第22章第3节 太阳能+第4节 能源与可持续发展

第三节太阳能

【教学目标】

知识与技能

l．初步认识太阳的结构，知道太阳是巨大的核能火炉。

2．初步了解太阳是人类资源的宝库。

3.知道太阳能的利用方式。

过程与方法

l、通过观察学习了解太阳能的特点，理解太阳能属于可再生一次能源。分

析化石能源来自太阳能。提高学生分析归纳能力。

2、通过太阳能的利用方式学习，提高学生综合分析问题的能力。

情感、态度、价值观

养成学生开发和利用太阳能的意识，通过光伏产品推广提高创新节能意识。

【教学重点】了解太阳能，结合生产生活实际知道利用太阳能的方式

【教学难点】太阳能利用中的能揽转化

【教学准备】课件多媒体

【教学过程】

主要教学过程

教学内容教师活动学生活动

一．情境【图片展示】

你看，在太阳能汽车上装有密密麻麻像蜂窝一样的装思考激疑

导入置，平常我们看到的航天器上的类似铁翅膀的装置。（设计意图：据

新科技和航天技

术提出问题让学

:..,；；一贮I生讨论，引导学

生共同参与，调

【提出问题】动学生主动学习

想知道它们的作用吗？的热情和积极

性。）

二、合作探【自主学习】学生自学展示：

1．太阳的结构：

究，探究新I请同学们阅读课本并回答以下问题：

1.太阳的结构是怎样的？由太阳大气、对

知：

2.太阳为什么是一个巨大的“核能火炉“，是哪一种1流层、辐射层、

（一）太阳1

是巨大的核形式的核能？太阳核心。

能火炉3．太阳能是以怎样的方式向外传递的？

课件展示2．太阳能的产

4．太阳的“核能火炉“，永无止境的“燃烧”下去吗？

1.太阳的结1生：氢原子核在

构超高温下发生聚

变，释放出巨大

的核能。

3．太阳能的传

递：大部分太阳

2太阳内部【知识归纳】能以热和光的形

l．太阳距地球1.5亿千米，直径大约是地球的110

时刻发生核式向四周辐射。

倍，体积是地球的130万倍，质量是地球的33万倍，

聚变14太阳“寿命”:

核心温度高达1500万摄氏度。太阳表面温度约6

至今稳定地“燃

000°C，太阳至今已经稳定地“燃烧”了近50亿年，

烧“近50亿年，

而且还能继续“燃烧“50亿年。

而且还能继续

2在太阳内部，氢原子核在超高温下发生聚|“燃烧“50亿年。

（设计意图：通

变，释放出巨大的核能。太阳核心每时每刻都在发生

过自学使学生大

氢弹燃炸，太阳就像一个巨大的“核能火炉”致了解太阳的结

构，明确太阳的

【重点强调】太阳内部时刻发生核聚变能量来源内部时

【跟踪练习】刻发生的核聚

1.下列利用核聚变供能量的是()变，培养学生自

学能力。）

A.核电站B.核潜艇C.原子弹D.太阳思考回答

2、太阳内部发生的是，太阳能电池是把能l.D

2.核聚变

转化为能

太阳能电

3、大部分太阳能以和的形式向四周辐射3热光

开去。

【知识引桥】

（二）太阳学生明确：

太阳向外辐射的能黛中，只有约二十亿分之一传递

能是人类的人类的日常生

到地球。太阳光已经照耀我们的地球近50亿年，地

能源宝库活，也无法离开

球在这近50亿年中积累的太阳能是我们今天所用大

阳光。

部分能量的源泉。

l．化石能源1【自主学习】化石能源的形成

来源千太阳1请同学们结合图片和课本，完成以下问题：

能

化石能源是怎么形成的？观看图片，认识

【课件展示】化石能源的形成

自主学习、回答

问题

石油、天然气的形成煤的形成

【知识归纳】

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。

【想想议议】

根据下图所示，说明太阳能辐射到地球的能量的

2.生物质1利用，转化和守恒的情况。看看哪位同学说的好。

能、风能、

水能来源千

太阳能

学生尝试回答

［分析］地球上不同地方吸收太阳的热能量不（设计意图：用

均匀，空气的冷暖就不一样，于是，暖空气膨胀变轻丰富、科学、生

动的图片资料，

后上升；周围冷空气过来补充，这样冷暖空气便产生

进一步激发学生

流动，形成了风。地球表面的一部分水吸收太阳的能

主动参与、自主

量经过蒸发形成水蒸气，暖湿气流从地面升起，因绝学习的兴趣，培

热达到过饱和而凝结成云，遇到冷空气就形成雨。万养学生热爱自

然、珍惜能源的

物生长靠太阳，植物通过光合作用从太阳获取能量，

意识。）

以化学能的形式存储在植物体内，人类和动物从植

物或其他动物为食物，荻取生物质能以维持生命。所

以说地球上的风能、水能、生物质能等都是来源于太

阳能。

［归纳总结］太阳是人类能源的宝库

1.化石能源来源千太阳能

2.风能、水能来源于太阳能

3.生物质能来源于太阳能

【跟踪练习】

1.下列关于能源、能量的说法正确的是答案：

A.化石能源是可再生能源1.D

B.太阳能不是清洁能源2.太阳能

C.核能只能通过重核裂变获取

D.化石能源实际上是来源于上亿年前太阳上的核能

2．今天我们开采化石燃料，实际上是在开采上亿年前

地球接收的学生汇报自制太

【提出问题】观察太阳能热水器集热管，玻璃管内表阳集热器实验结

论

面为什么涂成黑色的？

学生分析实验数

【探究实验汇报】自制太阳集热器

（三）太阳据：用黑纸包着

观察分析用哪种纸包着的瓶中水温度高？

能的利用将质量、温度相同的水分别倒入两个相同瓶中，的瓶中空气温度

用白纸和黑纸分别将瓶包起来，然后将瓶子放在太阳1吉

回。

光下，经一小时后，观察温度计的变化。

得出结论：黑

（说明：此实验是让学生课前完成的。）色物体更容易吸

【问题导学、自主学习】

I收太阳光的能

人类除了间接利用存储在化石燃料中的太阳能

1酰。

外，还设法直接利用太阳能。请同学们自学太阳能的

利用，回答人类直接利用太阳能的两种方式是什么？

自主学习、回答

利用太阳能的优点和缺点是什么？展示：

1、利用太阳能加热物体（光热转化）

l、光热转化

永霉，观看图片，认

识

光热转化把岑胆

熊转化为内能二

