第1节 太阳能
课题
太阳能
课型
新授课
教学目标
知识与
技能
1.初步认识太阳的结构，知道太阳能是太阳内部发生核聚变形成的，知道太阳能是人类的资源宝库.
2.了解利用太阳能的方式
过程与
方法
通过课堂上设计装置，课下制作改进的过程，培养学生思考动手的能力，切实提高他们的创造能力，通过主动学习，提高学生搜集信息交流信息的能力
情感、态度与价值观
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中的物理学道理，有将科学技术应用于日常生活、社会实践的意识.
3.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
教学重点
太阳能的利用方式
教具准备
多媒体课件、塑料袋（白、黑）、凹面镜、三角支架、玻璃杯（带盖子）、水、温度计、太阳能凉帽（或太阳能电动玩具车）
教学难点
太阳的内部结构，太阳能的优缺点
教学课时
1课时
太阳能的好处
课前预习
1.巨大的“核能火炉”：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．
2.太阳是人类能源的宝库：太阳能是我们今天所用大部分能量的源泉．
3.太阳能的利用：目前直接利用太阳能的方式主要有两种，一种是用集热器把水等物质加热，另一种是用太阳能电池把太阳能转化成电能．
巩固复习
教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的对应练习（教师可有针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固
新课导入
教师出示“阳光动力2号太阳能飞机”图片.
师 同学们，知道这是什么飞机吗？这是全球最大太阳能动力飞机——“阳光动力2号”.“阳光动力2号”2015年6月29日从日本名古屋出发飞往美国夏威夷，开始环球飞行的第八站.2015年7月3日清晨，“阳光动力2号”经过118小时持续飞行，抵达美国夏威夷州的檀香山卡雷罗亚机场，创下太阳能动力飞机的最长不间断飞行纪录.你们知道它是怎么工作的吗？
学生产生疑问，思考.
师 学习了本节知识后你们就会明白！好，下面我们就开始学习
进行新课
一 太阳和太阳能
1.太阳的结构
师 首先，我们来了解太阳为什么会产生太阳能而且经久不衰.
大家在课前通过搜集、查阅相关资料，自学了太阳的内部结构，现在请你上台来给大家介绍一下你的收获，把你的成果和大家一起分享好吗？
生1：太阳是一个巨大的“核能火炉”，其核心温度高达1 500万摄氏度.在太阳的内部，氢原子核在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能，相当于在太阳的核心每时每刻都在发生爆炸，它比爆炸的威力更大.
生2：太阳由内向外依次由太阳核心、辐射层、对流层、太阳大气组成.太阳核心释放的能量向外扩散，经过数千年的时间传送到太阳表面（太阳大气）.太阳表面温度约6 000 ℃，就像一个高温气体组成的海洋.大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射出去.
生3：太阳这个巨大的“核能火炉”已经稳定地“燃烧”了50亿年.目前，它正处于壮年，要再过50亿年它才会燃尽自己的核燃料.
教师点评，对学生回答予以肯定
板书：太阳——巨大的“核能火炉”
①太阳内部发生聚变，释放出巨大的能量；②大部分太阳能以热和光的形式辐射出去.
2.太阳能是人类能源的宝库
师 太阳向外辐射的能量中，只有20亿分之一传递到地球，其中又只有不到一半被地球接收.太阳光已经照耀我们的地球50亿年了，地球在这50亿年中积累的太阳能是我们今天所用的大部分能量的源泉.这应该怎么理解呢？
学生分析、交流和讨论.
教师可以以煤、石油和天然气的形成为例进行讲解.用多媒体播放煤、石油和天然气的形成视频.
学生看完后，教师引导学生分析，知道了煤是远古时期，植物通过光合作用，将太阳能转化为生物体的化学能.以植物为营养的动物、微小的海洋生物等，在它们死后，躯体埋在地下、海底,经过几百万年的沉淀、化学变化、地壳运动，在高压下前者变成了煤，后者变成了石油和天然气.
师 请大家看教材P175“想想议议”，认真观察图22.3-4，分析并思考地球上的能量是怎样转化和守恒的.
学生思考、分析、发表各自看法：
(1)地球上的风能、水能、生物质能等都是来源于太阳.地球上任何地方都在吸收太阳的热能量，但是由于地面每个部位受热的不均匀性，空气的冷暖程度就不一样.于是，暖空气膨胀变轻后上升，冷空气冷却变重后下降，这样冷暖空气便产生流动，形成了风.地球表面的一部分水吸收太阳的能量经过蒸发形成水蒸气，暖湿气流从地面升起，因绝热达到过饱和而凝结成云，遇到冷空气就形成雨
(2)植物通过光合作用从太阳获取能量，以化学能的形式存储在植物体内.
(3)人类和动物从植物或其他动物获取生物质能以维持生命.
总之，整个能量是守恒的.
小组问题探讨：
我们已经知道风能、生物质能等来源于太阳，那么地热能与潮汐能是不是也来源于太阳？若不是，分别说说它们与什么有关.
进行新课
教师总结：综合上述，可以这么说，自然界中的一切能源归根结底都来自于太阳能，太阳能是人类能源的宝库.
