能源、材料與社會(huì )教學(xué)設計
一、內容及其解析
本章的內容主要是能量的轉化和守恒、能源和材料的開(kāi)發(fā)和利用，重點(diǎn)是能量的轉化和守恒，掌握能量守恒定律。通過(guò)本章學(xué)習了解各種形式的能量，知道能量的轉移與轉化，了解能量守恒定律。通過(guò)學(xué)習了解什么是能源。知道哪些屬于可再生能源，哪些屬于不可再生能源。知道材料對人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的促進(jìn)作用。 知道導體、絕緣體、半導體導電性能的差異，知道半導體二極管的單向導電性。 知道超導材料是一種電阻為零的材料，知道超導材料具有超導磁懸浮的特性。 了解納米材料的有關(guān)知識
二、教學(xué)目標
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1.了解各種形式的能量，知道能量的轉移與轉化，了解能量守恒定律。
2. 掌握能量守恒定律。
3.通過(guò)學(xué)習了解什么是能源。
4.知道材料對人類(lèi)社會(huì )發(fā)展的促進(jìn)作用。
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1、對日常生活中的各種形式的能量做簡(jiǎn)單的認識和了解，知道其原理；
2、體會(huì )身邊的能量、樂(lè )于探究能量的轉化現象，接受節約能源的觀(guān)念。
3、知道哪些屬于可再生能源，哪些屬于不可再生能源。
4、知道導體、絕緣體、半導體導電性能的差異，知道半導體二極管的單向導電性。 知道超導材料是一種電阻為零的材料，知道超導材料具有超導磁懸浮的特性。 了解納米材料的有關(guān)知識。
3、問(wèn)題診斷分析
本節內容比較簡(jiǎn)單，中考考點(diǎn)比較少，學(xué)生可能在理解能量的轉化與守恒這一概念是有困難，能量比較抽象，很難讓學(xué)生理解和接受�？刹捎媒Y合多媒體教學(xué)，輔助學(xué)生理解。
四、教學(xué)支持條件分析
多媒體
5、教學(xué)過(guò)程設計
自學(xué)
1、能量既不會(huì )憑空_______，也不會(huì )憑空_______，它只會(huì )從__________轉化為 _____________，或者從一個(gè)物體_________到另一個(gè)物體，而在轉化和轉移過(guò)程中，能量的總量__________。
2. 金、銀、銅、鐵等金屬材料的電阻_____，是導電性能較好的良好導體；絕緣體電阻________，因此常用來(lái)隔離帶電物體。
3. 公路的路面一般有水泥和瀝青兩種路面，_____________路面硬度大，____________ 路面彈性較好。
下列材料：A·橡膠 B·紙張 C·塑料 D·銀 E·指南針 F·水 G·汞 H·金剛石 I，肥皂 K·玻璃·導電性能最好的是 ___________;磁性最好的是_____________;密度最大的是_________；比熱容最大的是___________;硬度最大的是___________;彈性最好的是__________;延展性最好的是_______
4、各種形式的能量都可以在________下轉化，電動(dòng)機帶動(dòng)水泵抽水是_____能轉化成________能，植物吸收陽(yáng)光進(jìn)行光合作用是_______能轉化為_(kāi)_____能，燃料燃燒時(shí)發(fā)熱是_________能轉化為_(kāi)_______能。
�。ㄒ唬耗芰康霓D化與守恒：
1、能量的存在形式：機械能、電磁能、內能、化學(xué)能和核能等。
�。�1）化學(xué)能：是由于化學(xué)反應，物質(zhì)的分子結構變化而產(chǎn)生的能量。
�。�2）核能：是由于核反應，物質(zhì)的原子核結構發(fā)生變化而產(chǎn)生的能量。
2、能量守恒定律：能量既不會(huì )消滅，也不會(huì )創(chuàng )生，它只會(huì )從一種形式轉化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉移到另一個(gè)物體，而能的總量保持不變。（說(shuō)明：能量的轉化是有條件的，即能量在一定的條件下，才會(huì )發(fā)生轉化或轉移）
