第三节 跨学科实践：设计节能房屋模型（教学课件）物理新教材北师大版（北京）九年级全一册

该初中物理课件聚焦“设计节能房屋模型”跨学科实践，核心知识点含太阳能利用（光热、光电转化）、化石能源形成、风能及保温材料，通过“太阳能源获取”问题导入，从太阳核能原理到能源转化应用，搭建知识支架衔接前后内容。 亮点在于以科学探究驱动实践，通过“探究保温材料效果”活动培养实验设计能力，结合物理观念中能量转化分析能耗，跨学科融合物理与工程、美术知识。实例丰富如太阳能电站案例，强化科学态度与责任，助力学生树立绿色理念，教师可借此提升实践教学效率。

第二十章 能源与可持续发展 物理九年级全一册 •北师大版（北京） 第三节 跨学科实践：设计节能房屋模型 学习目标 01 02 03 04 物理观念 理解能量的转移和转化具有方向性，如热量总是自发地从高温物体传向低温物体。 科学思维 通过对节能房屋模型设计问题的思考，学会分析房屋在能源利用过程中的能量转化与转移情况，能从物理原理出发，提出合理的节能优化策略。 科学探究 积极参与节能房屋模型设计的实践活动，经历提出问题、作出假设、制定计划、实施实验、收集证据、得出结论、表达交流等科学探究环节，在实践中不断发现问题并解决问题。 科学态度与责任 意识到能源节约和环境保护对可持续发展的重要性，树立节能意识，明白自己在日常生活和未来发展中对节约能源、保护环境应承担的责任。 重点难点 教学重点 教学重点 掌握节能房屋模型设计的基本原理和方法，包括如何选择合适的节能材料以提高能源利用效率；学会运用物理知识分析房屋能耗问题，并制定相应的节能措施。 实现多学科知识在节能房屋模型设计中的有效融合，如物理知识与美术设计知识结合使模型既节能又美观，物理知识与工程技术知识结合确保模型的结构稳定性和可行性。 　　动植物的生长，人类的活动都无法离开太阳。这个发光发热的大火球已经存在了50亿年之久。你是否了解太阳？人类是否能够从距离地球1.5亿千米远处的太阳上，获取所需的能源？ 探究新知 活动一：太阳能的利用 　　太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，核心温度高达1 500万摄氏度。 一、太阳——巨大的核能火炉 探究新知 　　在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放 出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸， 太阳就像一个巨大的“核能火炉”。 　　太阳表面温度约6 000 ℃，太阳至今已经稳定地 “燃烧”了近50亿年，而且还能继续“燃烧”50亿年。 探究新知 太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球。 二、太阳是人类能源的宝库 探究新知 太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉。人类的日常生活，也无法离开阳光。 探究新知 　　今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年前地球接收的太阳能。 远古时期的植物通过光合作用将太阳能转化为生物体内的化学能。 经过地壳的不断运动，死后的动植物躯体埋在地下和海底。 经过几百万年的复杂变化，变成了煤、石油、天然气。 化石能源的形成 探究新知 　　直接利用太阳能的方式主要有两种。 太阳能 内能 　　用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。实现了把太阳能转化为内能。 1．光热转化 三、太阳能的利用 探究新知 热水 冷水 水箱 集热器 太阳光 集热器的原理 探究新知 太阳能 电能 太阳能电池可以将太阳能转变为电能； 在航空、航 天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。 2．光电转化 三、太阳能的利用 探究新知 太阳能热发电电站 集热塔 加热水，通过水蒸气推动汽轮机发电 定日镜 追着太阳转，反射阳光 探究新知 　　2010年，上海世博会中国馆采用了大量先进的太阳能科技，整座世博园的太阳能发电装置每年预计节电约 420 万千瓦时，减排二氧化碳约4 100 吨。 探究新知 　　右图为世界上最大的太阳能发电厂之一的帕赛尔工厂。 　　坐落在美国加州的赛尔帕工厂有52 000 块电池板，覆盖面积约为36 万平方米 ，这些电池板能容纳将近四百万块太阳能电池。 　　在一个阳光明媚日子的正午时分，它的产电能力可以达到11 兆瓦，足以为8 000个家庭供电。每年减少二氧化碳的排放1.3 万吨。 探究新知 京郊居民光伏发电项目并入国家电网 探究新知 能源易获取 不排放CO2 能源量大 可持续性强 能源分散 受自然条件限制 转化效率低 成本较高 太阳能技术的优缺点 探究新知 活动二：风能的利用 探究新知 活动三：探究不同建筑外墙保温材料的保温效果 探究新知 谢谢聆听 谢谢聆听 $$