22.4 能源与可持续发展（教学设计）-【上好课】九年级物理全一册同步高效课堂（人教版）

22.4 能源与可持续发展（教学设计） 年级 九年级 授课时间 课题 22.4 能源与可持续发展 教学 目标 1. 知道能量的转移和转化都是有方向性的。 2. 认识伴随大量能源消耗对环境的影响问题，对于能源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。 教材 分析 本节内容由“能量转移和转化的方向性”“能源消耗对环境的影响”和“能源与可持续发展”三部分构成。本节内容较少，主要介绍了人们是在能量转移和转化过程中利用能量的，以及能源消耗对环境的影响。不可再生能源储量有限，不能满足不断增长的能量需求。因此，秉承可持续发展的思想，开发和探索未来的理想能源是人类进一步发展所需要解决的重要课题。 教学 器材 多媒体ppt，包含视频《太能源与可持续发展》等。 教学过程 教师活动 学生活动 导入新课 【播放图片并提问】 （1）化石能源是现代人类文明所需的主要能源。按现在的能源消耗，世界上的石油、天然气和煤等化石能源将在几十年至200年内逐渐耗尽。 （2）我们知道，自然界中的能量在转移和转化过程中是守恒的。按照这个规律推理，那么地球上的能量就不会减少了，但是为什么全人类还需要节约能源？为什么还要发展寻找新的理想能源? 今天我们一起学习这些知识——《22.4能源与可持续发展》。 观看图片，思考问题，进入课题。 学习新课 一、能量转移和能量转化的方向性 1. 能量转移具有方向性 （1）探究能量转移具有方向性 ①实例一：把一杯水放到温度较高的环境中，水是否会自动变热？把水放到温度较低的环境中，水是否会自动变热？ 【现象】若把水放到温度较高的环境中，水吸收热量，温度升高，内能增加。若把水放到温度较低的环境中，水放出热量，温度降低，内能减少。水的内能会传给空气，水不会变热。 【分析】这是因为在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体。 你见过生活中热量从低温物体转移到高温物体的吗？ ②实例二：如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。例如，电冰箱工作时将热量从温度较低的内部转移到温度较高的外部，需要消耗额外的电能。 （2）探究归纳 在热传递的过程中，能量总是自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。 结论：能量的转移具有方向性. 2. 能量转化具有方向性 （1）探究能量转化具有方向性 ①实例一：火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，但是这些能量无法再变回可以被利用的能源。 ②实例二： 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，但这些能量不能自动地收集起来再次驱动汽车。这些能量虽然没有消失，但也不能再被我们利用。 （2）探究归纳：能量的转化具有方向性。 3. 综合上述探究可得出结论 能量的转移和转化具有方向性。 4. 节约能源 能量的转化和转移都是有方向性的，人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的。因此，不是所有的能量都可以利用。能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。 【例题1】如图甲所示，用两个玻璃杯做“棉纱滴水实验”，过一段时间后 （a/b）杯中的棉纱末端有水滴出。图乙为某轿车输出的能量与输入能量之间的关系图，图中损失的化学能可以使质量为8kg的水温度升高 ℃[水的比热容为4.2×103 J/（kg⋅℃）]。轿车刹车时，由于摩擦，轿车损失的机械能不能自动地集起来再次开动轿车，这说明能量的转化和转移具有 。    【答案】a，0.5，方向性。 【详解】根据虹吸原理可知，发生此现象时出水口比容器的水面必须低，这样使得出水口液面受到向下的压强（大气压加水的压强）大于向上的大气压，保证水的流出，故a可以，b不可以。 由可得，损失的化学能可使汽车水箱内水升高的温度 汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地面、空气的内能，这些能量会散发到周围的环境中，无法再回收利用；摩擦生热时内能以热量的形式散发掉，所以能量转化和转移具有方向性，这些内能不能自动地再次开动汽车。 根据生活经验进行分析讨论，归纳出结论。 分析实例，根据能量的转化情况归纳出结论：能量的转化具有方向性。 做例题1，了解能量的转化和转移，并且具有方向性。 学习新课 二、能源消耗对环境的影响 【提问】能源消耗对环境有哪些影响？ 人类消耗各种能源时给自己带来了便利，不可避免地对环境造成影响，对环境造成了污染。例如，化石能源是现代的主要能源。化石燃料在燃烧利用过程中, 产生的各种气体与固体废物和余热对环境造成污染。 1. 能源消耗对环境的影响，主要体现在以下几个方面 （1）热污染 化石能源通过燃烧转化为内