�。ǘ耗芘c社會(huì )：
1、 自然界的能及分類(lèi)：
�。�1）可再生能：自然界中像太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能以及動(dòng)植物等這類(lèi)可以長(cháng)期提供或可以再生的能屬于可再生能；
�。�2）不可再生能：而像煤、石油、天然氣和鈾礦這類(lèi)化石或礦物能，已經(jīng)消耗就很難再生的能就是不可再生能。
說(shuō)明：目前世界能消耗中90%以上是不可再生能。其中：石油大約占40%，煤大約占35%，天然氣大約占20%，而我國的能結構主要以煤為主，其比重大約是煤75%，石油17%，天然氣3%，其他（水電、核電、新能發(fā)電）占6%，結構不合理。
�。�3）一次能和二次能：
一次能：可以直接從自然界獲取的能叫做一次能。
二次能：無(wú)法從自然界直接獲取，由一次能轉化而的能叫做二次能。
�。�4）常規能和新能：
常規能：像煤、石油、天然氣以及水能等人類(lèi)已經(jīng)使用多年的能叫做常規能。
新能：像太陽(yáng)能、核能、地熱能、潮汐能等人類(lèi)最近才開(kāi)始開(kāi)發(fā)使用的能叫做新能。
2、 能的開(kāi)發(fā)和利用：能利用的進(jìn)步導致了人類(lèi)文明的躍進(jìn)。
�。�1）先是鉆木取火，從人類(lèi)利用自然火到人工火的轉變，導致了以柴薪作為主要能的時(shí)代的到；
�。�2）蒸汽機的發(fā)明是人類(lèi)利用能量的里程碑，人類(lèi)從此步入以機械動(dòng)力大規模代替人力和畜力的時(shí)代。人類(lèi)的主要能由柴薪向煤、石油、天然氣等化石能的轉化；
�。�3）20世紀40年代，物理學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——核反應堆，人類(lèi)開(kāi)始了以核能為代表的又一次能革命。
3、能與環(huán)境：能的大量開(kāi)發(fā)和利用既促進(jìn)了社會(huì )生產(chǎn)力的發(fā)展和提高，同時(shí)不可避免的造成了環(huán)境污染。
�。ㄈ洪_(kāi)發(fā)新能
1、 太陽(yáng)能：太陽(yáng)能是一種可再生能,沒(méi)有污染。
目前利用太陽(yáng)能有兩種方式：
�。�1）利用太陽(yáng)能加熱；（如太陽(yáng)能熱水器）
�。�2）利用太陽(yáng)能發(fā)電：（太陽(yáng)能電池）
2、核能：
�。�1）核能的開(kāi)發(fā)和利用有兩種方法：一種是利用核裂變釋放能量，另一種是利用核聚變釋放能量。
A、核裂變是原子中的原子核裂變?yōu)檩^輕的原子核的一種核反應。既鈾原子核在中子的轟擊下行會(huì )產(chǎn)生裂變反應，每個(gè)鈾原子核的裂變除了要產(chǎn)生大量的熱量以外，還要產(chǎn)生2～3個(gè)以上的中子。
B、核聚變是較輕的原子核結合成為較重的原子核的一種核反應。
�。�2）目前建成的核電站是利用核裂變發(fā)電的，就是通過(guò)核反應堆有效控制鏈式反應的速度，使核反映緩慢的進(jìn)行，并不斷的釋放熱能。
3、其他新能：
�。�1） 地熱能是利用地球內部熾熱的巖漿使地下水變?yōu)樗魵鈴亩l(fā)電的一種能量；
�。�2） 潮汐能是月球、太陽(yáng)對地球的引力作用而產(chǎn)生的潮汐能；風(fēng)能是利用空氣高速流動(dòng)帶的能量。
�。�4）：開(kāi)發(fā)新材料
1、根據材料的導電性能，材料可分為導體、半導體及絕緣體三大類(lèi)。
容易導電的材料是導體，如銅、鋁等；
不容易導電的材料是絕緣體，如玻璃、橡膠等；
半導體的導電性能介于導體和絕緣體之間。如硅、鍺、砷化鎵等例、常用的電器中都可以找到大量的半導體元件半導體元件具有許多獨特的功能。二極管具有單向導電性，三極管可以用來(lái)放大電信號。
