2024-2025學(xué)年高中物理第十章熱力學(xué)定律6能源和可持續(xù)發(fā)展2教案新人教版選修3-3

PAGE1-能源和可持續(xù)發(fā)展【教學(xué)分析】1、學(xué)生的愛好：學(xué)生對(duì)能源的運(yùn)用對(duì)環(huán)境影響和發(fā)展清潔能源、新能源的途徑這些與人類生存和發(fā)展關(guān)系親密的學(xué)問很感愛好。2、學(xué)生的學(xué)問基礎(chǔ)：學(xué)生對(duì)能源的運(yùn)用對(duì)環(huán)境影響和清潔能源、新能源已有一些了解。3、學(xué)生的相識(shí)特點(diǎn)：學(xué)生通過歷史課、地理課對(duì)環(huán)境污染問題、能源已有肯定的相識(shí)?！窘虒W(xué)目標(biāo)】1、學(xué)問與技能：（1）知道能量耗散的概念；知道能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中品質(zhì)降低。（2）了解能源與人類生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系，使學(xué)生相識(shí)能源的合理利用，開發(fā)新能源對(duì)可持續(xù)發(fā)展的重要意義。（3）了解如何開發(fā)新能源。2、過程與方法：（１）通過探討，培育學(xué)生的溝通合作實(shí)力，提高學(xué)生的口頭表達(dá)實(shí)力。（２）通過啟發(fā)式提問、思索，培育學(xué)生分析問題和解決問題實(shí)力。（３）通過展示圖片的方法使學(xué)生感性體驗(yàn)相關(guān)學(xué)問。

3、情感看法與價(jià)值觀：（１）了解大量的能源消耗帶來(lái)的全球性環(huán)境問題。（２）提高學(xué)生的節(jié)能、環(huán)保意識(shí)，走可持續(xù)發(fā)展的必要性?！窘虒W(xué)重點(diǎn)】（１）能量耗散和品質(zhì)降低（２）開發(fā)新能源?！窘虒W(xué)難點(diǎn)】能量耗散和品質(zhì)降低?！窘虒W(xué)策略設(shè)計(jì)】堅(jiān)持“老師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的原則，通過老師創(chuàng)設(shè)問題情境和有效的設(shè)問引導(dǎo)學(xué)生思索。通過圖片展示使學(xué)生獲得感性相識(shí)。通過探討溝通加強(qiáng)學(xué)生的表達(dá)、溝通、探究實(shí)力?！窘虒W(xué)用具】實(shí)物投影、幻燈片，多媒體教學(xué)設(shè)備【教學(xué)流程圖】創(chuàng)設(shè)情景創(chuàng)設(shè)情景導(dǎo)入新課能源與社會(huì)能源與環(huán)境能量耗散、品質(zhì)降低開發(fā)新能源能源的運(yùn)用帶來(lái)環(huán)境問題能源對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響化石能源對(duì)環(huán)境的影響節(jié)約能源開發(fā)新能源走可持續(xù)發(fā)展道路【教學(xué)過程設(shè)計(jì)】教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)內(nèi)容老師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖【引入課題】向?qū)W生展示環(huán)境污染的圖片問:能源的開發(fā)和利用給人類的生存環(huán)境帶來(lái)什么影響？我們應(yīng)當(dāng)如何開發(fā)和利用能源。觀看思索回答通過因化石能源的利用產(chǎn)生環(huán)境污染的例子引入課題合理利用能源、走可持續(xù)發(fā)展道路?！具M(jìn)行新課】一、能源與人類社會(huì)發(fā)展遠(yuǎn)古時(shí)代火的運(yùn)用,使人們脫離了茹毛飲血的時(shí)代。以煤燃料的蒸汽機(jī)的獨(dú)創(chuàng)和完善,帶動(dòng)了第一次產(chǎn)業(yè)革命和資本主義社會(huì)的成長(zhǎng)。