滬科版九年級物理 （能源的開發(fā)和利用）能源、材料與社會教學(xué)課件

能源的開發(fā)和利用

情境導(dǎo)入

我們已經(jīng)認(rèn)識了各種形式的能，在日常生活中做飯、照明、取暖等需要能量。在工廠里機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、在公路上汽車等交通工具的動力的產(chǎn)生等都需要能量。人類自身生命的運(yùn)動、生長也需要能量……人類生活的一切活動都離不開能量，沒有能量，人類將無法生存！今天我們來研究能源的開發(fā)和利用。(1)通過學(xué)習(xí)了解什么是能源。知道哪些屬于可再生能源，哪些屬于不可再生能源。知道能源與人類社會密切相關(guān)，但需要不斷開發(fā)和利用新能源以解決能源的供需矛盾和環(huán)境問題。(2)知道能源與人類生存和社會發(fā)展密切相關(guān)，知道人類發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、利用能源的歷史，就是其認(rèn)識自然、理解自然的歷史，并能通過。(3)了解能源的利用和開發(fā)在推動社會進(jìn)步的同時，帶來了能源危機(jī)，也造成了對環(huán)境的污染和生態(tài)的破壞，學(xué)會辨證的思考問題、學(xué)會關(guān)注自然、關(guān)注社會。本節(jié)目標(biāo)預(yù)習(xí)反饋2.不可再生能源:一旦消耗很難_____的能源。如煤、石油、天然氣和鈾礦這類化石或礦物能源。.1.可再生能源:可以_________或可以_____的能源。如太陽能、風(fēng)能、水能以及動、植物等。3.環(huán)境污染:煤的燃燒會產(chǎn)生大量的_________氣體,導(dǎo)致__________,全球變暖,危害生態(tài)平衡。長期提供再生再生二氧化碳溫室效應(yīng)課堂探究一.能源與社會人類利用能源的歷程鉆木取火這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)，使人類實(shí)現(xiàn)了從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變。開啟了人類以柴薪為主要能源的時代。柴薪主要通過砍伐森林獲得，大面積的砍伐森林嚴(yán)重破壞地球的生態(tài)平衡。同時由于燃燒柴薪獲取能量的效率較低，人類仍需要開發(fā)其他的能源。課堂探究

蒸汽機(jī)的發(fā)明令人類成功地將燃燒獲取的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。實(shí)現(xiàn)了以機(jī)械動力大規(guī)模代替人力和畜力的新時代，人類的主要能源從柴薪轉(zhuǎn)向熱值更高的煤。

煤、石油、天然氣是千百萬年前埋在地下的動、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。這三種能源是當(dāng)今世界一次能源的三大支柱。課堂探究

1．能直接從自然界獲取的能源稱為一次能源。水能地?zé)崮茱L(fēng)能課堂探究（1）不可再生能源：不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充如：化石能源、核能（2）可再生能源：可以在自然界里源源不斷地得到如：水能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能課堂探究

2．由一次能源經(jīng)過加工得到的能源稱為二次能源。汽油、柴油地?zé)岚l(fā)電風(fēng)力發(fā)電太陽能發(fā)電水力發(fā)電課堂探究電能的利用課堂探究一次能源二次能源地?zé)崮芎四芴柲茱L(fēng)能水能化石能源可再生能源煤天然氣石油電能柴油汽油不可再生能源典例分析例1：關(guān)于能源、能量，下列說法正確的是（）A．可再生能源是未來理想能源的一個重要發(fā)展方向B．核能的利用會造成放射性污染，所以應(yīng)該關(guān)閉核電站C．能量是守恒的，不會發(fā)生能源危機(jī)D．化石能源、水能、核能，不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，這類能源稱為不可再生能源解：A、可再生能源足夠清潔、無污染環(huán)境，可以保證不會嚴(yán)重影響環(huán)境，是未來理想能源的一個重要發(fā)展方向，故A正確．B、核電站的建設(shè)與運(yùn)行若有疏漏會造成環(huán)境污染，核廢料具有放射性，但不應(yīng)該關(guān)閉，應(yīng)該合理的利用，故B錯誤；C、由于能量的轉(zhuǎn)化具有方向性，所以無節(jié)制的消耗能源會造成能源危機(jī)，故C錯誤；D、化石能源、核能不可能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，所以它們屬于不可再生能源；而水能可以從自然界不斷地得到，屬于可再生能源，所以D錯誤．故選A．A課堂探究二.能源與環(huán)境