用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。观看图片，认识

实现了把太阳能转化为内能。光电转化实质：

2、利用太阳能电把将太阳能转变为电能（光电转化）太阳能转变为电

能

（设计意图：学

2、光电转化生通过自主学习

解决问题，提升

对知识的认识，

同时锻炼运用知

太阳能电池实现了将太阳能转变为电能；

识解决问题能

【归纳总结】

人类利用太阳能的实质，是将太阳能转化为其他1力。）

形式的能。

【畅所欲言】太阳能有哪些优缺点？

【总结】

太阳能的优点：

(1)能源量大：仅一小时到达地球表面的太阳能就交流讨论太

3.太阳能

有6.1X1俨焦，比目前全世界一年能源生产的总量还阳能的优点。

的优点及不

多；

足

(2)可持续性强：供应时间长，是一种取之不尽、

用之不竭的永久性能源；

(3)能源易获取：分布广阔，获取方便；

(4)安全性：安全清洁、无污染，不排放CO2

学生交流讨论太

太阳能的不足：能源分散、受自然条件限制，不稳定、

阳能的不足：

转化效率低、成本较高。

【跟踪练习］学以致用：思

考讨论分析解答

许多城市都在推广太阳能，城市交通指示灯及路

化学能、电能

灯照明系统已大量使用太阳能。白天，太阳能转化为

电能，除正常使用外，将多余的能量储存在蓄电池内，（设计意图：借

夜晚供交通指示灯及照明灯发光。助课件将学生感

兴趣的内容呈现

请完成下面的方框图，反映这个过程中能量发生

出来，培养学生

转化的情况。

关注科学、关心

社会发展的意

识。学生通过思

考解决问题，提

升对知识的梳

理，同时锻炼运

用知识解决问题

能力。）

三、课堂回顾本节课的学习内容学生讨论梳理知

本节课你有哪些收获？还有哪些疑惑？识要点。

小结

四、达标检师巡视讲评完成检测题

测见附件l

五、布置作I1．动手动脑学物理1.3.4课后完成

业I2完成176页想想做做

【板书设计】

§21.3太阳能

l．太阳是巨大的核能火炉，每时每刻发生核聚变。

2．太阳是能源宝库。化石能源来自太阳能。

3．太阳能的利用。光电转化，光热转化。

【教学反思】

一、案例的“亮点”

l、这节课的重点是了解太阳能的特点，知道太阳能应用方式。我在教学设

计上突出学生较熟悉太阳能集热器吸热设计讨论，和水循环的过程理解分析。上

完这节课使学生对太阳能热水器有更新更准的认识。光电转化的光伏产品的介绍

及其前景展示，使学生增强科技可使生活更美好的现实意义。提高学生的环保节

能慈识。训练习题尽可能联系学生身边的例子，并以图片呈现，增加学生的分析

直观性。

2、加强中考考点对应训练，及时巩固提高。

3．突出学生的自学与展示，讲练结合，及时巩固知识。

、案例的“不足”

1．教材设计一个探究实验《想想做做》没有在课堂上完成。而是在课前完成。

2、要鼓励同学们在学习中多交流，多合作，课前做好充分的准备。

附件1:【达标检测】

l．在太阳内部，氢原子核在超高温下发生，释放出巨大的核能．大部分

太阳能以和的形式向四周辐射开去．

2.目前直接利用太阳能的方式：一是用把水等物质加热，另一种是

用太阳能电池把太阳能转化成.

3．我国光伏产品近期遭遇欧盟“双反“调查，这是迄今为止对我国最大规模

的贸易诉讼．光伏产业利用太阳能的最佳方式是光伏转换，利用光伏效应使太阳

光照射到硅材料上产生电流直接发电下列说法中正确的是（)

A．光伏效应是将太阳能转化为电能

B．太阳能是不可再生能源

c．太阳能和电能都属于一次能源

D．化石能源和太阳能都是取之不尽用之不竭的

4.太阳能热水器是采用光转化为热的方式利用太阳能的．我国太阳能热水器

已走进了千家万户．小明家的太阳能热水器的采光面积是2.Im［若我市向阳的地

方每平方米的面积Ih得到的太阳能辐射能平均为3X106J,每天接收太阳能的

时间以8h计算，热水器能把接收到的太阳能的50％转化成水的内能，则正常情况

下，该热水器一天能把150kg、初温为20°C的水加热到多少°C?