以石油為燃料的內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展,推動(dòng)了19世紀(jì)末、20世紀(jì)初起先的機(jī)械化和電氣化進(jìn)程。電的運(yùn)用使使人類社會(huì)生產(chǎn)由“蒸汽時(shí)代”進(jìn)入“電氣時(shí)代”。20世紀(jì)中葉,蒸汽輪機(jī)和燃?xì)廨啓C(jī)的發(fā)展為大規(guī)模發(fā)電和航空事業(yè)奠定了基礎(chǔ)。集中高效的核能對(duì)電力、交通、國(guó)防、工農(nóng)業(yè)都產(chǎn)生具大的影響。3、能源與環(huán)境化石能源的運(yùn)用對(duì)環(huán)境造成的污染。二、能源與環(huán)境§1、溫室效應(yīng)§2、酸雨§3、光化學(xué)煙霧§4、霧霾化石能源的大量消耗帶來(lái)的環(huán)境問題：（1）溫室效應(yīng)：石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生大量二氧化碳等溫室氣體，造成地球溫度上升。它會(huì)使某些地區(qū)更加干旱，兩極冰川溶化，海平面上升等危害。（2）酸雨：大氣中酸性污染物質(zhì)，如二氧化硫、二氧化碳、氫氧化物等，在降水過程中溶入雨水，使其成為酸雨。它會(huì)損害森林、農(nóng)作物，腐蝕建筑物及文物古跡等。（3）光化學(xué)煙霧：氮氧化合物和碳?xì)浠衔镌诖髿庵惺艿疥?yáng)光中劇烈的紫外線照耀后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)——光化學(xué)煙霧。對(duì)人類的生活和健康造成很大的影響。（4）由工業(yè)廢氣、汽車尾氣、焚燒秸稈等產(chǎn)生的可吸入顆粒物形成的。能量守恒定律告知我們：在能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中利用能量，并不會(huì)使能的總量削減，那么為什么還會(huì)出現(xiàn)“能源危機(jī)”呢？1、能量的耗散和品質(zhì)降低（1）能量的耗散§1、列舉能的轉(zhuǎn)化例子，各種形式的能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。§2、能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中守恒，但散布到空間的內(nèi)能難以再被利用。總結(jié)：系統(tǒng)的內(nèi)能流散到四周環(huán)境中，沒有方法把這些內(nèi)能收集起來(lái)加以利用，這種現(xiàn)象叫做能量耗散。（2）品質(zhì)降低通過機(jī)械能、化學(xué)能與內(nèi)能進(jìn)行比較，看它們有何區(qū)分。能量從高度有用的形式降級(jí)為利有用率低或不大可用的形式叫品質(zhì)降低。能量在利用過程中，總是由高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。過度：雖然能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中守恒，但最終轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，內(nèi)能的品質(zhì)降低了，難以利用，所以我們要節(jié)約能源。三、能源與社會(huì)發(fā)展能源革命對(duì)社會(huì)發(fā)展的影響能源是社會(huì)存在與發(fā)展恒久不行或缺的必需品。是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的物質(zhì)基礎(chǔ)。它與材料、信息構(gòu)成現(xiàn)代社會(huì)的三大支柱。能源科技的每一次突破，都帶來(lái)了生產(chǎn)力的巨大飛躍和社會(huì)的進(jìn)步。四開發(fā)新能源。1、太陽(yáng)能太陽(yáng)能發(fā)電太陽(yáng)能交通燈太陽(yáng)能熱水器2、風(fēng)能3、水能4、潮汐能、地?zé)崮艿?、核能總結(jié)：太陽(yáng)能：能量巨大的清潔能源。風(fēng)能水能：可再生的清潔能源，利用水能發(fā)電技術(shù)最成熟。潮汐能、地?zé)崮埽呵鍧崱o(wú)污染能源。核能：能量大、污染小、成本低的能?！菊n后作業(yè)】搜尋有關(guān)化石能源污染，新能源的發(fā)展方面的學(xué)問，談?wù)勀茉吹陌l(fā)展為什么是走可持續(xù)發(fā)展道路。引導(dǎo)學(xué)生思索與探討：