人類社會的發(fā)展進(jìn)步離不開能源的使用，每一次能源革命都給人類社會帶來了重大的變革。

煤、石油、天然氣等化石能源的利用，使人類獲得大量的內(nèi)能，給人類文明帶來進(jìn)步，但同時給人類帶來環(huán)境污染，造成危害。如這些燃料在燃燒過程中產(chǎn)生了大量的有害氣體，造成了大氣污染，不但直接有害人體健康，而且會影響動植物的正常生長。課堂探究溫室效應(yīng)（1）溫室效應(yīng)，又稱“花房效應(yīng)”，是大氣保溫效應(yīng)的俗稱。大氣能使太陽短波輻射到達(dá)地面，但地表向外放出的長波熱輻射線卻被大氣吸收，這樣就使地表與低層大氣溫度增高，因其作用類似于栽培農(nóng)作物的溫室，故名溫室效應(yīng)。課堂探究溫室效應(yīng)課堂探究（2）影響：如果大氣不存在這種效應(yīng)，那么地表溫度將會下降約3℃或更多。反之，若溫室效應(yīng)不斷加強(qiáng)，全球溫度也必將逐年持續(xù)升高。自工業(yè)革命以來，人類向大氣中排入的二氧化碳等吸熱性強(qiáng)的溫室氣體逐年增加，大氣的溫室效應(yīng)也隨之增強(qiáng)，已引起全球氣候變暖等一系列嚴(yán)重問題，引起了全世界各國的關(guān)注。課堂探究

能源的大量使用促進(jìn)了社會的發(fā)展,但同時也帶來了許多資源和環(huán)境問題,結(jié)合本課談一談你認(rèn)為會帶來哪些問題?課堂探究能源開發(fā)和利用對環(huán)境的影響能源的開發(fā)和利用，為人類社會的發(fā)展創(chuàng)造了條件，同時也造成了環(huán)境污染與生態(tài)破壞。煤的燃燒會產(chǎn)生大量的CO2和煙塵，污染空氣。大氣中CO2濃度的增大，導(dǎo)致溫室效應(yīng)，全球變暖，危害生態(tài)平衡。火力發(fā)電廠發(fā)電所產(chǎn)生的“余熱”會引起熱污染。泄漏的石油會污染海洋。汽車排放的尾氣和各種工業(yè)廢氣污染城市，危害人們的身體健康。人類與自然界是相互作用、對立統(tǒng)一的,過渡的索取和破壞自然界導(dǎo)致自然界對人類的“懲罰”,這是一種原因和結(jié)果的對立統(tǒng)一的辯證關(guān)系。能源與環(huán)境是當(dāng)今一個富有挑戰(zhàn)性的話題，處理好二者關(guān)系是科學(xué)發(fā)展觀的要求。我們必須合理開發(fā)和利用能源。課堂探究以前我們的家園是多么的美麗課堂探究藍(lán)天、白云、空氣、怡人的麗日課堂探究可是今天課堂探究

社會的發(fā)展離不開能源,人類將如何才能解決好能源與保護(hù)環(huán)境這一問題呢?作為未來的主人,請暢所欲言。典例分析例2：在倡導(dǎo)“節(jié)能環(huán)保”“低碳生活”的今天，人們應(yīng)特別重視開發(fā)利用的能源是（）A．太陽能B．石油C．煤炭D．天然氣解：太陽能取之不盡用之不竭，而且環(huán)保，不會對環(huán)境產(chǎn)生影響，也在科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步也很容易轉(zhuǎn)化為其他形式的能；煤炭、石油、天然氣屬于化石能源，屬于不可再生能源，并且在使用時會產(chǎn)生廢物、廢氣污染環(huán)境，與節(jié)能環(huán)保，低碳生活不相符．故選A．A課堂探究三.開發(fā)新能源1.太陽能直接利用太陽能的方式主要有兩種。（1）光熱轉(zhuǎn)化

用集熱器收集陽光中的能量來加熱水等物質(zhì)。實(shí)現(xiàn)了把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。課堂探究將太陽能直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而加以利用；課堂探究集熱器的原理集熱器太陽光熱水水箱冷水課堂探究（2）光電轉(zhuǎn)化

太陽能電池可以將太陽能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?；在航空、航天、交通、通信等領(lǐng)域中有較為廣泛的應(yīng)用。課堂探究太陽能熱發(fā)電電站

定日鏡追著太陽轉(zhuǎn)，反射陽光集熱塔加熱水，通過水蒸氣推動汽輪機(jī)發(fā)電課堂探究利用太陽能發(fā)電課堂探究2.核能：在原子核發(fā)生變化時放出的能量.

