太阳能的利用方式。
2、过程方法:通过收集信息、阅读资料、相互交流,判断太阳能与我们的生活的有关说法是否正确。
3、情感、态度与价值观:由太阳能的优点和利用的有限性增加学生学习的动力和创造欲望。
二、教学重点:太阳能的利用。教学难点:发明装置。
三、教学过程:
1.太阳—巨大的“核能火炉”:
(1)太阳的结构(174页图22.3-1)、直径为地球的110倍、体积为地球的130万倍、质量为地球的33万倍
(2)太阳内部发生聚变,释放巨大的能量,以光和热向四周辐射。
(3)太阳已经稳定地燃烧了50亿年,在经过50亿年才会燃尽。
2.太阳能是人类能源的宝库:
煤及石油的形成过程:远古时期陆地和海洋中的植物,通过光合作用,将太阳能转化为生物体的化学能。在它们死后,躯体埋在地下和海底,腐烂了。沧海桑田,经过几百万年的沉积、化学变化、地层的运动,在高压下渐渐变成了煤和石油。在石油形成过程中还放出天然气。
想想议议:根据175页图,说明太阳能辐射到地球的能量的利用,转化和守恒的情况。
地球上的风能、水能、生物质能等都是来源于太阳。地球上任何地方都在吸收太阳的热能量,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一样,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。植物通过光合作用从太阳获取能量,以化学能的形式存储在植物体内,人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命。
3.太阳能的利用:看课件
想想做做:将质量、温度都相同的水分别倒入两个相同瓶中,用白纸和黑纸分别将瓶包起来,然后将两个瓶子放在太阳光下,经过5min后,观察两个温度计的变化。
(1)分析:由于黑色物体更容易吸收太阳光的能量,所以用黑纸包着的瓶中水温度高。
利用太阳能加热物体:
①平板集热器的箱面是玻璃,内表面涂黑,箱内温度可比箱外高100℃。
②把反射镜做成曲面,它们将阳光反射并会聚,也能获得高温。
(2)将太阳能转变为电能:利用太阳能电池使太阳能转化为电能
(3)太阳能电池的优点:① 使用寿命长;② 保养费用低;③不需燃料
(4)太阳能电池的缺点:①效率低;② 制造费用大
想想议议:如图所示为太阳能热水器,说明工作原理:吸热板吸收太阳光时,太阳能转化为内能,吸热板处的水的内能增大、温度升高、密度减小而上升,补给水箱内的密度大的冷水流下来填补,同时被加热后的水向下流进水储水箱内。
三、小节
1. 太阳的结构。
2. 太阳能的利用方式
四、作业布置:动手动脑学物理1、2、3
板书设计:
第3节 太阳能
一、太阳能特点:清洁 丰富 经济
二、太阳能的利用:1.直接加热物体2.间接利用
三、化石能源及其危害:煤 石油 天然气
第4节 能源与可持续发展
一、教学目标:
1.知识与技能
(1)通过实例了解世界和我国能源消耗的趋势。
(2)认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题。
(3)了解未来理想能源的特征。
2.过程与方法
通过收集自信、阅读资料,从可持续发展角度分析能源、资源及日常诸多现象,提出自己的观点及其可行的做法。
3.情感、态度与价值观
(1)通过了解能源消耗对环境造成的影响,认识科技对人类社会发展的负面影响,提高节能意识和环保意识,并在个人所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。
(2)有将科学服务于人类的意识,有理想,有抱负,热爱祖国,有振兴中华的使命感和责任感。
二、教学重点:能源可持续发展。
教学难点:收集消耗能源对环境造成破坏的资料用以讨论。
三、教学过程:
进入21世纪,我们对能量转化技术的掌握是日趋成熟完善,对能源的利用也日趋合理,到底21世纪我们的能源发展是怎么样的呢?今天我们就来学习一下能源与可持续发展,来了解一下这个问题。
1、根据了解能量转移和转化的具有方向性,再热传递的过程中,热量只能自发地从高温转移到低温。汽车制动时,由于摩擦,动能转化成了轮胎、地面和空气的内能。这些能量不能再自动地用来驱动汽车。我们知道目前作为人类主要能源的化石能源,并不是取之不尽、用之不竭。化石能源、核能等是不可再生的能源,我们现在开采得越多,留给子孙后代的就越少。人类自1973年以来,共向地球索取了5000亿桶(约合800亿吨)石油,剩下的石油按现有生产水平计算,还可保证开采44年。天然气也只能持续开采56年,一些国家的煤炭资源已采掘殆尽。为了人类的未来,我们必须要节约能源。因此同学们以后不仅自己节约能源,看到浪费能源的行为也应该勇敢地站出来制止。
能源消耗的迅速增长,地球储存的化石能源将日益减少,最终将枯竭,必须不断开发新能源,提高能源的利用律,同时要节约能源,这是解决能源危机的主要途径。
2、21世纪的能源趋势
教师:由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长。特别是近三四十年来,能耗量增长速度明显加快。了解一下一个多世纪来,人类能源消耗的情况。我们知道目前作为人类主要能源的化石能源,并不是取之不尽、用之不竭。化石能源、核能等是不可再生的能源,我们现在开采得越多,留给子孙后代的就越少。人类自1973年以来,共向地球索取了5000亿桶(约合800亿吨)石油,剩下的石油按现有生产水平计算,还可保证开采44年。天然气也只能持续开采56年,一些国家的煤炭资源已采掘殆尽。为了人类的未来,我们必须要节约能源。因此同学们以后不仅自己节约能源,看到浪费能源的行为也应该勇敢地站出来制止。
能源消耗的迅速增长,地球储存的化石能源将日益减少,最终将枯竭,必须不断开发新能源,提高能源的利用律,同时要节约能源,这是解决能源危机的主要途径。
(学生看书,老师板书)
学生看完后,老师利用多媒体显示一些有关近年来能源消耗的图片,让学生更形象地了解这方面的知识。叫学生讨论交流,21世纪的能源趋势是怎样的?
