【教学设计】《物理苏科九年级下册（2013年新编）第十八章 能源与可持续发展3.doc

太阳能 教材分析 本节课的内容包括：太阳能的优点、太阳是人类能源的宝库、太阳能的利用，煤、石油等化石能源是远古时期陆地和海洋中的植物，通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能，又经过漫长的地质年代形成的化石能源。今天，我们开采化石燃料来获取能量，实际上是在开采上亿年前地球上所接收的太阳能，而太阳能是太阳内部氢原子核在超高温下发生聚变释放出的巨大核能。随着科学技术的发展，人们发现太阳不但一直间接地向人类提供生存和发展的能量，而且还是可能为人类长期地直接提供巨大能量的新能源，今天我们就来学习太阳能。要大规模地直接利用太阳能还要做大量的研究工作，现在已取得一定成果，只要不断努力，必将会不断有新的进展，随着科学技术的进步，应用也将越来越广泛。有人预言，到21世纪，太阳能将会成为人类的重要能源之一，切实提高他们主动学习，提高学生搜集信息交流信息的能力。培养学生保护环境，合理利用资源的意识和不断创新、不断提高的精神，太阳能的利用和发明装置教。对本节课的重点把太阳能转化成内能以供利用，例如用太阳炉、太阳能热水器等装置把太阳能转化成内能来做饭、烧水等等，也可用集热器把水加热，产生水蒸气，再推动汽轮发电机发电这就叫太阳能热电站。通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能，例如用硅光电池也叫太阳能电池，把太阳能直接转化成电能。太阳能电池的应用已很广泛，像人造卫星上的电源、太阳能汽车上的电源，小型电视机、计算器上的电源，城市道路路灯的电源等等都可用太阳能电池，我国还用太阳能电池做航标灯的电源，铁路信号灯的电源等等。 教学目标【知识与能力目标】1. 初步了解太阳能是巨大的天然能源及优点，了解太阳能是一种重要的新能源；2. 通过太阳能及其转化的讨论，培养能量转化的观点分析问题的习惯，进而了解再生和不可再生能源的特点；3. 初步了解太阳能利用的现状和广泛利用太阳能存在的困难。【过程与方法目标】1.通过阅读计算，了解太阳能的优点；2. 通过收集资料、合作交流，了解太阳能及其转化，利用太阳能存在的困难；3. 通过多媒体了解太阳能利用的现状。【情感态度价值观目标】1. 能保持对大自然的好奇，初步领略自然现象的美妙与和谐，对大自然有亲近、热爱、和谐相处的情感；2、具有对科学的求知欲，乐于探索自然现象和日常生活巾的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识。 教学重难点【教学重点】重点：太阳能的利及其转化。【教学难点】难点：对地球上来自于太阳的能量的判断和理解。 课前准备多媒体课件、图片、有关挂图、录像资料等学方法探究式教学法教具和媒体彩笔，直尺，实物投影仪，太阳能电动车。 教学过程一、复习回顾：1. 核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所； 2.聚变产生的条件：第一，有质量很小的原子核；第二，有超高温的环境； 3.核电站利用原子核裂变时产生的大量热量，使水变成蒸汽，推动汽轮机运转，再带动发电机发电。 二、新课教学：(一)创设情景，导入新课人类利用的常规能源是什么？可以开发利用的新能源有哪些呢？常规能源有煤、石油、天然气等化石燃料和风力、水力资源等等，可以开发利用的新能源有核能、太阳能、地热能、 潮汐能等。太阳不但一直间接地向人类提供生存和发展的能量，而且还是可能为人类长期地直接提供巨大能量的新能源。今天我们就来学习太阳能。 太阳能动植物的生长，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？ 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。太阳深处的极高温度是1500万和极高压力，据粗略估计，太阳向地球表面辐射的功率为1.71017 w，相当于12000亿吨标准煤释放的能量。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。太阳向外辐射的能量中，只有约二十亿分之一传递到地球。 太阳像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持50亿年以上，对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源。化石能源的形成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。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。 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。太阳能的优点太阳能十分巨大，同学们想想，太阳能有什么优点呢？太阳能非常巨大，从前面表中可见，太阳能向周围空间辐射的总功率达3.81026瓦1太阳能十分巨大：太阳能十分巨大，同学们知道太阳能辐射到地球表面的总功率是多少吗？（通过查看课本答：l.71017瓦）同学们计算一下，太阳每小时辐射到地球的总能量有多少？（学生上黑板计算：1.71017瓦3600秒=6.11020焦）地球每小时从太阳获得的太阳能量有6.11020焦，这比目前全世界在一年内能源生产的总量还多，可见太阳能有多么巨大。2太阳能供应时间长久：那么太阳能会不会用完呢？根据科学家推算，太阳像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持60亿年以上，对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源，所以太阳能的第2个优点是：太阳能的供应时间十分长久。3太阳能分布广阔，获取方便：我们到哪里去取太阳能？怎样获取呢？只要太阳能照到的地方，就有太阳能，不用专门去寻找；只要用东西接收就行了，不需要挖掘开采，所以太阳能的第3个优点是：太阳能分布广阔，获取方便，无需挖掘开采和运输。4使用太阳能安全、不污染环境：太阳能是最干净的能源，开发、利用太阳能不会给我们带来污染。所以，太阳能的第4个优点是：太阳能安全、不污染环境。人类直接利用太阳能有两条途径：光热转化和光电转化 。1把太阳能转化成内能以供利用：例如用太阳炉、太阳能热水器等装置把太阳能转化成内能来做饭、烧水等等，也可用集热器把水加热，产生水蒸气，再推动汽轮发电机发电这就叫太阳能热电站。2通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能：例如用硅光电池也叫太阳能电池，把太阳能直接转化成电能。太阳能电池的应用已很广泛，像人造卫星上的电源、太阳能汽车上的电源，小型电视机、计算器上的电源，城市道路路灯的电源等等都可用太阳能电池，我国还用太阳能电池做航标灯的电源，铁路信号灯的电源等等。优点： 能源易获取、不排放CO2 、能源量大、可持续性强；缺点： 能源分散、受自然条件限制、转化效率低、成本较高。利用太阳能的困难：既然太阳能有那么多优点，为什么不大量推广、大范围应用呢？目前还有些技术问题没有解决。1太阳能虽然十分巨大，但它太分散，经计算，垂直投射到地面每平方米面积上的太阳能只有几百瓦，所以要大规模开发利用太阳能必须设置庞大的收集和转换能量的系统，目前造价还太高，影响推广。2由于地球的自转和气候、季节等原因，太阳能的功率变化大，不稳定，给正常连续地使用造成困难。3目前太阳能转换器的效率不高，光热转换的效率为5060%，而光电转换的效率只有10%左右，所以还要下大力气研制高转换效率的材料。三、课堂总结：通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。一、太阳能的优点：太阳能十分巨大；太阳能供应时间长久；太阳能分布广阔，获取方便； 使用太阳能安全、不污染环境； 二、太阳的能量 太阳能不仅包括直接投射到地球表面上的太阳辐射能，而且还包括由它所引起的水能、风能、生物质能等；（1）光合作用：地球上的绿色植