★獲得核能的兩條途徑是：（1）重核的裂變（2）輕核的聚變課堂探究（1）重核的裂變

發(fā)生裂變的條件

用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能量。

鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

將火柴搭成左下圖所示結(jié)構(gòu)，點(diǎn)燃第一根火柴后，會發(fā)生什么？課堂探究核裂變

核裂變是較重的原子核裂變?yōu)檩^輕的原子核的一種核反應(yīng)。

原子彈就是根據(jù)這個原理制造的一種核武器。課堂探究

核電站利用核能發(fā)電

核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是原子核發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的場所。

1942年，人類利用核反應(yīng)堆第一次實(shí)現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。

目前，全世界已經(jīng)建成了幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。課堂探究

鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變。釋放出極大的能量。

在人類實(shí)現(xiàn)可控核裂變大約三年后，即1945年，利用不加控制的核裂變制造的毀滅性武器——原子彈爆炸了。課堂探究（2）輕核的聚變

將質(zhì)量較小的原子核結(jié)合起來，也會釋放出巨大的核能。氘氚聚變氦核中子能量

氘核與氚核在超高溫下結(jié)合形成氦核和一個中子，能釋放大量核能。這一過程就是聚變。課堂探究核聚變

核聚變是較輕的原子核結(jié)合為較重的原子核的一種核反應(yīng)。氫彈就是根據(jù)這個原理制造的一種威力比原子彈更大的核武器。課堂探究和平利用核能

利用核能發(fā)電是人們利用核能的一個重要方向。目前，世界上已經(jīng)利用核裂變原理建成了許多核能發(fā)電站。課堂探究泰山核電站課堂探究大亞灣核電站課堂探究田灣核電站課堂探究嶺澳核電站課堂探究其他新能源的開發(fā)與利用課堂探究地?zé)崮?/p>

地球內(nèi)部蘊(yùn)藏著大量的熱。在有地?zé)豳Y源的地方可以開發(fā)的利用地?zé)崮馨l(fā)電。課堂探究潮汐能

月球、太陽對地球的引力作用產(chǎn)生了潮汐。每天，漲潮與落潮蘊(yùn)藏著巨大的能量，這種能量可以用來發(fā)電。課堂探究風(fēng)能

風(fēng)具有很大的能量。人們很早就學(xué)會了利用風(fēng)能，行船、抽水、磨谷……

風(fēng)能還可以用來發(fā)電。典例分析例3：2015年3月10日，世界最大的太陽能飛機(jī)“陽光動力2號”順利完成環(huán)球飛行之旅中的第一站．該飛機(jī)安裝了超過17000塊太陽能電池板，每天產(chǎn)生340千瓦時的電．關(guān)于太陽能飛機(jī)，下列說法中正確的是（）A．太陽能電池板的作用是將太陽能轉(zhuǎn)化成電能B．太陽光不屬于電磁波C．太陽能屬于不可再生能源D．太陽光在真空中的傳播速度是340m/s解：A、太陽能電池板的作用是將太陽能轉(zhuǎn)化為電能，故A正確；B、太陽光是一種電磁波，故B錯誤；C、太陽能可以源源不斷的從自然界獲得，是可再生能源，故C錯誤；D、光在真空中的傳播速度是3×108m/s，故D錯誤．故選A．A本課小結(jié)

1．能源與社會可再生能源和不可再生能源

2．能源與環(huán)境3．開發(fā)新能源太陽能、核能、地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能拓展練習(xí)2.關(guān)于能量與能源，下列說法錯誤的是（）.A．能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有方向性的B．核電站能控制裂變的反應(yīng)速度C．化石能源、水能、核能，不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，這類能源稱為不可再生能源D．人類在耗用各種能源時，不可避免地會對環(huán)境造成影響C1.關(guān)于核電站、能量和能源，下列說法正確的是（）A．目前人類己建成的核電站，都是利用核聚變發(fā)電B．核電站的核廢枓可以直接堆放在露天垃圾場C．所有能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程，都遵循能量守恒定律D．水能，風(fēng)能和太陽能都屬于不可再生能源C完成同步練習(xí)冊作業(yè)布置第二節(jié)能源的開發(fā)和利用第二十章能源、材料與社會