引導(dǎo)學(xué)生探討能源的發(fā)展對(duì)社會(huì)的影響：1、火的運(yùn)用對(duì)人類有何影響？以煤為燃料的蒸汽機(jī)的運(yùn)用對(duì)人類有何影響？以石油為燃料的內(nèi)燃機(jī)的發(fā)展對(duì)人類有何影響？二次能源電能的運(yùn)用對(duì)人類有何影響？核能的運(yùn)用對(duì)人類有何影響？引導(dǎo)學(xué)生思索與探討—化石能源的運(yùn)用究竟對(duì)環(huán)境造成哪些污染？1、老師通過展示圖片講解并描述溫度效應(yīng)產(chǎn)生的緣由與造成的影響。2、老師通過展示圖片講解并描述酸雨形成的緣由與造成的影響。3、老師通過展示圖片講解并描述光化學(xué)煙霧產(chǎn)生的緣由與造成的影響。4、老師通過展示圖片講解并描述霧霾霧產(chǎn)生的緣由與造成的影響。1、冬天，室內(nèi)燃燒木柴取暖，能量如何轉(zhuǎn)化？最終又去到了哪里？2、日光燈將教室照得猶如白晝，能量如何轉(zhuǎn)化？最終又去到了哪里？引導(dǎo)學(xué)生思索：1、在水平地面上滑行的物塊滑到最終停下來(lái)，它的原有機(jī)械能最終轉(zhuǎn)化為什么能？是全部轉(zhuǎn)化嗎？木柴完全燃燒，最終化學(xué)能轉(zhuǎn)化為什么能？是完全轉(zhuǎn)化嗎？2、內(nèi)燃機(jī)的燃料完全燃燒產(chǎn)生的化學(xué)能能否全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？3、機(jī)械能、化學(xué)能等能量與內(nèi)能相比，哪些能量的品質(zhì)更高？1、講解并描述太陽(yáng)能太陽(yáng)以其巨大的、無(wú)窮無(wú)盡的輻射能形式供應(yīng)地球最清潔的能源。①數(shù)量巨大：太陽(yáng)輻射功率為3.9×1026瓦。能到達(dá)地球表面的太陽(yáng)能每年約為1.3×1010噸標(biāo)準(zhǔn)煤，是目前全世界所消耗的各種能量總和的1×104倍。②時(shí)間許久：依據(jù)天文學(xué)的探討結(jié)果，可知太陽(yáng)系已存在大約5×109年左右，估計(jì)尚可接著維持大約1010年之久。③清潔平安：太陽(yáng)能素有“干凈能源”和“平安能源”之稱，它不僅毫無(wú)污染，也毫無(wú)危急。向?qū)W生展示太陽(yáng)能應(yīng)用的圖片：太陽(yáng)能發(fā)電、太陽(yáng)能路燈、太陽(yáng)能交通燈、太陽(yáng)能熱水器2、講解并描述風(fēng)能風(fēng)能是再生能源，清潔能源，風(fēng)能是由于太陽(yáng)輻射造成地球各部分受熱不勻稱，而引起的空氣流淌所產(chǎn)生的能量。整個(gè)地球接受到的太陽(yáng)能輻射能約有0.2%被轉(zhuǎn)換成風(fēng)能，全球的風(fēng)能總量估計(jì)有1.6×1022J。這是一個(gè)巨大的潛在的能源寶庫(kù)，假如1%被利用，即可滿意人類對(duì)能量的全部需求。3、講解并描述水能的利用水能是再生能源，清潔能源，全世界江河的水能資源隱藏量總計(jì)為50.5億千瓦，年發(fā)電量可達(dá)44.28萬(wàn)億千瓦時(shí)；技術(shù)可開發(fā)的水能資源為22.6億千瓦，年發(fā)電量可達(dá)9.8萬(wàn)億千瓦時(shí)。我國(guó)江河水能理論隱藏量6.94億千瓦、年理論發(fā)電量6.08萬(wàn)億千瓦時(shí)，水能理論隱藏量居世界第一位；我國(guó)水能資源的技術(shù)可開發(fā)量為5.42億千瓦、年發(fā)電量2.47萬(wàn)億千瓦時(shí)，經(jīng)濟(jì)可開發(fā)量為4.02億千瓦、年發(fā)電量1.75萬(wàn)億千瓦時(shí)，均名列世界第一。4、講解并描述潮汐能、地?zé)崮艹毕苁且环N不消耗燃料、沒有污染、不受洪水或枯水影響、用之不竭的再生能源。