北師大九年級物理下冊 （能源 危機與希望）粒子和宇宙教學(xué)課件

第十六章粒子和宇宙能源：危機與希望

3.初步了解人類發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、利用能源的歷史，能通過具體的事例，說出能源與人類生存和社會發(fā)展的關(guān)系.1.通過實例認識能量可以從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化，但自然轉(zhuǎn)化過程不可逆.新課目標學(xué)習(xí)目標4.了解核裂變及核聚變.2.永動機是不可能存在的.新課引入

你們知道我們生活的地球上有哪些能源嗎，人類怎樣利用它們呢？觀察與思考自然界中的物質(zhì)存在著不同的運動形式汽車的運動新課講解能量轉(zhuǎn)化與守恒定律一電荷的運動分子的運動觀察與思考

觀察下面圖片中的情形，各種不同的運動形式都存在著什么能量？分別有哪些不同形式的能量在發(fā)聲相互轉(zhuǎn)化？不同形式的能連之間的相互轉(zhuǎn)化有怎樣的規(guī)律？飛行的飛機柯受良駕車飛越黃河交流與討論水力發(fā)電站太陽能電池板大亞灣核電站風(fēng)力發(fā)電能的轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化與守恒定律

大量事實表明：不同形式的能量之間可以相互轉(zhuǎn)化，在一定量的某種形式的能量減少的同時，總伴隨著其他形式的能量在等量地增加.就是說：能量不會憑空消失，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化成其他形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變.這就是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律.失敗的永動機觀察與思考幾個失敗的永動機利用磁鐵對車前端鐵板的吸引，牽引車前進

很顯然，這些永動機全是失敗的，因為它們違背了能量守恒定律，能量不可能被創(chuàng)生，因此永動機是不存在的.利用磁鐵A將沿軌道下滑的鐵球從軌道M吸上來

值得一提的是,能量轉(zhuǎn)化的過程可以自發(fā)地朝某個方向進行，卻不能只發(fā)地朝相反的方向進行.例如用火燒水時，水越來越冷而火更旺的情況是不會發(fā)生的；又如小孩坐冰車被推走速度只會越來越慢而不會越來越快.這些事例說明，自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化過程是有一定的方向性的，即自發(fā)能量轉(zhuǎn)化過程不可逆.回答：煤，煤氣，柴草、天然氣、電……，這些都是能源.想一想：我們每天要吃飯、喝水，用什么來煮飯、燒水呢？

能量是與物質(zhì)及其運動相聯(lián)系的.對應(yīng)于不同形式的運動，有不同形式的能量，如機械能、電磁能、內(nèi)能、化學(xué)能等.自然界存在著可以為人類提供能量的自然資源，稱為能源.能源是人類社會活動的物質(zhì)基礎(chǔ).能量與能源二2003年美國與加拿大東部地區(qū)當?shù)貢r間8月14日下午四時十四分突然大范圍停電，由加拿大東部城市多倫多以至美國東部的紐約地區(qū)都受影響.美國東部大停電觀察與思考

由此可見能量對人類的重要人類的生活、生產(chǎn)離不開能源的利用.能源的現(xiàn)狀又是如何呢？停電引發(fā)的交通癱瘓1.煤炭資源：地質(zhì)儲量約1.44萬億噸，占世界煤炭總儲量的13%.我國的能源消耗狀況中國能源資源真的豐富嗎?

2.石油資源：保有儲量為600億噸，但后備資源不足，而且石油可采儲量的增長速度低于老油田的遞減速度，儲采比呈下降趨勢.3.天然氣資源：保有儲量為7000億立方米，但后備資源不足；水力資源：理論儲量為6.8億千瓦，但可開發(fā)儲量只有3.78億千瓦，且其中67.8%的水力資源集中分布在西南地區(qū)，要開發(fā)不易.無疑：我國是世界上能源豐富的國家之一，但我國人口眾多，人均能源占有量遠低于俄羅斯、美國，只有世界人均能源占有率的1/2.

人類對能源的需求日益擴大，煤、石油、天然氣等不可再生能源日益減少，二十一世紀人類最迫切的需要是改變能源嚴重缺乏的現(xiàn)狀.新能源的開發(fā)已經(jīng)迫在眉睫.物質(zhì)與能量三1905年，愛因斯坦以驚人簡潔的公式E=MC2揭示了以質(zhì)量M為標志的物質(zhì)與能量E的關(guān)系.式中C為光在真空中的速度.愛因斯坦的質(zhì)能方程為核能的開發(fā)和利用提供了理論支持.1938年，物理學(xué)家用中子轟擊鈾核，使之分裂并放出中子及能量，這個過程就叫作核裂變.另外，放出的中子會繼續(xù)撞擊其它的核，并再次放出中子，如果不加控制將會一直進行下去，這就是鏈式反應(yīng),原子彈就是這樣子造出來的.1KG鈾全部裂變時釋放的能量相當于2500T優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒釋放的能量.人們把這種能量稱為核能.

