蘇科版九年級(jí)物理下冊(cè)第十八章五、能源與可持續(xù)發(fā)展+教學(xué)設(shè)計(jì)（表格式）

PAGE18.5《能源與可持續(xù)發(fā)展》課題18.5能源與可持續(xù)發(fā)展課型新授課本課題課時(shí)數(shù)：1本課時(shí)為第1課時(shí)教學(xué)目標(biāo)（一）知識(shí)與技能1．了解能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中效率的概念，并會(huì)計(jì)算；2．了解能源消耗對(duì)環(huán)境的影響以及能源的利用和環(huán)境保護(hù)的關(guān)系；3．了解我國(guó)的能源狀況，認(rèn)識(shí)到可持續(xù)發(fā)展的重要性；（二）過程和方法1．通過與機(jī)械效率的類比，找出并學(xué)會(huì)計(jì)算能量轉(zhuǎn)化效率；2．通過多媒體以及討論和辯論，體會(huì)當(dāng)今能源過度消耗對(duì)環(huán)境的影響，認(rèn)識(shí)到可持續(xù)發(fā)展的重要性。（三）情感·態(tài)度·價(jià)值觀1．在學(xué)習(xí)計(jì)算能量轉(zhuǎn)化效率過程中，鍛煉其物理分析能力；2．通過多媒體以及辯論和討論，形成學(xué)生節(jié)能環(huán)保的良好意識(shí)；重點(diǎn)難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：1．了解能量轉(zhuǎn)化效率，并學(xué)會(huì)計(jì)算；2．了解可持續(xù)發(fā)展的重要性，形成節(jié)能環(huán)保的意識(shí)。教學(xué)難點(diǎn)：對(duì)效率的認(rèn)識(shí)。教學(xué)方法歸納、類比提問法、討論法、直觀法教學(xué)過程教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖新課引入今天我們來學(xué)習(xí)一下初中物理的最后一課，能源與可持續(xù)發(fā)展。課堂教學(xué)能量轉(zhuǎn)化效率一說到效率，學(xué)生們能想的起來我們?cè)?jīng)學(xué)過一個(gè)名字與之非常類似的物理量嗎？機(jī)械效率的計(jì)算公式是什么？請(qǐng)利用機(jī)械效率的計(jì)算公式，解決下面的例題：【例1】工人利用圖所示的滑輪組將重400N的物體向上勻速提起2m，所用拉力為250N，該滑輪組的機(jī)械效率是多少？過渡：機(jī)械效率是有用功占總功的比值，那么能量轉(zhuǎn)化效率肯定也是什么能量占什么能量的比值了？那我們以白熾燈為例，看看其能量轉(zhuǎn)化情況如何。（1）白熾燈工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化情況：其中對(duì)我們有用的是什么能量？消耗的總能量又是什么？若100J的電能全轉(zhuǎn)化為了100J的那我們說白熾燈能量轉(zhuǎn)化效率為100%，而現(xiàn)在卻只轉(zhuǎn)化出來了10J的光能和90J的內(nèi)能。所以這盞白熾燈的轉(zhuǎn)化效率應(yīng)該是：白熾燈的效率=輸出的有用的光能÷輸入的總的電能×100%請(qǐng)同學(xué)們計(jì)算一下白熾燈的效率嘗試計(jì)算小轎車的能量轉(zhuǎn)化效率小轎車的能量如何轉(zhuǎn)化？其中有用的部分是那些？總的能量有是哪些？所以你覺得小轎車的效率該如何計(jì)算？效率＝輸出的有用的動(dòng)能÷輸入的總的化學(xué)能×100%歸納：效率＝輸出的有用能量÷輸入的總能量×100%請(qǐng)根據(jù)效率計(jì)算公式，嘗試將例2計(jì)算出來：【例2】三峽水電站是世界上最大的水力發(fā)電站，年平均發(fā)電量約為8.5×1010kW·h，據(jù)專家介紹，三峽水電站的年發(fā)電量相當(dāng)于一個(gè)每年消耗5×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤的火力發(fā)電站的年發(fā)電量，這些電能能將送往華東、華中等地區(qū)，所以人們常說“三峽可以照亮半個(gè)中國(guó)”。（1）已知標(biāo)準(zhǔn)煤的熱值是2.9×107J/kg，則5×1010kg標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒后，將放出多少熱量？（2）向大氣中排放過量的二氧化碳等氣體是造成“溫室效應(yīng)”的主要原因．三峽水電站與同等供電量的火力發(fā)電站相比，每年將少排放二氧化碳1.2×1011kg，在通常情況下，已知二氧化碳?xì)怏w的密度為1.98kg/m3，則這些二氧化碳?xì)怏w在通常情況下的體積約為多少？（3）設(shè)火力發(fā)電站在單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的電能為E，它在這段時(shí)間內(nèi)所消耗的燃料完全燃燒后所產(chǎn)生的熱量為Q，根據(jù)上述資料，試估算火力發(fā)電站的效率．【過渡】我們可以發(fā)現(xiàn)火力發(fā)電站的效率僅僅只有21%，可見火力發(fā)電站在使用化石能源時(shí)有一大部分是浪費(fèi)掉了，那么我們?cè)賮砜纯雌渌哪茉蠢寐省?、能源危機(jī)（1）各種能源效率蒸汽機(jī)6%~15%汽油機(jī)20%~30%柴油機(jī)30%~45%噴氣發(fā)動(dòng)機(jī)50%~60%發(fā)展中國(guó)家20%~30%工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家40%~50%根據(jù)表格你能發(fā)現(xiàn)什么？