5．人类对能源的需求越来越大，世界能源危机日益突出．如何充分利用和开发

新能源，实现低碳减排，已成为世界各国共同关注的问题．6月5日是世界环境日，

2013年我国的主题是“同呼吸，共奋斗＂．目前，我国在开发、利用太阳能方向

发展最快、最具潜力．你认为利用太阳能有哪些好处？

参考答案：

l．聚变，内能，光能

2．集热器，电能

3.A

4．太阳能热水器中的水一天吸收的热量：

Q=3X106JX2.1X8X50%=2.52X107J

因为Q=cm(t-tO)所以

Q..,.2.52x107J

t=~+t,,=~+20O~60C

cm·"'o4.2xl03J/(kg·吧）x150kg

5．无污染、环保、可再生（或取之不尽、用之不竭，答案不唯一，合理即可）

第四节：能源与可持续发展

【教学目标】

知识与技能

1.了解人类利用能源的发展足迹，知道能量的转移和转化都是有方向性的。

2.了解我国和世界能源消耗的增长状况，认识能源消耗对环境的影响。

3.知道能源与人类生存和社会发展的关系，使学生认识能源可持续发展的

重要意义

4.认识未来能源的特征。

过程与方法

1.通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力。

2.通过指导学生阅读教材，培养学生的自学能力。

情感、态度与价值观

l.通过对能量转移、转化具有方向性的理解，增强节能意识。

2.通过亲身的体验和感悟，关心自己身边的能源消耗对环境的影响，关注人类对能源

的需求和大蜇消耗能源所带来的问题，有可持续发展的意识，对保护环境，维待自

然界的平衡与和谐负有责任感。

3.使学生养成将科学服务于人类的习惯，有振兴中华的使命感和责任感。

【教学重点】

l、能揽转化和转移的方向性。

2、能源与可持续发展。

【教学难点】

收集消耗能源对环境造成破坏的资料用以讨论能蜇转化和转移的方向性。

［教学准备】

实物投影、幻灯片，多媒体教学设备

【教学过程】

主要教学过程

教学内容教师活动学生活动

【复习提问】能亚守恒定律的内容是什么？回答：能量既不会

一、温故知新1

凭空产生，也不会

【课件展示】节约用电凭空消失，它只能

从一种形式转化为

其他形式，或者从

一个物体转移到另

一个物体，在转化

二、生活情笣用或转移的过程中，

境，激趣导能量的总量不变。

下班时请及时关闭

入

电脑饮水机打印机等

一切用电设备

学生思考并回答：

【提出问题】既然能量是守恒的，为什么我们还要节约用电1

电能用完了就没

呢？

了，还要重新发

【教师引导】原来用电器在工作的时候把电能转化成其他的

I电。

能量，比如：电灯工作时把电能转化成内能和光能。这些能

量有的不是我们需要的，有的不能重复利用，不能再变成供

电灯发光的电能了。

学生听讲

【引入新课】由此可见为了礼会的可待续发展我们每个人应

当节约能源。本节课我们就来学习能源与可持续发展。

【板书课题】第4节：能源与可持续发展

（设计意图：这样引入新课很自然，体现了物理知识是未源

于生活的。自然地提出问题并可复习能量守恒定律，同时使

学生养成节约能源的意识。）

一、能量转移的方向性

三、进行新课【提出问题】学生回答：

（1)诸回忆在热传递的过程中，热址是怎样转移的？热量从高温物体

（一）能量转（2)冷水能把内能自发地转移给热水吗？转移到低温物体

移和能量转教师总结：在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体学生回答：不能

化的方向性转移到低温物体，不能相反。

【提出问题】

你见过生活中热量从低温物体转移到高温物体的吗？学生思考

l、能量转移1【课件展示】电冰箱提出：冰箱、空调

的方向性等

'`,

【教师提示】如果要使热趾从低温物体转移到高温物体，就

I学生听讲

需要消耗其他形式的能品。例如电冰箱就需要消耗电能。

【教师小结】能量转移具有方向性。

二、能量转化的方向性

2、能量转化记忆

【课件展示】行驶的汽车

的方向性

【提出问题】

(l)汽车制动时，消耗的动能转化成什么能？1学生思考并提出

(2)这些消耗的能篮能不能再自动地被用来驱动汽车？自己的看法

【引导学生分析】汽车制动时，由千摩擦，动能转化成轮胎、

地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地被用来驱