3、能源消耗对环境的影响
讨论:人类在能源革命的进程中给自己带来了便利,也给自己造成了麻烦,说一说你的看法?
《灾害——失控的能量释放》
人类在消耗各种能源时,不可避免地会对环境造成破坏
想想议议:在消耗各种能源时,对环境造成怎样的破坏呢?下表是某物理小组调查的结果,用“√”表示大量消耗能源对环境会有明显的破坏,用“×”表示对环境不会造成明显的破坏。
能源种类
环境问题 | 石油和天然气 | 煤 | 水力发电 | 核能 | 柴薪 |
空气污染 | √ | √ | × | × | √ |
废物 | × | √ | × | √ | × |
有害辐射 | × | × | × | √ | × |
水土流失和沙漠化(破坏生态平衡) | × | × | √ | × | √ |
学生通过各种媒体,可能对能源消耗对环境的影响有一些初步的认识。然后让学生讨论、举出能源消耗还会对环境造成哪些影响,并且在老师的指导下,把课本表中的空格填上,使学生认识到过量使用能源会对环境造成严重的破坏。
3、未来的理想能源:
讨论:你对未来的能源有什么样的预想和打算,大家谈一谈。
化石能源的大量使用,不仅留给子孙后代的越来越少,而且造成严重的环境问题。根据学过的有关能源的知识,以及课本上提出的条件,在老师的指导下,让学生说一说哪些是未来的理想能源,并说明其道理,同时在课堂上展开讨论。
未来理想能源满足的条件
(1) 必须足够丰富,可以保证长期使用;
(2) 必须足够便宜,可以保证多数人用得起;
(3) 相关的技术必须成熟,可以保证大规模使用;
(4) 必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境。
四、课堂练习
动手动脑学物理
1.你认为风能、太阳能、核能……以及你所想到的可能的能源,哪些有可能成为今后的理想能源?
2.在你生活的地区是否适宜开发可再生能源?为什么?
五、小结
六、布置作业
学考精练对应练习题
能源与可持续发展复习
一、教学目标:
1、知识与技能目标:
(1)能结合实例,说出不可再生能源和可再生能源的特点;了解核能的优点和可能带来的问题。
(2)初步了解在现实生活中能量的转化与转移有一定的方向性。
(3)能通过具体事例,说出能源与人类生存和社会发展的关系;尝试对环境温度问题发表自己的见解;了解核能的优点和可能带来的问题;了解世界和我国的能源状况。
2、过程与方法目标:
为学生形成对包括社会问题在内的各方面问题的可持续发展意识奠定了基础。
3、情感、态度与价值观目标:
让学生在亲身讨论、探究过程中感受、关注能源可持续发展问题,逐渐从情感参与角度对能源可持续发展问题形成稳定的态度、价值观。
二、复习的重点和难点
重点、难点:了能源危机等问题,以引起对能源可持续发展的重视。
三、教学过程:
一、知识梳理
二、复习内容
1、能源的分类可以有很多种。
①按照能源在自然界形成的方式,可以分为一次能源和二次能源。一次能源是指自然形成和现成存在的能源,如:煤、石油、天然气、太阳能、风能、水能、地热能等。二次能源是指由一次能源经过人为加工转换而成的能源,如:焦碳、煤气、汽油、煤油、电等。
②一次能源中又可分为可再生能源和不可再生能源。可再生能源是指可以从自然界里源源不断得到的能源。不可再生能源是指一次性消耗,就不可在短时期内从自然界得到补充的能源。
③按照一次能源使用的状况,可以分为常规能源和新能源两种。 核能、太阳能、地热能、海洋能、潮汐能等能源,新近才开始利用,叫做新能源.(按照能源来源可以分为四类:①太阳能②原子核能③地热能④潮汐能,前3种实质上都属于原子核能。)
④清洁能源与非清洁能源: 清洁能源是指对环境无污染或污染很小的能源.如:太阳能、水能、风能等.非清洁能源是指对环境有污染或污染很大的能源.如:煤、石油、天然气等化石燃料.