能源的利用效率這么低，有那么多的能源能被我們浪費(fèi)嗎？并沒有！各種化石能源開采的年限以化石燃料為例，煤炭還能供我們開采226年，石油還能開采40年，天然氣還能開采64年。我們地球上的能源已經(jīng)枯竭！（3）環(huán)境污染與生態(tài)破壞觀看霧霾、溫室效應(yīng)、酸雨等圖片，你能發(fā)現(xiàn)過度開采利用化石能源所帶來的后果嗎？與此同時(shí)，人類大量開采利用能源，還造成了環(huán)境污染，生態(tài)破壞等嚴(yán)重的后果！歸納：我國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)面臨著兩個(gè)嚴(yán)峻的問題：是化石燃料的蘊(yùn)藏量有限，社會(huì)對(duì)能源的大量需求導(dǎo)致能源資源的枯竭。二、是大量化石燃料的生產(chǎn)和消費(fèi)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞?！具^渡】我們現(xiàn)在面臨著這么嚴(yán)重的問題，那我們有辦法能解決他們嗎？可持續(xù)發(fā)展閱讀書本99頁，回答下列問題：a、什么是可持續(xù)發(fā)展？b、我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急是什么？辯論賽：為了解決我國(guó)的能源危機(jī)，你認(rèn)為應(yīng)該側(cè)重開發(fā)新能源還是應(yīng)該側(cè)重節(jié)約能源？課堂小結(jié)1、效率＝輸出的有用能量÷輸入的總能量×100%2、我國(guó)目前的能源結(jié)構(gòu)面臨著兩個(gè)嚴(yán)峻的問題：是化石燃料的蘊(yùn)藏量有限，社會(huì)對(duì)能源的大量需求導(dǎo)致能源資源的枯竭。二、是大量化石燃料的生產(chǎn)和消費(fèi)導(dǎo)致嚴(yán)重的環(huán)境污染和生態(tài)破壞。3、可持續(xù)發(fā)展保護(hù)地球互相討論，請(qǐng)你說說你在平時(shí)生活中如何做到可持續(xù)發(fā)展？結(jié)束語：請(qǐng)大家保護(hù)好我們的地球母親，畢竟，地球只有一個(gè)！機(jī)械效率機(jī)械效率=有用功÷總功×100%解：W有=Gh=400N×2m=800JW總=FS=250N×2m×2=1000Jη=W有/W總=800J/1000J=80%白熾燈將電能轉(zhuǎn)化為光能和內(nèi)能對(duì)我們來說有用的是光能，消耗的總能量是電能。η=E光/W電=10J/100J×100%=10%小轎車將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為動(dòng)能和內(nèi)能聲能等，其中有用的是動(dòng)能。η=W動(dòng)/W化學(xué)能=300J/2000J×100%=15%解：（1）Q放=mq=5×1010kg×2.9×107J/kg=1.45×1018JV=m/ρ=1.2×1011kg÷1.98kg/m3=6.06×1010m3W電=8.5×1010kW·h=8.5×1010×3.6×106J=3.06×1017Jη=W點(diǎn)/Q放=（3.06×1017J）÷（1.45×1018J）×100%=21%通過這兩張表格，我們能發(fā)現(xiàn)這些效率都是非常的低，都會(huì)使一大部分的能源被我們浪費(fèi)掉而并不是能有效的利用起來。過度使用化石能源，不完全燃燒產(chǎn)生的顆粒物造成大氣污染，硫氧化物造成酸雨，二氧化碳造成溫室效應(yīng)，都是非常嚴(yán)重的后果a所謂可持續(xù)發(fā)展，就是既要考慮當(dāng)前發(fā)展的需要，又要考慮未來發(fā)展的需要，不能以犧牲后人的利益為代價(jià)來滿足當(dāng)代人的需求。b我國(guó)實(shí)現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展的當(dāng)務(wù)之急是:①依靠科技進(jìn)步改變能源結(jié)構(gòu),②開發(fā)和推廣清潔的可再生能源,③提高能源的利用率,④減小環(huán)境污染.

通過討論，得出類似于隨手關(guān)燈的答案。開篇點(diǎn)題，直接進(jìn)入本節(jié)新課內(nèi)容。引出機(jī)械效率，復(fù)習(xí)相關(guān)內(nèi)容，并接下來講授能量轉(zhuǎn)化效率做鋪墊。逐漸滲透“效率=有用的/總的”這一概念。嘗試根據(jù)自己推論出的結(jié)論來計(jì)算白熾燈的能量轉(zhuǎn)化效率嘗試用類似的方法解決小轎車的效率問題。歸納得到能量轉(zhuǎn)化效率計(jì)算公式。利用能量轉(zhuǎn)化效率公式計(jì)算，學(xué)以致用。同時(shí)在計(jì)算效率的時(shí)候，體會(huì)火力發(fā)電站的效率之低，了解到我國(guó)對(duì)能源利用率不高的這一事實(shí)，從而將課堂教學(xué)引到能源危機(jī)上面去。從能量轉(zhuǎn)化效率很自然的過渡到能源危機(jī)。通過表格數(shù)據(jù)體會(huì)我們對(duì)能源的利用率極低這一事實(shí)。通過具體的開采年限數(shù)據(jù)，讓同學(xué)們切身體會(huì)到能源已經(jīng)枯竭，我們必須要采取措施加以整治！不然，我們的后代將無能源可用！體會(huì)過度使用能源所造成的后果，意