2019-2020学年高中物理第四章机械能和能源6能源的开发与利用教案3教科版必修2.doc

2019-2020学年高中物理 第四章 机械能和能源 6 能源的开发与利用教案3 教科版必修2
教学准备：
多媒体素材（视频）：人类生活需要摄取食物中的化学能；现代交通离不开汽油燃烧释放的化学能；现代生活离不开发电站提供的电能；核电站要利用某些核裂变释放的核能；植物生长依赖于太阳能；大气污染； 探索月球；人造太阳．
教学过程：
一、新课引入

二、学生展示所查阅的资料
1．能源是人类社会活动的物质基础．
2．人类利用能源的历史：柴草时期、煤炭时期、石油时期．
3．能源短缺、环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题．
4．能量耗散——内能的散失不可逆转．
5．能量在数量上没有减少，但是在可利用的品质上降低了——能源危机．
三、问题探讨
问题讨论一：
阅读下列材料，然后解答问题．
太阳向空间辐射的总功率为 3.8×1026W ，太阳光从太阳射到地球需要 8 分 20 秒．辐射到地球上的太阳能以下列形式被利用和储存： 使大地变热，转为内能； 使空气变热形成风，转为空气流动的动能（可利用风力发电）； 使水汽化，又以雨、雪的形式返回地面，转化为水流的动能（可利用水力发电）； 被植物、微生物吸收（古代生物以煤、石油等形式储存起来，直接成为燃料），作为人和动物的食物． 已知地球半径为 6.4×106m ，求辐射到地球的太阳能的总功率．
［分析］如图所示，地球公转轨道半径 r＝ct ＝3.0×108× 500 m ＝1.5×1011m．

设想以太阳为心， r 为半径做一球体，太阳向空间辐射总功率 P总均匀分布在该球面上，地球有效接收面积 S地＝ πR地2
则辐射到地球的太阳总功率 P地：

［讲解］地球上的许多能源都来自于太阳，绿色植物吸收太阳的光能，同化二氧化碳和水，制造有机物并释放氧气 ，这有什么重要意义呢？
1． 把无机物变成有机物（粮、棉、油、糖、麻、橡胶……）．
2．蓄积太阳能，在同化无机碳水化合物的同时，太阳能转化为化学能，储存在形成的有机化合物中，除了提供植物本身和全部异养生物外，可以提供人类营养和活动的能量来源．煤、石油、天然气、木材等，都是现在和过去的植物通过光合作用形成的．光合作用是当今能量的主要来源．绿色植物是巨型的能量转换站．
3．环境保护，吸收二氧化碳，释放氧气．绿色植物又是自动空气净化器．
问题讨论二：
既然能量是守恒的，不可能被消灭，为什么我们还要节约能源？
学生通过查阅资料说明 能源和能量耗散，并说明 节约能源的重要性．
光化学污染是排入大气中的氮氧化合物和碳氢化合物受阳光中的紫外线照射而产生的一种具有刺激性的浅蓝色烟雾．其中包含臭氧、过氧酸基酸脂和醛类等多种复杂化合物，它们都是光化学反应而生成的二次污染物．在特定的条件下，当遇到逆温度或不利于扩散的气象条件时，烟雾便会聚集不散造成大气污染事件．大气中的氮氧化合物和碳氢化合物主要来自于 __________． 我们的母亲河——黄河上游的刘家峡水库，因为泥沙的沉积，蓄水量大大减少．森林被砍伐是造成黄河水土流失的主要原因．请从环境保护的角度简述森林的作用．
［答案］汽车废气以及石油和煤燃烧时产生的废气，二氧化碳，在阳光照射下产生一系列光化学反应．
制造氧气，净化空气，过滤尘埃，杀灭细菌，消除噪音，保持水土，涵养水源等等．
问题讨论三：
我们能否解决能源危机呢？
为什么我们要探索月球？为什么我们要做人造太阳？
——月球上面矿藏丰富，氦-3在地球上很稀缺，但月球上却有大约 5 亿吨，月球资源提供的核电可供我们使用上万年． “嫦娥一号如发射成功，将意味着我国在深空探测领域迈出重要一步．”国防科工委科技与质量司司长吴伟仁在第四届深空探测学术年会上表示．
—— 布尔卡特将人类对核聚变能的控制和和平利用比作“将太阳搬到地球上”．他介绍说，核聚变的燃料可以从海水中提取，便宜而且数量丰富．核聚变的产物放射性很少．聚变反应堆不产生污染环境的硫、氮氧化物，与核裂变相比更加安全，而且不释放二氧化碳等温室效应气体，在环境上也更加清洁．国际原子能机构副总干事维尔纳 · 布尔卡特 16 日在接受新华社记者专访时说，聚变能的商用化将为满足人类未来能源需求提供解决之道．这一进程有望在 30 至 50 年后实现．
地球上许多的能源都来自于太阳，在合理开发和节约使用常规能源的同时，还要大力开发新能源，下列能源中，哪些属于新能源？
A 、核能 B 、天然气 C 、海洋能 D 、太阳能
四、知识总结
能的概念概括了所有不同形式的共性的东西．能的不断转化表现了物质的运动不断地由一种形式转化为另外一种形式．能的转化与守恒定律就是揭示自然界中这种转化过程的一条普遍规律． 通过这一节的讨论希望能强化能量、能源意识、保护环境意识，及事物普遍联系的意识．

教学流程图：

学习效果评价：
（略） 根据教学实际来设计
教学反思：
本节教学主要以拓展学生知识为主，鼓励学生动手查阅资料并交流资料，提高学生获取信息的能力，并通过学习使学生增强自己的使命感，使学生有忧患意识，体会找出解决问题的办法的途径．