2、超導現象和超導體：當溫度降低到絕對零度附近時(shí)，某些材料的電阻突然減小到無(wú)法測量的程度，可以認為其電阻突然變?yōu)榱�，這種現象叫做超導現象，能夠發(fā)生超導現象的物質(zhì)稱(chēng)為超導體。
3、納米材料除了其基本單元空間尺度小外，在力、熱、聲、光、電、磁等方面還表現出許多特殊的性能。
二：重點(diǎn)、難點(diǎn)突破
一：能量的轉化與守恒：
例1、小胡同學(xué)將生活中常見(jiàn)的例子與能量的轉化聯(lián)系起，用線(xiàn)連接，其中有一組連線(xiàn)是錯誤的是()。
A、用磨刀石磨刀機械能轉化為內能
B、保溫瓶的瓶蓋蹦起內能轉化為機械能
C、電熱水器工作電能轉化為內能
D、向上飛行的足球勢能轉化為動(dòng)能
答案：D
小練習：
1、在平直的公路上行駛的汽車(chē)剎車(chē)后滑行一段距離后停下;流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的光芒;降落傘在空中勻速下降·上述三個(gè)過(guò)程中包含相同的物理過(guò)程是()，
A物體的動(dòng)能轉化為勢能
B·物體的勢能轉化為動(dòng)能
C·物體的內能轉化為機械能
D·物體的機械能轉化為內能
2、核電站將核能最終轉化為電能，下列轉化過(guò)程正確的是（）
A、核能——機械能——內能——電能
B、核能——機械能——電能
C、核能——內能——機械能——電能
D、核能——內能——電能
3、人造地球衛星大部分運行在橢圓形軌道上，其軌道參數有近地點(diǎn)和遠地點(diǎn)，發(fā)射時(shí)用運載火箭將其發(fā)射到近地點(diǎn)即可。星箭分離后，在由近地點(diǎn)向遠地點(diǎn)飛行的過(guò)程中，飛船的動(dòng)能、重力勢能以及能量的轉化正確的是（）
A、動(dòng)能增加，重力勢能減小，動(dòng)能轉化為重力勢能
B、動(dòng)能減小，重力勢能增加，動(dòng)能轉化為重力勢能
C、動(dòng)能減小，重力勢能增加，重力勢能轉化為動(dòng)能
D、動(dòng)能增加，重力勢能減小，重力勢能轉化為動(dòng)能
答案：1、D 2、C 3、B
2、能的利用：
例2、關(guān)于能，下列說(shuō)法正確的是（）
A、 煤、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、電能都是一次能
B、 核能、太陽(yáng)能、潮汐能、地熱能、水能、風(fēng)能等都是可再生能
C、 一次能是開(kāi)發(fā)利用后不能再生的能，二次能是可以再生的能
D、 解決能危機的重要出路是開(kāi)發(fā)和利用新能，特別是核能和太陽(yáng)能
答案：D
小練習：
1、建設節約型社會(huì )，節約能、保護環(huán)境是當代公民的責任。下列做法正確的是（）
A、將生活污水直接排入江河 B、將舊電池丟棄到池塘
C、生活中盡量使用節能燈具 D、放學(xué)后教室內日光燈徹夜通明
2、下列能中，與太陽(yáng)能無(wú)關(guān)的是（）
A、水能與風(fēng)能 B、煤與石油 C、潮汐能 D、干木材
3、能可以分為可再生能和不可再生能。下列能屬于不可再生能的是（）
A、水的動(dòng)能 B、風(fēng)能 C、太陽(yáng)能 D、石油
答案：1、C 2、C 3、D
3、 新能：
例3、關(guān)于能的利用，寫(xiě)列說(shuō)法中正確的是( )
A、開(kāi)發(fā)利用太陽(yáng)能和風(fēng)能，有利于環(huán)境保護
B、核反應會(huì )發(fā)生劇烈的爆炸，人類(lèi)無(wú)法和平利用核能
C、自然界可以永久的為我們提供煤、石油、天然氣等能
D、我國新發(fā)現的冀東南堡大油田可以正常開(kāi)采一千年
答案：A
小練習：
1、下列關(guān)于核能的說(shuō)法中正確的是（）
A、物質(zhì)是由原子組成的，原子中有原子核，所以利用任何物質(zhì)都能得到核能
B、，人類(lèi)獲得核能有兩種途徑，即原子核的裂變和聚變
C、和氫彈都是利用原子核裂變的原理制成的
D、只有在人為條件下才會(huì )發(fā)生裂變和聚變