1.我國的能源結(jié)構(gòu)2.國際能源機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計，地球上的石油、天然氣、煤供人類開采的年限，分別只有40年、50年和240年。課前導(dǎo)入1.能結(jié)合實(shí)例，說出可再生能源和不可再生能源的特點(diǎn)；2.了解太陽、核能的優(yōu)點(diǎn)，了解核聚變、核裂變；3.了解地?zé)崮?、潮汐能、風(fēng)能。學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)認(rèn)真閱讀課本198——199頁內(nèi)容，完成自學(xué)指導(dǎo)1的問題。自學(xué)指導(dǎo)1：

1、像

、

、

以及

等這類可以

或可以

的能源屬于可再生能源。2、像

、

、

和

這類化石或礦物能源一旦消耗就很難再生的能源屬于不可再生能源。3、解決能源問題的主要出路是開發(fā)和利用

能源，特別是開發(fā)和利用

能和

能。

用煤作燃料的蒸汽機(jī)的發(fā)明，帶來了人類歷史上的第一次工業(yè)革命。各種機(jī)械以及交通工具的相繼發(fā)明大大提高了社會生產(chǎn)力。隨后，石油、天然氣先后成為人類生產(chǎn)、生活廣泛使用的能源。新知探究

通過對電磁的研究，人類找到了開發(fā)和利用能源的新途徑，電能的利用，為人類帶來光明、燦爛的新世界。各種電器設(shè)備的發(fā)明，使人們生活水平、生活質(zhì)量得到極大的改善。燈火輝煌的夜景新知探究認(rèn)真閱讀課本199——200頁內(nèi)容，完成自學(xué)指導(dǎo)2的問題。

自學(xué)指導(dǎo)2：

能源的大量開發(fā)和使用，會對環(huán)境造成哪些影響？人們在清理海上漂浮的石油煙霧籠罩的城市能源與環(huán)境二新知探究工廠排出的廢氣全球暖化導(dǎo)致北極熊饑不擇食大熊吃小熊新知探究認(rèn)真閱讀課本200——204頁內(nèi)容，完成自學(xué)指導(dǎo)3的問題。自學(xué)指導(dǎo)3：

1、解決能源問題的主要出路是開發(fā)和利用

能源，我國開發(fā)和利用新能源有

、

、

、

、

。2、太陽能是一種既相對

，又

的能源。目前，人們主要采用

和

的方式來開發(fā)和利用太陽能。3、核能的開發(fā)和利用有兩種方式；一種是利用

釋放能量，一種是利用

釋放能量。

是較重的原子核裂變?yōu)檩^輕的原子核的一種核反應(yīng)，

是較輕的原子核結(jié)合成為較重的原子核的一種核反應(yīng)。

4、原子彈是利用

原理制成的，氫彈是利用

原理制成的，氫彈的威力比原子彈大得多。目前，世界上的核電站都是利用

的原理建成的。

1.太陽能

太陽能是取之不盡的天然能源，而且是一種“清潔”的能源，不會帶來環(huán)境污染問題。太陽灶太陽能熱水器開發(fā)新能源三新知探究人們利用太陽能一方面利用太陽能發(fā)電，另一方面把太陽能直接轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。航天器太陽能發(fā)電裝置新知探究太陽能熱水器新知探究2.核能

原子核發(fā)生改變所產(chǎn)生的能量,核能的開發(fā)和利用可以采用兩種方法：（1）利用核裂變釋放能量；

核裂變是較重的原子核裂變?yōu)檩^輕的原子核的一種核反應(yīng)。

新知探究

鏈?zhǔn)椒磻?yīng)用中子轟擊鈾235原子核，鈾核在分裂時，會釋放出核能，同時還會產(chǎn)生幾個新的中子，這些中子會繼續(xù)轟擊其他鈾核。于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能，這就是裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。新知探究

原子彈就是根據(jù)這個核裂變原理制造的。目前，世界上已經(jīng)利用核裂變原理建成了許多核電站。（2）核聚變釋放能量。

核聚變是較輕的原子核結(jié)合為較重的原子核的一種核反應(yīng)。氫彈就是根據(jù)核聚變原理制造的一種威力比原子彈更大的核武器。新知探究3.地?zé)崮?/p>

地球內(nèi)部蘊(yùn)藏著大量的熱。在有地?zé)豳Y源的地方可以開發(fā)的利用地?zé)崮馨l(fā)電。冰島地?zé)嵝轮骄?.潮汐能

月球、太陽對地球的引力作用產(chǎn)生了潮汐。每天，漲潮與落潮蘊(yùn)藏著巨大的能量，這種能量可以用來發(fā)電。潮汐