高中物理人教版選修3-3教案《能源和可持續(xù)發(fā)展》(2篇)

1、能源和可持續(xù)發(fā)展新課標(biāo)要求（一）知識與技能了解什么是能量耗散和品質(zhì)降低。了解能源與人類社會、環(huán)境的關(guān)系?！军c1細(xì)解】能量耗散和品質(zhì)降低在日常生活中，有些機械能、電能、光能、化學(xué)能，核能等由集中經(jīng)養(yǎng) 高而且有序的能量變?yōu)閮?nèi)能，流散到周圍環(huán)境中，成為更加分散而無序的能影碟能研能驅(qū) 動機器做功了，這樣的轉(zhuǎn)化過程叫做能量耗散。從能量的可被利用來管構(gòu)能較機 械能、電能是一種低品質(zhì)的能量，能量耗散雖然不會使能的總量減少，卻會導(dǎo)致能量 品質(zhì)的降低，煤、石油、天然氣等能源儲存著高品質(zhì)的能量，在利用它們的時候，高 品質(zhì)的能量釋放出來并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。能量雖然不會減少但能源會越來越少， 所以要節(jié)。（二）過

2、程與方法掌握幾種新能源的開發(fā)。（三）情感、態(tài)度與價值觀聯(lián)系我國目前能源的現(xiàn)狀，深刻理解節(jié)約能量意義。教學(xué)重點能源耗散和新能源開發(fā)。教學(xué)難點能源品質(zhì)降低與人類社會發(fā)展的關(guān)系。教學(xué)方法講授法、歸納法、辯論法教學(xué)用具：投影儀、投影片教學(xué)過程（一）引入新課教師：引導(dǎo)學(xué)生思考教材81頁“思考與討論”中提出的問題。學(xué)生：思考、討論并回答。教師（總結(jié)）：這些例子中，機械能、光能、電能、化學(xué)能等，最終都轉(zhuǎn)化為 內(nèi)能流散到周圍的環(huán)境中。這些流散到環(huán)境中的內(nèi)能，還能被人類重新利用嗎？ 這節(jié)課我們來學(xué)習(xí)有關(guān)知識。（二）進(jìn)行新課.能量耗散和品質(zhì)降低教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)內(nèi)容，體會什么是“能量耗散”，體會能量在轉(zhuǎn)

3、換的過程中其品質(zhì)降低的含義。教師：（講解）在日常生活中，有些機械能、電能、光能、化學(xué)能，核能等由集中性較高而 且有序的能量變?yōu)閮?nèi)能，流散到周圍環(huán)境中，成為更加分散而無序的能量，這些 能量不能驅(qū)動機器做功了，這樣的轉(zhuǎn)化過程叫做能量耗散。從能量的可被利用來 看，內(nèi)能較機械能、電能是一種低品質(zhì)的能量，能量耗散雖然不會使能的總量減 少，卻會導(dǎo)致能量品質(zhì)的降低，煤、石油、天然氣等能源儲存著高品質(zhì)的能量， 在利用它們的時候，高品質(zhì)的能量釋放出來并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。能量雖 然不會減少但能源會越來越少，所以要節(jié)約能源。.能源與人類社會發(fā)展教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)內(nèi)容，體會能源對人類社會發(fā)展的巨大作用。

4、.能源與環(huán)境教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)內(nèi)容，體會石化能源的消耗對環(huán)境造成的污染。教師：（講解）化石1能源的資源有限，而且對環(huán)境有很大的破壞，造成的環(huán)境 污染主要有：（1）溫室效應(yīng)大量燃燒石油、煤炭、天然氣等產(chǎn)生的二氧化碳?xì)怏w，增大了大氣中二氧化 碳的含量，由于二氧化碳對長波的輻射有強烈的吸收作用，且像暖房的玻璃一樣, 只準(zhǔn)太陽光的熱輻射進(jìn)來，不讓室內(nèi)長波熱輻射出去，使地球氣溫上升，這種效 應(yīng)叫溫室效應(yīng)。溫室效應(yīng)使兩極的冰雪融化，海平面上升，淹沒沿海城市，使海 水倒流入河流，從而使耕地鹽堿化。（2）酸雨酸雨是指pH小于5. 6的雨、雪或其他形式的大氣降水。形成酸雨的主要原因 是燃燒煤炭和石油，以