2、人體受到過(guò)多的射線(xiàn)的照射會(huì )受到傷害，所以在使用這些放射線(xiàn)時(shí)，人們要注意保護自己。把放射與外界隔離時(shí)，應該選用下面的那種材料？（）
A、鋼板 B、一般金屬都可以 C、硬塑料 D、鉛板
答案：1、B 2、D
六、本課小結：
七、目標檢測
1、下列能中，屬于常規能的有______________屬于可再生能的有______________，屬于新能的有______________________
A、煤 B、石油 C、天燃氣 D、風(fēng)能 E、水能 F、核能 G 、太陽(yáng)能 H 、地熱能 I、潮汐能
2、能量既不會(huì )消滅，也不會(huì )創(chuàng )生，它只會(huì )從一種形式________________，或者從一個(gè)物體________________。在這個(gè)過(guò)程中，能量的總量保持____，這個(gè)規律叫做能量守恒定律。
3、水電站修建攔河大壩，提高了上游水位。水從上游流下沖擊水輪機，水輪機帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電這一過(guò)程中，水的________能最終轉化為_(kāi)___能。
4、植物進(jìn)行光合作用，將____能轉化為_(kāi)_______能，動(dòng)物吃植物，又將能量傳遞；地下的煤和石油也是植物和動(dòng)物在地質(zhì)演變過(guò)程中形成的。所以，可以這樣說(shuō)：地球的能量，最終是自于________的能量。太陽(yáng)內部進(jìn)行的核反應是核____變。
5、新能和生態(tài)環(huán)保是本世紀關(guān)注的兩大熱點(diǎn)，而太陽(yáng)是巨大的能，取之不盡，用之不竭，并且直接利用太陽(yáng)能不會(huì )造成環(huán)境污染，近年我國太陽(yáng)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展十分迅速，如太陽(yáng)能熱水器就是把太陽(yáng)能直接轉化為_(kāi)________能的裝置。再如楊利偉乘坐的飛船，其兩翼安裝的太陽(yáng)能電池板，就是把太陽(yáng)能直接轉化為_(kāi)________能，供飛船使用。
6、一些能，如：①柴薪、②煤炭、③石油、④天然氣、⑤水能、⑥風(fēng)能、⑦太陽(yáng)能、⑧地熱能、⑨核能、⑩電能等（以下填序號）：
(1)使用會(huì )造成空氣污染的有____________；
(2)使用會(huì )造成水土流失和沙漠化的有_________；
對它們進(jìn)行分類(lèi)，并選擇了兩種分類(lèi)方法。
(3)第一種從一次能和二次能的角度分：___ _______是一次能，________________是二次能。
(4)第二種從可再生和不可再生能的角度分：_________________是可再生能，____________________是不可再生能。
7、在下列空格處填上能量轉化的過(guò)程：
(1)水輪機帶動(dòng)發(fā)電機發(fā)電：________能轉化為_(kāi)________能。
(2)電動(dòng)機帶動(dòng)水泵把水抽到高處：_________能轉化為_(kāi)_________能。
(3)太陽(yáng)光促使植物生長(cháng)：___________能轉化為_(kāi)_________能。
(4)地熱發(fā)電：__________能轉化_________能。
(5)衛星板狀的兩翼是太陽(yáng)電池板，它的作用是把________能轉化為_(kāi)________能，供衛星使用。
8、原子核由________、__________組成，它們依靠核力緊密地結合在一起，一旦使原子核發(fā)生_______或________，就可釋放出驚人的能量,爆炸：___________能轉化為_(kāi)___________能。
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