第1节 太阳
太阳能的好处知己知彼,百战不殆。《孙子兵法·谋攻》
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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
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.
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.
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
太阳和太阳能
1.太阳的结构
首先,我们来了解太阳为什么会产生太阳能而经久不衰.
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1500万摄氏度.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,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6000℃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辐射出去.
2.太阳能是人类能源的宝库
太阳向外辐射的能量中,只有0亿分之一传递到地球,其中又只有不到一半被地球收.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,物通过光合作用,将太阳能转化为生物体的化学.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.
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、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
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.
:(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……
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.
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
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.