2、核能
(1).核裂变:重原子核分裂成两个或两个以上中等质量原子核的过程称为核裂变反应,简称裂变.原子核裂变时放出巨大的能量和中子.
(2)链式反应:
铀核裂变时,同时放出2~3个中子,如果这些中子再引起其他铀核裂变,有可使裂变反应不断进行下去.这种反应叫做链式反应.
链式反应,如不加控制,就会在极短的时间内释放出大量的核能,发生猛烈的爆炸,原子弹就是根据这个原理制成的.
(3)、核电站---把核能转化为电能的发电设备叫做核电站.
核能发电原理:核电站主要由原子反应堆、热交换器、冷却系统、汽轮发电机组成的.反应堆工作时,核燃料裂变释放出的核能转变为热能,使反应堆的温度升高.为了控制反应堆的温度,使它能正常工作,需要用水、液体金属钠或空气等流体作冷却剂,在反应堆内外循环流动,不断地带走热能.这就是反应堆的冷却系统,它同时可以用来输出热能.利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电,这就是核电站.
(4)核能发电的前景:
核电站消耗的“燃料”很少.一座一百万千瓦的核电站,每年只消耗30吨浓缩铀,而同样功率的火力发电站,每年却要消耗250万吨煤.核电站只需消耗很少的核燃料,就可以产生大量的电能,核能将成为21世纪的主要能源之一.核电站的建设必须采用可靠的保护措施,以保证电站的安全运行,防止放射性物质泄漏,避免造成放射性污染.
(5).核聚变
轻核结合成质量较大的核并放出巨大能量的过程称为核聚变反应,简称聚变.聚变又称为热核反应.
目前已实现的人工聚变是氢弹的爆炸,它利用重核裂变时发生的爆炸造成极高温度,从而使其间的轻原子核发生剧烈而不可控制的聚变反应.
氢弹是利用迅速而剧烈的、不可控制的热核反应原理设计制造的炸弹,利用原子弹爆炸产生的高温,使聚变反应能迅速而剧烈地发生,当然人也无法控制它的进程。
3、太阳能
(1)温度高: 表面温度6000℃,内核温度1.5×107℃.
(2)能量大: 每三天向地球辐射的能量相当于地球上蕴藏的所有化石燃料能量的总和,约是全世界全年消耗总能量的1.5倍
优点:分布广,获取方便,不会造成污染,是人类未来的理想能源.
4、能源革命与可持续发展
未来的理想能源必须满足以下四个条件:第一,必须足够丰富,可以保证长期使用;第二,必须足够便宜,保证多数人用得起;第三,相关技术必须成熟,可以保证多数人可以使用;第四,必须足够安全、清洁,可以保证不会严重影响环境。
二、复习过程
例1:2006广州市 能源可以分为可再生能源(可在自然界里源源不断地得到的能源)和不可再生能源
(不可能短期内从自然界得到补充的能源)。下列能源属于不可再生能源的是
A.水的动能 B.风能 C.石油 D.太阳能
例2:《深圳商报》2004年3月11日报道:近日一种新型太阳能公共卫生间落户北京东郊民巷,该卫生间的能源全部由位于顶部的太阳能电池板提供,这还能将多余的能量储存在蓄电池里,这种能量转化和储存的方式是( )
A.太阳能转化为内能,再转化为电能 B.太阳能转化为电能,再转化为化学能
C.太阳能转化为内能,再转化为化学能 D.太阳能转化为电能,再转化为光能
四、堂上练习
1、仔细观察上海轨道交通明珠线列车停靠的沿途各站时,可以发现某些站的站台高度比两侧高,也就是说列车是在制动之前利用惯性驶上一个倾角约为5的斜坡后停靠在站台的,重新启动后,又通过另一侧的斜坡下驶到导轨上运动,这一设计主要是为了( )
A.防止站台积水 B.节约能源 C.突出站台造型 D.改善站台通风
2、永久性解决人类对能源需求的根本方法是( )
A.充分利用地球上的化石燃料资源 B.改进工艺,提高能源利用率
C.依靠科技进步,不断开发新能源 D.尽可能地少用能源
3.保护环境、节约能源要从我做起,下列做法中需要改正的是( )
A.及时关掉未关紧的水龙头;养成人走灯灭的习惯
B.尽可能用太阳能热水器代替电热水器
C.及时将生活垃圾、废电池装在一起丢弃到垃圾箱中
D.用洗脸水冲厕所;将废报纸、洒瓶等送到废品收购站
4.学习了“能源与可持发展”一章后,某班学生就利用和开发能源问题展开了热烈讨论,提出了如下几条建议和设想,其中永远做不到的是( )
A.目前利用的能源主要是煤,应着力研究如何使煤充分燃烧以减少热量损失的措施
B.正在建设中的田湾核电站,将解决连云港市乃至华东地区的电力紧张问题,但在输电过程中能量损失较大,若能用超导体送电,鼗大大提高输电效率
C.连云港市位于黄海之滨,应尽研究开发海洋能
D.随着能源的不断消耗,最终应致力于研究一种既可以不消耗能源,又能不断对外做功的机器
五、教学反思
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