沪科版物理九年级名师教案：第20章能量、材料与社会复习

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第二十章 能量、材料与社会 一、复习目标 （1）知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。 （2）列举出日常生活中能量守恒的实例。 （3）通过学习了解什么是能源。知道哪些属于可再生能源，哪些属于不可再生能源。知道能源与人类社会密切相关，但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题。 （4）知道导体、绝缘体、半导体导电性能的差异，知道半导体二极管的单向导电性。 （5）知道超导材料是一种电阻为零的材料，知道超导材料具有超导磁悬浮的特性。 二、课时安排 2课时 三、复习重难点 （1）知道在转化的过程中，能量的总量是保持不变的。 （2）通过学习了解什么是能源。知道哪些属于可再生能源，哪些属于不可再生能源。知道能源与人类社会密切相关，但需要不断开发和利用新能源以解决能源的供需矛盾和环境问题。 四、教学过程 （一）知识梳理 一 能量的转化与守恒 1.多种形式的能量：化学能 ②核能 2.能量的转化与转移：能量的转移 ②能量的转化 3.能量守恒定律 二.能源的开发和利用 1.能源与社会 2.开发新能源 三.材料的开发和利用 1.材料与社会发展 2.材料的导电性 3.开发新材料：超导材料 ②纳米材料 （二）题型、方法归纳 选取经典选择题以及问答题形式，给学生讲解，以促进学生对所学知识的充分理解与掌握。采用启发、诱思、讲解和讨论相结合的方法使学生充分掌握这一章节的知识。 （三）典例精讲 例1：下列关于能量转化的实例，你认为说法正确的是（　　） A．水轮机带动发电机发电：电能转化为机械能 B．电动机工作：机械能转化为电能 C．燃料燃烧：化学能转化为内能 D．汽油机的压缩冲程：内能转化为机械能 解：A、水轮机带动发电机发电，将机械能转化为电能，故A错误；B、电动机工作过程中消耗电能转化为机械能，故B错误；C、燃料燃烧都是将化学能转化为内能，故C正确；D、汽油机的做功冲程对外做功，将内能转化为机械能，故D错误．故选C． 例2：关于核电站、能量和能源，下列说法正确的是（　　） A．目前人类己建成的核电站，都是利用核聚变发电 B．核电站的核废枓可以直接堆放在露天垃圾场 C．所有能量转化和转移过程，都遵循能量守恒定律 D．水能，风能和太阳能都属于不可再生能源 解：A、核电站是利用核裂变来释放能量的，不是利用核聚变，故A错误；B、核废料具有放射性，会对环境和生物造成严重的危害，不直接堆放在露天垃圾场，要做防辐射处理，故B错误；C、所有能量的转化和转化过程都遵循能量守恒定律，故C正确；D、能够源源不断地从自然界中获得或可重复利用的能源是可再生能源，太阳能、风能和水能是可再生能源，故D错误．故选C． 例3：关于新材料及信息传递的说法正确的是（　　） A．超导体可用于制作电饭锅 B．声呐利用电磁波传递信息 C．手机是利用超声波传递信息 D．半导体可制作发光二极管 解：A、当电阻为零时，不会产生电热，所以不能利用超导体用于电热器，故A错误；B、声呐利用超声波传递信息，故B错误C、移动电话、无线电广播电视、卫星通信、光纤通信都是利用电磁波传递信息的，故C错误；D、半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，LED灯的核心元件发光二极管是由半导体材料制成的，故D正确．故选：D． （四）归纳小结 一 能量的转化与守恒 1．能量的存在形式：机械能、电磁能、内能、化学能和核能等。 （1）化学能：是由于化学反应，物质的分子结构变化而产生的能量。 （2）核能：是由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产生的能量。 2．能量守恒定律：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。（说明：能量的转化是有条件的，即能量在一定的条件下，才会发生转化或转移） 二.能源的开发和利用 1.能源与社会： （1）可再生能：自然界中像太阳能、风能、水能以及动植物等这类可以长期提供或可以再生的能属于可再生能； （2）不可再生能：而像煤、石油、天然气和铀矿这类化石或矿物能，已经消耗就很难再生的能就是不可再生能。 说明：目前世界能消耗中90%以上是不可再生能。其中：石油大约占40%，煤大约占35%，天然气大约占20%，而我国的能结构主要以煤为主，其比重大约是煤75%，石油17%，天然气3%，其他（水电、核电、新能发电）占6%，结构不合理。 （3）一次能和二次能： 一次能：可以直接从自然界获取的能叫做一次能。 