动汽车。

【提出问题】火力发电消耗的是煤炭的什么能？得到的是什

么能？得到的电还能变成煤炭吗？学生思考回答。

引导学生正确认识我们所能利用的能源是有限的，所以需要1学生交流：自然现

节约能源。I象的变化也具有

【教师小结】能量转化具有方向性。1类似的不可逆性，

【总结】与热现象有关的能立的转化和转移具有方向性，或1例如沙漠化的土

者说，能旦转化和转移具有不可逆性，因此，不是什么能谥1地不会自发地再

都可以利用，能源的利用是有条件的。变为绿洲。因此人

（设计意图：让学生意识到自然界中能的总量保持不变，但类不仅要珍惜能

并非所有的能量都可以被利用，我们能利用的能量是有限的。

在为学生树立节约能源的思想同时，为本节课“能源与可持1源和资源，还要自

续发展”做好铺垫。）

，觉地保护自然。

|

（二）能源消

【提出问题】人类在消耗各种能源的进程中给自己带来了便

耗对环境的-利，也给自己造成了麻烦，对环境造成了污染。消耗能源会

影响|对环境造成那些影响，产生哪些危害？说一说你的看法？学生回答：环境污

染：雾霾天气，天

1、搜集事例，学生讨论、分享：

引导学生分组讨论，搜栠事例，相互分享。不再蓝了，水不再

2、分析学生列举的事例：清了，空气中充满

【课件展示】展示事例一：大量燃烧煤、石油

了粉尘等等。

学生举例说明：

消耗能源会对环

境造成的危害。

【提出问题】

学生观看课件

1、燃烧煤的能量转化？

2、能扯有没有完全利用？学生回答：化学能

3、有无环境污染？

转化为内能，能量

分析：化石能源通过燃烧转化为内能，相当一部分内能没有1不能完全转化，产

被有效利用，造成了热污染。

生大量废热造成

【课件展示】展示事例二：汽车尾气了环境污染。

学生观看课件

【提出问题】

你看到什么现象，你发现汽车尾气有何危害？

分析：汽车尾气造成空气污染和城市热岛效应。燃料燃烧产

生的大量二氧化碳，加剧了地球的温室效应。

学生回答：造成环

【课件展示】展示事例三：酸雨、酸性气体境污染、温室效

应、雾霾天气等。

学生观看课件

【提出问题】

从图中你能发现什么问题？为什么会这样？

【分析】燃料燃烧还生成二氧化硫、氮氧化物、粉尘和一氧学生回答：酸雨腐

化碳等有害物质。产生的二氧化硫、氮氧化物遇到雨水就会1蚀的汉白玉石柱，

形成酸雨，会腐蚀建筑物，对植物和鱼类造成危害。

【想想议议】含硫燃料燃烧会

在耗用各种能源时，对环境是否会造成破坏呢？产生二氧化硫等。

在下表中，用“...j”表示大芷耗用该类能源对环境会有明显

破坏，用“X"表示对环境不会造成明显破坏。

广生的能源种类石油和煤水力核能柴薪1学生分组讨论后

I戏..咄＼天然气发电1完成

空气污染

仁

废物

I-

有害反射

水土流失和沙漠化

（破坏生态平衡）

|+-

【提出问题】针对以上事例，你对能源的利用有什么看法？

怎样能更好的利用能源？

学生回答：现在的

【归纳总结】保护环境，控制和消除大气污染，已成为当前

世界需要解决的重要课题。我们既要有效地利用能源，又要1能源有效利用率

很好的控制和消除污染。1低、浪费严重，严

（设计意图：使学生认识我国的能源现状，对我国能源的浪费重影响了环境，应

和来源有焦虑感，身临其境的体味不合理开发和利用对人类

生存环境造成的危害；同时锻炼学生搜集信息、处理信息的合理开发新能源，

能力，进一步提高节能和环保的意识。）

（三）能源与我们既要有效地

【提出问题】目前，人们在生产生活中使用的能源有哪些？

可待续发展利用能源，又要很

【课件展示】出示学生回答的能源：

好的控制和消除

煤、石油、天然气、水能、核能、风能、太阳能、风能、海

洋能、地热能和生物质能、氢能等。污染。

l、不可再生【提出问题】你能给他们分类吗？学生讨论后各抒

能源引导学生：从是否能可再生角度进行分类。

己见。

【课件展示】化石能源、核能等能源会越来越少，不能在短

期内从自然界中得到补充，这类能源称为不可再生能源。

【提出问题】全世界的能源消耗逐年增长，像化石能源、核

能会消耗殆尽，那该怎么办？

【课件展示】太阳能、风能、水能

学生尝试分类

学生讨论得出必

2、可再生能须开发新的能源、

源能够长期使用的

能源。

【提出问题】这些能源有什么特点？

【结论】像风能、水能、太阳能等可以在自然界中源源不断

的得到，称为可再生能源。