第一节 能源（表格式教学设计）物理新教材鲁科版（五四学制）九年级下册

第一节 能源（教学设计） 年级 九年级 学科 物理 教师 课题 第一节 能源 教学目标 物理观念 知道能源的分类（一次/二次能源，可再生/不可再生能源）；理解能量转化和转移的方向性，认识化石能源的不可再生性。 科学思维 通过分析能源利用历程，培养归纳总结能力；能从能量转化方向性理解节约能源的必要性，建立能量利用的条件性认知。 科学探究 通过案例分析，提升分析现象和逻辑推理能力；结合能源消耗数据，增强数据解读和问题分析能力。 科学态度 与责任 认识能源危机和环境问题，树立节约能源意识；关注新能源开发，培养可持续发展观念和社会责任感。 教材分析 本节围绕能源的利用历程与挑战，构建了从原始社会到现代社会能源发展的知识体系，重点在于区分一次能源与二次能源、可再生能源与不可再生能源，难点在于理解能量转化的方向性及能源利用的有限性。教学应以生活实例为切入点，结合图片和数据图表帮助学生认识化石能源的形成与消耗趋势，通过讨论电能为何广泛使用来凸显其便于输送和转化的优点。学习中需引导学生从能量守恒出发，理解虽然总能量不变，但可利用能量减少，从而认识节约能源和保护环境的重要性。目标定位在培养学生能源意识与可持续发展观念，通过问题探究和数据分析活动达成对能源问题的科学认知，促进物理观念、科学思维与社会责任素养的融合。 学情分析 学生在之前已学习能量的概念、能量守恒定律及常见能量转化形式，了解功和功率的基本含义。初中阶段学生抽象逻辑思维逐步发展，能理解能源利用的历史脉络，但对能量转化方向性、不可再生与可再生能源的本质区别等抽象概念理解较困难，对数据（如能源消耗量）的分析和影响评估能力有限。教材重难点是能源的分类（一次/二次能源、可再生/不可再生能源）、能量转化转移的方向性及节约能源的原因，要求学生能区分不同类型能源，理解能源利用的局限性，树立节约能源和环保意识。 教学重点 通过实例分析，理解可再生能源与不可再生能源的区别。 结合生活实际，掌握电能作为二次能源的特点及其重要性。 教学难点 准确理解能量转化和转移过程中的方向性及不可逆性。 分析化石能源消耗对环境的影响及其应对措施。 教学准备 相关模型、视频、挂图等。 教学过程 导入新课 看一看 想一想 每天清晨，妈妈在厨房用天然气灶烧水时，蓝色的火苗呼呼地舔着水壶底，不一会儿水就沸腾了，而我们教室里的电灯、投影仪也正依赖电力正常工作。可你知道吗？这些看似平常的能量使用背后，其实藏着巨大的资源消耗——我国每年要燃烧超过30亿吨标准煤当量的化石能源来支撑工业、交通和千家万户的用电需求，相当于每个中国人每年“烧掉”两辆小汽车那么重的能源！更严峻的是，这些煤、石油和天然气形成要花上千万年，但人类却在短短几百年内飞速用尽它们，就像把祖辈存了几万年的积蓄在一天之内挥霍光。既然能量守恒，为什么我们还要大力提倡节约用电、推广新能源汽车呢？ 本节课将学习相关内容。 学习新课 一、人类利用能源的历程 1. 人类利用能源的历程 （1）柴薪时代：远古人类最早使用的能源形式，主要用于取暖、烹饪和简单工具制作能量密度低，获取方式直接但效率低下。 （2）煤炭时代： 18世纪-19世纪中期，工业革命的核心能源。蒸汽机的发明使煤炭成为主要动力来源，推动了铁路、纺织业等早期工业发展。 （3）化石能源时代：19世纪后期-20世纪，石油和天然气的规模化开采利用；内燃机的发明催生汽车工业形成现代能源体系的基础。 （4）电力时代： 19世纪末至今，二次能源的革命性突破；实现能源的远距离传输和高效转化；当前正向清洁电力转型。 2.化石能源： 我们今天大规模使用的煤、石油和天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的称为化石能源。 3. 不可再生能源与可再生能源 （1）不可再生能源：化石能源等不能在短期内从自然界得到补充，所以这类能源叫作不可再生能源。 （2）可再生能源：水能和风能等能源可以在短期内从自然界得到补充，叫作可再生能源。 4. 