5、及工業(yè)生產(chǎn)等釋放到大氣中的二氧化硫和氮氧化物，通過 化學(xué)反應(yīng)分別轉(zhuǎn)化為硫酸和硝酸，混入雨水和雪水中，使其酸度增加。同時，酸 雨的形成還與大氣中其他許多堿性物質(zhì)如飛灰中的氧化鈣、土壤中的碳酸鈣等與 酸發(fā)生中和反應(yīng)有關(guān)。酸雨對人類是有害的，首先危害人體健康：由于酸雨可溶解空氣及土壤中的 重金屬粒子，使其變成對人體有害的金屬，人飲用了這種水就能誘發(fā)各種疾??； 其次使土壤酸度增加從而危害植物的正常生長，使土壤沙化；河流湖泊酸化后就 影響水生物及魚類的生長等，嚴(yán)重破壞生態(tài)環(huán)境；再者酸雨是強腐蝕劑，能腐蝕 建筑材料。（3）化學(xué)煙霧內(nèi)燃機工作時的高溫使空氣中和燃料中的多種物質(zhì)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生氮氧 化合物和

6、碳?xì)浠衔?。這些化合物在大氣中受到紫外線的照射，產(chǎn)生二次污染物 質(zhì)一化學(xué)煙霧。這些物質(zhì)有毒，能引起人的多種疾病。.開發(fā)新能源教師：引導(dǎo)學(xué)生閱讀教材有關(guān)內(nèi)容，體會新能源開發(fā)的意義和途徑。教師：（介紹）隨著社會的進(jìn)步和生產(chǎn)力的飛速發(fā)展，能量的消耗也急劇增加, 常規(guī)能源中的煤、石油、天然氣儲量有限，風(fēng)能、水能等的利用受到很多自然條 件的限制，也不可能滿足人類社會對能源的需求，所以能源的開發(fā)和利用是當(dāng)今 世界的重大課題之一。下面是兒種常見能源的開發(fā)方法及存在的問題:(1)太陽能：有直接加熱物體的太陽能熱水器、太陽灶，有利用半導(dǎo)體材料 把太陽能轉(zhuǎn)化為電能的太陽能電池等，主要問題是只能白天工作，還要受天氣

7、影 響，會妨礙大規(guī)模使用太陽能，要研究儲存太陽能的方法。(2)水能：水能有巨大的開發(fā)潛力，可開發(fā)梯級電站。(3)核能：是一個巨大的能源，通過原子反應(yīng)堆進(jìn)行核發(fā)電，主要應(yīng)注意核 泄漏、控制核污染。(4)風(fēng)能：為了增加風(fēng)力發(fā)電的功率，通常把很多風(fēng)車建在一起，稱為“風(fēng) 車田”。我國的新疆。內(nèi)蒙古等地已經(jīng)開始大規(guī)模利用風(fēng)力發(fā)電。當(dāng)前我國的幾大能源工程：“西氣東輸”工程是我國西部開發(fā)的關(guān)鍵項目之一，它是把新疆、內(nèi)蒙、 甘肅等西部地區(qū)的天然氣開發(fā)出來，通過地下輸氣管道送到上海、江、浙等對能 源需求量大的區(qū)域?！澳纤闭{(diào)”工程是繼三峽工程之后，我國又一重大的國土建設(shè)工程， 它對中國社會進(jìn)步和經(jīng)濟持續(xù)發(fā)展的意

8、義甚至超過了三峽工程，對我國提高水資 源利用效率，合理配置資源，改善北方缺水地區(qū)的生態(tài)環(huán)境有重大的意義?！拔麟姈|送”工程也是西部大開發(fā)的標(biāo)志性工程，是把云、貴、川、廣 西、陜西、山西等西部地區(qū)的電力資源輸送到電力緊缺的廣東、上海、江、浙和 京、津等地區(qū)，把西部豐富的資源優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為經(jīng)濟優(yōu)勢，并為東部提供清潔的電 力，以促進(jìn)東、西部的共同發(fā)展?！盁犭娐?lián)產(chǎn)”工程，既發(fā)電，乂集中供熱，具有節(jié)約能源、改善環(huán)境、 提高供熱質(zhì)量、增加電供應(yīng)等綜合效應(yīng)。(5)長江三峽水利樞紐工程，將于2010年左右完全建成，它將每年提供8.47 X10“kwh的電能。投影思考題例1 下列對能量耗散的理解正確的有()A.能量耗

9、散說明能量在不斷減少B.能量耗散遵守能量守恒定律C.能量耗散說明能量不能憑空產(chǎn)生，但可以憑空消失D.能量耗散從能量角度反映出自然界的宏觀過程具有方向性思路分析：在發(fā)生能量轉(zhuǎn)化的宏觀過程中，其他形式的能量最終會轉(zhuǎn)化為流 散到周圍環(huán)境的內(nèi)能，無法再回收利用，這種現(xiàn)象叫能量耗散。能量耗散并不違 反能量守恒定律，宇宙的能量既沒有減少，也沒有消失，它只從能量角度反映出 自然界的宏觀過程具有方向性，故A、C錯。答案：BD思想方法小結(jié)：要理解能量耗散是可利用的能量減少了，自然界的總能量并 沒有變。例2 關(guān)于“溫室效應(yīng)”，下列說法正確的是（）A.太陽能源源不斷地輻射到地球上，由此產(chǎn)生了 “溫室效應(yīng)”B.石油和