鏈式反應(yīng)“小男孩”原子彈核能首先被用來制造恐怖武器原子彈，威力十分巨大.原子彈爆炸威力驚人

現(xiàn)在，原子核能已被用于和平目的，十幾個國家都已建成核電站.但是核電站一旦泄露，就會帶來和污染等問題，危及人類生命安全，因此和平安全使用核能，做好防護措施是很重要的事情.核電站核能內(nèi)能機械能電能↓↓↓秦山核電站大亞灣核電站嶺澳核電站陽江核電站核聚變

不久，人類發(fā)現(xiàn)氘核和氚核在超高溫下聚合成氦核，同時放出大量能量.這種2個質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的新核，同時釋放出能量的反應(yīng)稱為核聚變.

人們從太陽的光譜中發(fā)現(xiàn)，太陽中在激烈的進行著核聚變，同時釋放出巨大的能量.氫彈就是利用裂變的高溫使氘核與氚核發(fā)生聚變從而引發(fā)巨大爆炸的.聚變氫彈

核聚變的優(yōu)越性不僅只能量釋放多出4倍于裂變，更可喜的是，所需的氘核在海水中就含量巨大，堪稱用之不竭.現(xiàn)今許多國家都在運行改進可控核聚變實驗裝置，爭取早日實現(xiàn)可控核聚變.中國“環(huán)流器”裝置

物理學(xué)的研究表明，有些能源，如太陽能、風(fēng)能、潮汐能、水力和地?zé)崮艿瓤梢哉J為是無限的，所以也把它們叫作可再生能源.科學(xué)與人類四風(fēng)能觀察與思考潮汐能發(fā)電地?zé)崮馨l(fā)電太陽能能源的分類能源分類方法能源分類名稱特點舉例按形成或轉(zhuǎn)換特點分一次能源自然形成，未經(jīng)加工太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、潮汐能二次能源由一次能源?jīng)加工轉(zhuǎn)換而成焦炭、木炭、蒸汽、液化氣、酒精、汽油、電能按利用技術(shù)分常規(guī)能源已大規(guī)模正常使用煤、石油、天然氣、水能新能源正在開發(fā)或有新的利用方式太陽能、核能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、沼氣、風(fēng)能能源按不同的分類方法就會有不同的分類結(jié)果.能源分類方法能源分類名稱特點舉例按可否再生分可再生能源可循環(huán)使用、不斷補充水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮懿豢稍偕茉炊唐趦?nèi)無法轉(zhuǎn)換獲得煤、石油、天然氣、核燃料按對環(huán)境污染情況分清潔能源對環(huán)境基本上沒有污染太陽能、海洋能、風(fēng)能、水能污染能源會嚴重污染環(huán)境化石燃料(煤、石油、天然氣)

當代的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，已經(jīng)使人類具有了認識和利用自然環(huán)境的能力，推動著人類社會的進步，提高了人類生活的質(zhì)量.但隨著新技術(shù)的應(yīng)用，也引發(fā)了環(huán)境污染、能源短缺、全球變暖、臭氧枯竭、物種滅絕等一些列問題.因此，我們應(yīng)該樹立科學(xué)發(fā)展觀，在利用科學(xué)技術(shù)改善生活的同時，也要注意避免因濫用技術(shù)而導(dǎo)致的社會問題，促使人類社會全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)地發(fā)展.1.解決能源問題的主要措施是()A.大力開發(fā)新能源B.大量利用太陽能、地?zé)崮蹸.大量利用水能、風(fēng)能D.采用新技術(shù)、新設(shè)備，更新落后的技術(shù)裝備A典例與精析2.“溫室效應(yīng)”是怎樣形成的，有什么危害？答案：“溫室效應(yīng)”的產(chǎn)生是由于石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量．它的危害是使地面氣溫上升、兩極冰雪融化、海平面上升淹沒沿海城市、海水向河流倒灌、耕地鹽堿化等．1.人類與能源的關(guān)系.2.能量轉(zhuǎn)化與守恒定律.3.永動機不存在.4.能量存在的形式以及人類對各種能源的利用.5.核裂變與核聚變.6.能源及環(huán)境等問題和可持續(xù)發(fā)展.課堂小結(jié)1.下列關(guān)于核能的說法正確的是()A.物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子中有原子核，所以利用任何物質(zhì)都能得到核能B.到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變C.原子彈和氫彈都是利用原子核裂變和聚變的原理制成的D.自然界只有在人為的條件下才會發(fā)生裂變C課堂訓(xùn)練1.下列能源中不屬于新能源的是()A.水能B.核能

C.潮汐能D.太陽能

2.下列能源中與太陽能無關(guān)的是（）

A.水能和風(fēng)能B.煤和石油C.潮汐能D.干木柴

AA

3.氫彈是利用

核的

制成的;原子彈是選用

核的

制成的，氫彈是一種比原子彈威力更為巨大的核武器

4.節(jié)約能源的重要意義是（）

A.可提高經(jīng)濟效益，降低成本

B.能緩解能源緊張局面

C.可提高能源利用率

D.可減少對化石燃料的開采輕聚變重C裂變