地?zé)崮艿睦每煞譃榈責(zé)岚l(fā)電和干脆利用兩大類，而對(duì)于不同溫度的地?zé)崃黧w可能利用的范圍如下：（1）、200～400℃干脆發(fā)電及綜合利用；（2）、150～200℃雙循環(huán)發(fā)電，制冷，工業(yè)干燥，工業(yè)熱加工；（3）、100～150℃雙循環(huán)發(fā)電，供暖，制冷，工業(yè)干燥，脫水加工，回收鹽類，罐頭食品；（4）、50～100℃供暖，溫室，家庭用熱水，工業(yè)干燥；（5）、20～50℃沐浴，水產(chǎn)養(yǎng)殖，飼養(yǎng)牲畜，土壤加溫，脫水加工。5、講解并描述核能的利用核能包括裂變能和聚變能，其中受控?zé)岷司圩兊脑想碗翱扇∽院Ｑ?，足夠人類運(yùn)用幾十億年，是取之不盡的能源。思索、思索探討請(qǐng)一個(gè)學(xué)生代表回答。思索視察思索視察思索視察探討、回答：1、化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，最終散布到整個(gè)室內(nèi)。2、電能轉(zhuǎn)化為光能最終轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散布到整個(gè)教室內(nèi)。3、總能量不變，但分散的內(nèi)能不能被我們得新利用。思索探討回答：1、機(jī)械能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；化學(xué)能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。2、內(nèi)能不能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。3、機(jī)械能、化學(xué)能能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但內(nèi)能不能完全轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，所以機(jī)械能、化學(xué)能等能量的品質(zhì)比內(nèi)能更高觀看圖片觀看圖片聽講解并描述觀看圖片聽講解并描述觀看圖片聽講解并描述觀看圖片聽講解并描述觀看圖片聽講解并描述通過列舉能的轉(zhuǎn)化學(xué)生通過思索與探討，運(yùn)用學(xué)生相識(shí)到能源對(duì)社會(huì)發(fā)展的重要性。培育學(xué)生的溝通合作實(shí)力，提高學(xué)生的口頭表達(dá)實(shí)力。學(xué)生通過觀看直觀、形象的圖片，對(duì)化石能源的運(yùn)用造成環(huán)境污染有個(gè)感性相識(shí)。相識(shí)到開發(fā)新能源，發(fā)展清潔能源走可持續(xù)發(fā)展的必要性。例子引導(dǎo)同學(xué)們進(jìn)行思索與探討，從而知道能量發(fā)生耗散。通過機(jī)械能、化學(xué)能等能量與內(nèi)能的對(duì)比，使學(xué)生知道內(nèi)能的品質(zhì)（利用率、可用性）比其他能的品質(zhì)低。從而為后面的節(jié)約能源、開發(fā)新能源作鋪墊。學(xué)生觀看直觀、形象的圖片，聽老師講解并描述各種新特能源的特點(diǎn)。對(duì)新能源有感性的相識(shí)，明確發(fā)展新能源、走可持續(xù)發(fā)展的必要性。也利于激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱忱，立志今后為新能源的發(fā)展做貢獻(xiàn)。激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)愛好，培育學(xué)生收集信息、處理信息的實(shí)力和獨(dú)立解決問題的實(shí)力。【板書設(shè)計(jì)】能源與社會(huì)發(fā)展二、能量耗散和品質(zhì)降低（1）能量的耗散（2）品質(zhì)降低三、能源與環(huán)境1、溫室效應(yīng)2、酸雨3、光化學(xué)煙霧四、發(fā)展新能源1、太陽(yáng)能2、風(fēng)能3、水能4、潮汐能、地?zé)崮艿饶茉?、核能【課后反思】一、引入新課直觀自然通過展示圖片的方法，提出環(huán)境問題，引出新新，引入新課直觀自然。二、充分體現(xiàn)“老師為主導(dǎo)，學(xué)生為主體”的原則通過提出問題讓學(xué)生進(jìn)得思索、探討，然