10、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，由此產(chǎn) 生了 “溫室效應(yīng)”“溫室效應(yīng)”使得地面氣溫上升、兩極冰雪融化“溫室效應(yīng)”使得土壤酸化思路分析：“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。它的危害是使得地面氣溫上升、兩極冰雪融化、海平 面上升，淹沒沿海城市，使海水倒流入河流，從而使耕地鹽堿化等。（三）課堂總結(jié)、點評能源是提高人民生活水平和進(jìn)行現(xiàn)代化建設(shè)的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，但是，能源與 人們的需求及環(huán)境之間的關(guān)系乂迫使人們不得不注意節(jié)約能源和開發(fā)新能源.太陽能、風(fēng)能都是無污染、不需要開采費用的能源，而且取之不盡，用之不 竭，目前處于試驗使用階段，要大

11、規(guī)模地使用還需要取得技術(shù)上的突破。無論是 節(jié)約能源，還是開發(fā)能源，都要靠科學(xué)研究，都要掌握先進(jìn)的技術(shù)，希望同學(xué)們 努力學(xué)習(xí)，將來能夠在能源科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域為祖國做貢獻(xiàn)。作業(yè)完成P85 ”問題與練習(xí)”的題目。課下閱讀教材84頁“STS”。能源環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展教學(xué)目的：1、了解什么是能源，了解什么是常規(guī)能源，了解常規(guī)能源的儲備與人類需求間的矛盾 2、了解常規(guī)能源的使用與環(huán)境污染的關(guān)系3、了解哪些能源是清潔能源，哪些能源可再生。4、要求就能源與環(huán)境問題開展研究性學(xué)習(xí)。教學(xué)重點與難點：常規(guī)能源與新能源，能源與環(huán)境。研究性學(xué)習(xí)的課題選擇及材料的收集教學(xué)方法：學(xué)生課堂自，學(xué)結(jié)合討論歸納教學(xué)過程；一、能源1、常

12、規(guī)能源與新能源；常規(guī)能源有：煤、石油、天然氣等新能源有：風(fēng)能、潮汐能、太陽能、原子能、沼氣等。2、常規(guī)能源的儲備與利用間的關(guān)系：3、常規(guī)能源的利用與環(huán)境污染環(huán)境污染的種類：大氣污染、水污染、噪聲污染具體有：溫室效應(yīng)、酸雨、光化 學(xué)污染4、環(huán)境污染的防止二、研究性學(xué)習(xí)課題總課題：能源與環(huán)境子課題：1、研光“溫室效應(yīng)”的形成（起因、結(jié)果）與防止。2、簡易太陽灶的制作。3、家用太陽能熱水器的工作原理。4、煤和石油中的化學(xué)能從何而來.？三、能源與環(huán)境保護(hù)教育能源與環(huán)境人類的生活離不開能源。如果沒有能源，人就得吃生米、生菜、生肉，這對原始人 來說，可以，對現(xiàn)代人來說，那不可想像,要把飯菜燒熟，就得能源。

13、照明需要能源, 坐汽車、火車、輪船、飛機也需要能源，煉鋼煉鐵、開動機器都得有能源。人類能源的總來源是太陽。這就是說，不僅風(fēng)能、水力能、海浪能、生物質(zhì)能、 太陽能等自然能源來自太陽，就是礦物燃料煤、石油、天然氣也來自太陽。以上這些 屬于一次能源，由一，次能源生產(chǎn)的電力屬于二次能源。目前在人類能源當(dāng)中挑大梁的一次能源是煤、石油、天然氣這些礦物燃料。礦物 燃料的大量使用，給環(huán)境帶來十分廣泛的影響：礦物燃料的開采要毀掉一些土地，有時不可避免地要占用一部分農(nóng)田。礦物燃料 的運輸也會帶來環(huán)境問題，如海上石油運輸，經(jīng)常發(fā)生事故，泄漏的原油污染大片海 域；就是不發(fā)生事故，壓艙水的排放也常常在小范圍內(nèi)使海域受到