一次能源和二次能源 （1）一次能源：可以直接从自然界获得的能源称为一次能源。 化石能源（煤、石油、天然气）都是一次能源，其他常见的一些能源：风能、水能、太阳能、地热能、核能等也都是一次能源。 （2）二次能源：无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到的能源称为二次能源。 常见的二次能源：电能、汽油、柴油、酒精等。 5.能源的分类： 【例题1】请按人类利用能源的过程，将下述现象按由古至今的顺序排列__________。 A．钻木取火　 B．电力机车　 C．用煤炉烧水 　D．蒸汽机车　 E．用核电站 【答案】A、C、D、B、E。 【解析】人类利用能源的过程是：钻木取火→用煤炉烧水→蒸汽机车→电力机车→用核电站。 【例题2】以下各种形式的能源中，属于二次能源的是（　　） A．风能 B．水能 C．电能 D．核能 【答案】C 【详解】一次能源：直接来自自然界而未经加工转换的能源，例如化石燃料、风能、太阳能、水能、生物燃料、核能；二次能源：由一次性能源直接或间接转换而来的能源：煤气、氢能、电能、汽油、沼气。因此属于二次能源的是电能。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。 【例题3】小虎在五一假期乘坐G82次列车去北京参加研学营，旅途中小虎了解了许多与本次列车有关的物理知识，以下说法正确的是（   ） A．候车时可以站在黄线内 B．以行驶的列车为参照物窗外景物是静止的 C．列车导航系统是运用超声波来交互信息的 D．该车动力系统是电能转化为机械能，电能是二次能源 【答案】D 【详解】A．候车时由于车进站时与人之间的空气流速大，压强小，容易被吸进车轨道内，因此候车时不可以站在黄线内，故A错误； B．以行驶的列车为参照物窗外景物的位置发生改变，是运动的，故B错误； C．列车导航系统需要与同步卫星交汇，由于真空不能传声，因此运用电磁波传递信息，故C错误； D．该车动力系统是电动机，消耗电能，将电能转化为机械能，由于电能是消耗其他能源转化而来的，属于二次能源，故D正确。 故选D。 【例题4】2024中国国际氢能及燃料电池产业展览会，一辆名为“氢迹”的厢式货车格外引人注目。氢燃料电池电堆是氢能货车最主要的组成部分，被誉为燃料电池货车的“心脏”。下列说法正确的是（　　） A．氢能和电能属于新能源，同时也都属于一次能源 B．燃料的热值越大，货车发动机的效率一定越高 C．氢燃烧时温度升高，内能一定增大 D．氢燃料电池货车行驶时将化学能转化为内能 【答案】C 【详解】A．氢能属于新能源，氢能和电能都是消耗其它能源才能产生的能源，属于二次能源，故A错误； B．燃料的热值越大，燃烧相同质量的燃料产生的热量越多，但不能说明有用的热量所占的总热量的比例越大，即汽车发动机的效率不变，故B错误； C．同一物体，温度升高时，内能会增加，因此氢燃烧时温度升高，内能一定增大，故C正确； D．氢燃料电池汽车行驶时，将化学能转化为电能，电能再转化为机械能，故D错误。 故选C。 学习新课 二、能源利用面临的挑战 1. 能源的利用 （1）能量转化和转移过程是有方向性的 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，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车。 同样，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转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量，例如电冰箱就需要消耗电能。 结论：涉及热现象的能量转化和转移过程是有方向性、不可逆的。 （2）能源的利用是有限的 人们是在能量的转化或转移的过程中利用能量的。有些能量可以利用，有些则不能。因此，能源的利用是有条件的，我们所能利用的能源是有限的。 2. 