二次能：无法从自然界直接获取，由一次能转化而的能叫做二次能。 （4）常规能和新能： 常规能：像煤、石油、天然气以及水能等人类已经使用多年的能叫做常规能。 新能：像太阳能、核能、地热能、潮汐能等人类最近才开始开发使用的能叫做新能。 （5）能的开发和利用：能利用的进步导致了人类文明的跃进。 先是钻木取火，从人类利用自然火到人工火的转变，导致了以柴薪作为主要能的时代的到； ②蒸汽机的发明是人类利用能量的里程碑，人类从此步入以机械动力大规模代替人力和畜力的时代。人类的主要能由柴薪向煤、石油、天然气等化石能的转化； ③20世纪40年代，物理学家发明了可以控制核能释放的装置——核反应堆，人类开始了以核能为代表的又一次能革命。 2.开发新能 （1）太阳能：太阳能是一种可再生能,没有污染。 目前利用太阳能有两种方式： 利用太阳能加热；（如太阳能热水器） ②利用太阳能发电：（太阳能电池） （2）核能： 核能的开发和利用有两种方法：一种是利用核裂变释放能量，另一种是利用核聚变释放能量。 A、核裂变是原子中的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。既铀原子核在中子的轰击下行会产生裂变反应，每个铀原子核的裂变除了要产生大量的热量以外，还要产生2～3个以上的中子。 B、核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。 ②目前建成的核电站是利用核裂变发电的，就是通过核反应堆有效控制链式反应的速度，使核反映缓慢的进行，并不断的释放热能。 （3）其他新能： 地热能是利用地球内部炽热的岩浆使地下水变为水蒸气从而发电的一种能量； ②潮汐能是月球、太阳对地球的引力作用而产生的潮汐能；风能是利用空气高速流动带的能量。 三.材料的开发和利用 1.材料与社会发展 同学们看书了解材料的历史。让同学们以小组为单位选出代表总结回答——材料的发展简史 教师总结：人类社会的发展与人们对材料的认识、开发和利用密切相关，人类发展过程中先后经历了石器时代、青铜时代和钢铁材料时代。 材料的导电性 （1）根据材料的导电性能，材料可分为导体、半导体及绝缘体三大类。 容易导电的材料是导体；不容易导电的材料是绝缘体。 半导体可以制成二极管、三极管等半导体元件和集成电路；半导体二极管有单向导电性，半导体三极管可以用来放大电信号 让我们来欣赏两组半导体的图片 （2）半导体材料的发展历程及应用领域 半导体材料是半导体工业的基础，是信息技术和产业发展的“粮食”。 半导体材料应用已经成为衡量一个国家经济发展科技进步和国防实力的重要标志。 3.开发新材料： （1）超导材料 1）超导材料是一种电阻为零的材料。什么现象叫超导现象？什么材料叫超导材料？ ①只有当温度在某一低温(称转变温度或临界温度)以下才具有超导性。 ②不同材料的转变温度不同，如汞(4.15K)、钨(0.012K)、锌(0.75K)等。现在的一些高温超导材料，由一般导体转变为超导体的温度已达到100K以上。我国研制的超导材料的转变温度已达到134K。 举例：超导磁悬浮现象是一个超导体与一个永磁体(或电磁铁)叠放时，由于电磁感应现象，超导体中产生的感应电流激发很强的磁场与永磁 （2）纳米材料 21世纪是科技高速发展的一个世纪，其主要方向之一就是新材料的研制和应用。新材料的研究是人类对物质性质的认识和应用向更深层次的进军。 我们在本章开始的时候就学习了物质的尺度，知道了纳米这个单位。这个单位实在是太小了，过去我们在生活中没有关注它，但现在却成了人们谈论的热门话题。原因是人们发现将某些物质的尺度加工到1～100nm，它们的物理性质或者化学性质与较大尺度时比，发生了异常的变化，这就称为纳米材料。一些新颖的纳米材料被应用到某些产品上，产生了神气的效果。 纳米材料的应用： （1）洗衣机桶的表面上用了纳米尺度的氧化硅微粒和金属离子的组合，就具有抑制细菌生长的功能。 （2）普通领带的表面经过纳米方法处理后，会有很强的自洁性能，不沾水，也不沾油。 （3）用纳米陶瓷粉制成的陶瓷，具有一定的可韧性，用于制造发动机的缸体，汽车会跑的更快。 五、板书设计 一 能量的转化与守恒 1.多种形式的能量：化学能 ②核能 2.能量的转化与转移：能量的转移 ②能量的转化 3.能量守恒定律 二.能源的开发和利用 1.能源与社会 2.开发新能源 三.材料的开发和利用 1.材料与社会发展 2.材料的导电性 3.开发新材料：超导材料 ②纳米材料 六、作业布置 完成同步练习 七、教学反思 借助多媒体形式，使同学们能直观感受本章重点内容，以促进学生对所学知识的充分理解与掌握。采用启发、诱思、讲解和讨论相结合的方法使学生充分掌握这一章节的知识。进行多种题型的训练，使同学们能灵活运用本章重点内容。