板书：太阳能——人类能源的宝库，自然界中的一切能源归根结底都来自于太阳能
二 太阳能的利用
1.直接利用太阳能
师 同学们，生产、生活中哪些地方应用了太阳能呢？我们是如何利用太阳能的？大家根据平时的观察、了解，举例说明.
生：（踊跃发言）家庭里的太阳能热水器；夏天，小朋友戴的太阳能凉帽；免充电的太阳能电池手机；乌云山茶叶公园街道上的太阳能路灯；上海世博会期间用的太阳能电动公交车；航天技术中利用太阳能电池帆板吸收太阳能供卫星工作……
师 你们能说出它们的工作原理吗？下面，请大家利用手头的器材分组进行实验.
甲组生：将一杯水分成相同体积的两份，分别用黑塑料袋和白塑料袋套上并把袋口扎紧，放在同一太阳底下晒，15分钟后，立即用温度计测量它们的温度.
乙组生：凹面镜正对太阳光，盛水的玻璃杯放在三角支架上，调节支架高度和位置，使玻璃杯恰好处在凹面镜的焦点处（当出现一个最小、最亮光斑时为准），过一会儿，用温度计测量水的温度.
丙组生：把太阳能凉帽先放在无光处，观察扇叶的转动情况；然后移到太阳光下，观察扇叶的转动情况.若改用太阳能电动玩具车，则观察无光、有光照射时，太阳能电动玩具车的运动情况.
师 请各小组交流实验情况.
甲组生：黑塑料袋中水温升高快些，由此可知黑物体吸热能力强.
乙组生：玻璃杯中水温升高了，说明凹面镜聚集了太阳光，太阳能可以转化为水的内能.
丙组生：有光照射的条件下，扇叶转动（玩具车运动），说明了太阳能电池可以将光能转化为电能，经电动机转化为动能，带动扇叶转动（玩具车运动）.
教师点评：这些归纳起来是两种直接利用太阳能的方式.
板书：目前直接利用太阳能的方式有两种：
(1)用太阳能集热器把水等物质加热（光热转换）；
(2)用太阳能电池把太阳能转化成电能（光电转换）.
除了以上直接利用太阳能的方式以外，我们还可以通过下面几个渠道来利用太阳能：
（1）绿植物的“光化转换”.植物通过光合作用将太阳能储存起来，实现光能转化为化学能，再以柴薪、沼气、煤、石油、天然气等形式为人类所利用.
（2）空气水分的“光机转换”.由于太阳的热辐射，大气和水分升腾循环，再通过风、水等形式释放出来，实现光能转化为机械能.
（3）被海洋吸收，成为海洋内能.
2.太阳能的优点和缺点
师 同学们，太阳能的应用具有越来越广阔的空间，它作为新型能源，具有常规能源无法比拟的优点，所以现在世界各国都在研究和设法加以利用.请大家查阅资料，然后进行交流.
课外拓展：
太阳能的利用效率
（1）光热转换：光热转换的基本原理是使太阳能聚焦，用它来加热某种物体以获得内能.如太阳灶、太阳能热水器等.
太阳灶的热效率为25%，指的是接收的太阳能的25%转化为内能被灶或水吸收，即 .
（2）光电转换：光电转换是将太阳能转化为电能.目前太阳能用于发电的途径有两种：①热发电，就是先用集热器把太阳能变成内能，再通过汽轮机将内能转变为电能；②光发电，就是利用太阳能电池的光电效应，将太阳能直接转化为电能.太阳能电池的转换率为16%，指的是接收的太阳能的16%转化为电能,即
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学生思考、交流、讨论，发表看法.
师 太阳能虽然具有传统能源所没有的优点，但它也有缺点从而利用起来有一些困难.
【课堂交流、小结与延展】
师 同学们，我们通过本节课的学习，了解了太阳能是如何产生的，知道目前太阳能利用的主要方式，明白了太阳能是人类能源的宝库.同学们，通过查阅资料得知了太阳能具有许多突出的优点.你们还有哪些收获呢？还想知道太阳能的哪些知识呢？请同学们课下查阅资料，相互交流、讨论.
生1：通过学习，知道了太阳的内部结构和太阳能产生的原因——太阳内部发生氢核聚变产生的巨大能量.
生2：通过学习，明白了自然界中的一切能源归根结底都来自于太阳能，太阳能是人类能源的宝库.
生3：我们知道各种形式的能可以相互转化，太阳能能否直接转化为人体的生物质能呢？
生4：太阳能的转化效率低，而且受到季节天气的限制，能否在这些方面加以改进呢？
教学板书
课堂小结
同学们，我们通过这节课的学习，收获了不少知识.我们对太阳能有了新的认识，了解了太阳能的产生机理，知道太阳能是人类能源的宝库；目前直接利用太阳能有两种方式：集热器把水等物质加热和太阳能电池把太阳能转化为电能.随着化石能源的枯竭，太阳能作为一种新能源，具有许多突出的优点，在不久的将来，我们相信，在同学们的努力学习和研究开发下，太阳能将会成为生产、生活中的主要能源.好，谢谢大家！