能源危机 （1）人类能源消耗量急剧增长 由于世界人口的增加和经济的不断发展，能源的消耗量持续增长。特别是近几十年来，能源消耗量的增长速度明显加快。如果把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107J/kg的标准煤来计算，1950年为26亿吨，1987年为110多亿吨，2007年达到160亿吨，2022年达到 205亿吨。如果长期大规模开采，化石能源最终将会消耗殆尽。 （2）能源使用对环境会造成影响 例如，由于现代生活中化石能源的广泛使用，燃料的燃烧产生了大量的二氧化碳，加剧了地球的温室效应。 此外，煤、石油、天然气等燃料往往含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质。燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，对人和环境造成危害。 开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。 【例题5】使全球气候变暖趋势的一种物理现象叫 ，近年来由于人类大量燃烧煤、石油等燃料排放出大量的 ，使温室效应加剧，给人类带来了灾难性的后果，人类已经认识到正在积极想办法控制 ． 【答案】温室效应，二氧化碳，氧化碳排放量。 【详解】使全球气候变暖趋势的一种物理现象叫温室效应，常见的温室气体主要有是二氧化碳，此外，还有甲烷、臭氧、氟利昂等，近年来因为人类大量燃烧煤、石油等燃料排放出大量的二氧化碳气体进入大气使温室效应加剧，给人类带来了灾难性的后果，人类正在积极想办法控制二氧化碳气体的排放量． 【例题6】如图分别是某一年中国与世界能源消耗结构图，从图和所学的知识可知（ B ） A．在这一年中国水电消耗的比例比世界的大 B．世界消耗的能源以化石能源为主 C．因为煤炭是二次能源，所以中国以煤炭为主要能源 D．多烧煤少用天然气符合建设生态文明城市的要求 【解析】A．在这一年中国水电消耗的比例为5.9%，比世界的（6.4%）小；该选项错误。 B．世界消耗的能源以化石能源为主；该选项正确。 C．煤炭是一次能源，所以该选项错误。 D．多烧煤少用天然气，污染严重，不符合建设生态文明城市的要求，该选项错误。 故选B。 【例题7】“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. 【解析】能源危机的产生原因是化石能源储量有限，并且不可再生。所以应对的方法是在大力开发新能源的同时更好地利用已知能源。比如，提高能源利用率，节约使用能源；开发新能源，如太阳能、风能、地热能等。 A．人人都要自觉做到节约用水、节约用电；该措施可行。 B．关闭现有的火力发电站，减少了发电量；该措施不可行。 C．各地都要建水力和风力发电站，不现实；该措施不可行。 D．停止使用石油资源，用核能和太阳能代替；目前人民使用的主要能源还是化石能源，所以该措施不可行。 【例题8】近年来，我国大力宣传“碳中和”等环保概念。是因为过度使用下列能源中的（　　） A．核能 B．风能 C．化石能源 D．太阳能 【答案】C 【详解】“碳中和”是通过植树造林、节能减排等方式，直接或间接减少二氧化碳的排放量，而化石能源的过度使用会增加二氧化碳的排放量，故C符合题意，ABD不符合题意。 板 书 设 计 第一节 能源 1.能源利用历程 柴薪时代：原始人利用火，持续近万年 蒸汽机革命：煤成为主要能源，进入工业化 化石能源：煤、石油、天然气（不可再生能源） 2.能源分类 一次能源：直接从自然界获取（煤、太阳能） 二次能源：由一次能源转化（电能） 3.能源挑战 能量转化方向性：部分能量无法再利用、资源有限性：化石能源将耗尽 环境问题：温室效应、空气污染 4.应对措施：节约能源、开发新能源、提高能源利用效率 课 堂 小 结 课 后 作 业 1.完成课本P98中的1-4小题。 教 学 反 思 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $