第3节太阳能【教学目标】一、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.二、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.三、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.【教学难点】太阳的内部结构，太阳能的优缺点.10
【教具准备】多媒体课件、塑料袋（白色、黑色）、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）.【教学课时】1课时【巩固复习】教师引导学生复习上一节内容，并讲解学生所做的课后作业(教师可针对性地挑选部分难题讲解），加强学生对知识的巩固.【新课引入】师随着人们生活质量的提高，加之享受改革开放的成果，家电下乡的实施，使太阳能热水器进入了我国广大居民家庭，它具有方便、节能、高效的特点，深得人们的青睐.同学们，你们知道它的原理吗？它是怎么样工作的？学生回忆、思考和讨论.师学习了本节知识后你就会明白了！好，下面我们就开始学习【进行新课】知识点1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，而且经久不衰呢？10
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氢弹爆炸，它比原子弹爆炸的威力更大.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2亿分之一传递到地球，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5亿年了，地球在这5亿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.10
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.生看完后，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页《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.10
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太阳能.知识点2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，分别用黑塑料和白塑料袋装上并把袋口扎紧，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，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.10
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:黑色塑料袋中水温升高快些，由此可知黑色物体吸热能力强；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，转化为水的内能（光热转换）；（2）用太阳能电池把太阳能转化成电能(光电转换)..2.间接利用太阳能师我们知道绿色植物进行光合作用，吸收光能经叶绿体合成有机物，转化为生物质能，这一过程是间接利用太阳能.板书：间接利用太阳能——绿色植物进行光合作用，将光能转化为生物质能储存在植物体内（光化转换).3.太阳能的优点和缺点师10
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．学生思考、交流、讨论.发表看法.教师总结：太阳能的优点：（1）太阳能巨大，仅一小时到达地球表面的太阳能就比目前全世界一年能源生产的总量还多；（2）供应时间长，是一种取之不尽、用之不竭的永久性能源；（3）分布广阔，获取方便；（4）安全清洁、无污染.师太阳能虽然具有传统能源所没有的优点，但它也有一些缺点给利用上带来一些困难．教师总结：太阳能的缺点：（1）太阳能虽大，但太分散，垂直射到地面每平方米的面积上的太阳能只有数百瓦，要大规模开发和利用太阳能，必须设置庞大的收集和转化能量的系统，因而造价太高，影响推广.（2）由于地球自转、气候、季节等原因，太阳能射到某地的功率变化很不稳定，给人们稳定利用太阳能带来困难.（3）目前太阳能的转换效率还很低，光热转换率只有50%〜60%，光电转换率只有10%左右.【课堂交流、小结与延展】师10
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？【教师结束语】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！课后作业完成本课时的练习.10
在帮助学生理解如何利用太阳能时，教师可以大胆放开学生，让学生自己根据平时观察利用太阳能的事例，自己选择器材、设计实验进行探究，找出答案.这样更能够培养学生的探究精神，实践能力及创新意识.在分析煤、石油和天然气的形成过程中，通过播放动画视频，这样能激发学生的学习兴趣，突破了常规的教师说教讲解过程，将枯燥的知识形象化，生动化.让学生观看后，可以由学生自己发表各自的看法、互相交流、取舍正确与否，这样既让学生收获了知识，更能够提高学生的分析问题能力，同时增强学生的团结协作意识.本节课设计活动上有很大的灵活性，所以在课上要鼓励学生多动脑、多实践，给他们相对充裕的时间，他们总会有所得.同时也要培养他们严谨的科学态度，潜移默化教给他们正确的科学方法.另外还要通过种种措施和手段，激发学生在课后仍然保持科学探究的热情，由课内到课外、由被动到主动，逐渐使学生养成自主学习、勤于思考的好习惯.10
风能的来源风是地球上的一种自然现象，它是由太阳辐射热引起的.太阳照射到地球表面，地球表面各处受热不同，产生温差，从而引起大气的对流运动形成风.风能就是空气的动能，风能的大小决定于风速和空气的密度.据估计到达地球的太阳能中虽然只有大约2%转化为风能，但其总量仍是十分可观的.全球的风能约为2.74×l09MW，其中可利用的风能为2×l07MW，比地球上可开发利用的水能总量还要大10倍.空气流动所形成的动能即为风能，风能是太阳能的一种转化形式.太阳的辐射造成地球表面受热不均，引起大气层中压力分布不均，空气沿水平方向运动形成风.风的形成是空气流动的结果.10