14、污染。礦物燃料的 燃燒，對環(huán)境產(chǎn)生的影響最大。其中硫氧化物、氮氧化物等各種有害氣體污染空氣， 已經(jīng)使人們難以忍受，因為礦物燃料的燃燒總是要排放出非常多的二氧化碳，甚至達(dá) 到改變空氣成分的比例的程度，使地球的氣溫升高，這已經(jīng)成了全世界格外關(guān)注、十 分頭疼的一個環(huán)境問題。怎樣才能減少因能源使用而帶來的環(huán)境影響呢？首先，要節(jié)約能源。減少全人類的能源消耗，才能減少二氧化碳的排放。這是從 環(huán)境保護(hù)的角度說，節(jié)約能源勢在必行。另一方面，能源本身也存在著危機C據(jù)勘察, 地球上可供開采的石油有816億噸，天然氣495億噸，煤10萬億噸?，F(xiàn)在全世界每年 的能源總消耗量大體上是95億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中主要的是石油、天

15、然氣和煤，分另U占45%、 19%. 25%,此外”，還有7%的水電,3%的核能。按照目前的消費狀況，石油將在三四十 年內(nèi)采完，煤炭雖多，也只能開采250年左右。以后，隨著科技水平的提高，這些礦 物能源的儲量也可能提高，但是，不管怎么說，地殼運動給我們預(yù)備下”的礦物燃料總 是有數(shù)的，我們用一點就少一點，不悠著點兒用，恐怕是要被動的。其次，要利用高科技，開發(fā)新能源。目前原子能發(fā)電已進(jìn)入實用階段，受控?zé)岷?聚變的探索也在步步前進(jìn)，有望加入人類能源的行列。再次，要積極利用自然能。其中包括，直接利用太陽能，太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、 海浪，潮汐發(fā)電、水力發(fā)電等。這些能源的使用，基本上對環(huán)境沒有污染，因此被

16、人 們稱作“清潔能源”。還有，還必須治理礦物，能源燃燒產(chǎn)生的污染物。最后一點必須說明的是，要注意解決廣大農(nóng)村的能源問題。全世界的廣大農(nóng)村， 能源相當(dāng)缺乏。全球大約有15億農(nóng)村人口用不上煤、石油、天然氣這些礦物燃料，他 們只能砍柴燒，或燒牛羊糞或燒作物秸稈。有的農(nóng)民要花費很大精力去剝樹皮、砍灌 木、鏟草根、揀牛糞。這樣做的結(jié)果，毀掉了很多樹木，破壞了綠色植被，對生態(tài)環(huán) 境也是一種巨大的破壞。由于全世界每年要燒掉4億噸以上的牛糞和枯稈，使越來越 貧瘠的上壤喪失了很多有機物還田的機會。不解決這些農(nóng)民的能源問題，他們的生存 環(huán)境就會更加惡化，他們也難以擺脫貧困的境地。人類優(yōu)先開發(fā)的五種新能源在即將過去

17、的20世紀(jì)中，人類使用的能源主要有三種，就是原油、天然氣和煤炭。 而根據(jù)國際能源機構(gòu)的統(tǒng)計，假使按目前的勢頭發(fā)展下去，不加方制，那么，地球上 這三種能源.能供人類開采的年限，分別只有40年、50年和240年了。四五十年。從人 類歷史的角度來看，實在是非常非常的短促：試想一下，對于今于20來歲的年輕人來 說，到他們六七十歲的時候，如果地球上已經(jīng)沒有原油和天然氣可用，我們能不為此 感到驚愕嗎？所以，開發(fā)新能源，替代上述三種傳統(tǒng)能源，迅速地逐年降低它們的消 耗量，已經(jīng)成為人類發(fā)展中的緊迫課題，核能在今后一段時期內(nèi)還將有所發(fā)展，但是 核電站的最大使用期只有25-30年，核電站的建造、拆除和安全防護(hù)費用

18、也相對不低, 過多地建設(shè)核電站是否明智可取，還有待今后實踐和歷史來檢驗。那么，人類將向何 處尋找新能源呢？先進(jìn)國家的能源專家認(rèn)為，太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、波浪能和氫?這五種新能源，在今后將肯定會優(yōu)先獲得開發(fā)利用。太陽能 太陽能利用的形式很多，例如太陽能集熱為建筑供暖、供熱水，用太陽 能電池驅(qū)動交通工具和其它動力裝置，等等，這些都屬于太陽能小型、分散的利用形 式。太陽能大型、集中和利用形式，則是太空發(fā)電。在距地而三萬多公里高空的同步 衛(wèi)星上，太陽能電池每天24小時均可發(fā)電，而且效率高達(dá)地面的10倍。太空電能可以通知過對人體無害的微波向地面輸送。風(fēng)能風(fēng)能利用技術(shù)的不斷革新，使這種豐富的無污染能源正重放異彩。據(jù)估計, 二三十年內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電量將要占?xì)W共體電占全國總電力的30%左右。地?zé)崮苣壳笆澜缟弦延薪僮責(zé)岚l(fā)電站投入了運行，裝機容量數(shù)百萬千瓦。 研究表明，地?zé)?/p>