《能源與可持續(xù)發(fā)展》優(yōu)教教案 省一等獎

1、PAGE25能源與可持續(xù)發(fā)展教案一、教學(xué)目標1知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性。2了解我國和世界的能源狀況和能源消耗的趨勢。3了解未來理想能源的特征。二、教學(xué)重難點本節(jié)內(nèi)容是由“能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性”、“能源消耗對環(huán)境的影響”、“能源與可持續(xù)發(fā)展”三部分內(nèi)容組成的。根據(jù)能量守恒定律可知，使用能量的過程中，能量的總量保持不變，那么還會出現(xiàn)能源危機嗎因為能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中具有方向性，把能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移后，能量不能自動再轉(zhuǎn)化到原來形式或轉(zhuǎn)移到原來的物體，這部分內(nèi)容學(xué)生不太容易理解，是本節(jié)教學(xué)的難點。通過了解世界和我國使用能源狀況，全世界對能源的需求量在不斷增大，并且以不可再生能源為主，所

2、以人類不得不面對能源危機，要實現(xiàn)能源與可持續(xù)發(fā)展，需要開發(fā)和探索各種新能源。所以了解世界和我國的能源狀況是本節(jié)的教學(xué)重點。重點：了解世界和我國的能源狀況。難點：知道能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性。三、教學(xué)策略回憶能量守恒定律，能量在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中的總量會保持不變，提出問題為什么還會出現(xiàn)能源危機，使學(xué)生產(chǎn)生一個矛盾，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提出能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性的問題。通過分析實例來說明能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性，如汽車散失的熱不能收集起來，雖然能量守恒，但散失的能量無法再次被使用。通過圖片、視頻等介紹在能源使用過程中對環(huán)境造成的危害，通過一些觸目驚心的圖片，使學(xué)生認識到使用能源時要注意環(huán)境保護，要辯證地

3、看待能源的使用與環(huán)境保護間的關(guān)系。展示我國和世界近年來消耗能源的結(jié)構(gòu)和數(shù)量，了解地球上儲存的不可再生能源是有限的，人類正面對著能源危機，需要開發(fā)和利用新能源來解決這個問題。結(jié)合前面能源使用對環(huán)境的影響，提出新能源需要具備哪些特點。四、教學(xué)資源準備實物投影、多媒體課件整合網(wǎng)絡(luò)。五、教學(xué)過程教學(xué)環(huán)節(jié)教師活動學(xué)生活動設(shè)計意圖創(chuàng)設(shè)情景（5分鐘）回憶能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律學(xué)生回憶并描述定律內(nèi)容：能量既不會憑空消滅，也不會憑空產(chǎn)生，它只會從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個物體轉(zhuǎn)移到另一個物體，而在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移的過程中，其總量保持不變回顧知識，為本節(jié)課內(nèi)容作準備引入新課（5分鐘）既然能量在轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移過程中其

4、總量保持不變，那么在實際中會出現(xiàn)能源危機嗎學(xué)生討論，引入本課的主要內(nèi)容結(jié)合能量守恒定律，使學(xué)生產(chǎn)生矛盾，提高學(xué)習(xí)興趣新課內(nèi)容（25分鐘）能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性人們利用能量的過程實際上就是能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的過程，例如生火做燒，就是把燃料的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，再通過熱傳遞即能量的轉(zhuǎn)移，使食物變熟。你能從日常生活中找到哪些能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的實例針對學(xué)生的舉例，提出問題：這些能量能自動反過來轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化嗎在能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化中具有方向性，雖然自然界中能量的總量保持不變，但并非所有的能量都可以被利用。以下的現(xiàn)象可能出現(xiàn)嗎為什么例1坐在房間內(nèi)，房間里均勻地充滿空氣。突然，這些空氣自行聚攏在某一角落，使你窒息。例2

5、一杯水的內(nèi)能突然集中在這杯水的上層，從面使上面的水劇烈地沸騰，而下面的水卻結(jié)成了冰。小結(jié)：我們在利用能量時總會有一部分能量轉(zhuǎn)化成內(nèi)能散失到環(huán)境中，這些能量雖然還在自然界，但無法自動轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，很難或無法再利用。即經(jīng)轉(zhuǎn)化后，可利用的能量只會減少，能源危機依然會存在學(xué)生舉例說明：用暖氣取暖，內(nèi)能從暖氣中的熱水轉(zhuǎn)移到室內(nèi)空氣。汽車制動，汽車的動能轉(zhuǎn)化為輪胎、地面和空氣的內(nèi)能。學(xué)生思考原因。學(xué)生討論這兩個實例，分析是否可能出現(xiàn)例子中的現(xiàn)象。（從能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性來分析。）通過對實例的分析，認識到能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移中總量保持不變，但可利用的在不斷減少，能源危機仍然是存在的利用物理知識解釋實例培

6、養(yǎng)學(xué)生的總結(jié)能力能源消耗對環(huán)境的影響人類在使用各種能源時，不可避免地對環(huán)境造成影響，能源消耗會對環(huán)境造成哪些影響，產(chǎn)生哪些危害說出你們的看法。展示被酸雨腐蝕的建筑物、沙漠化等圖片。播放能源消耗對環(huán)境影響的視頻。完成課本中“想想議議”中的表格，了解不同能源在使用時對環(huán)境造成的破壞。小結(jié)：在人類使用能源的同時要注意環(huán)境的保護，保持與自然、環(huán)境的和諧與平衡學(xué)生討論交流：1大量使用石油、煤炭造成空氣污染并產(chǎn)生各種廢料。2在使用木柴等加劇對樹木的砍伐，會導(dǎo)致水土流失和沙漠化。3海上石油開采發(fā)生泄漏，會破壞生態(tài)環(huán)境。4煤炭燃燒產(chǎn)生的二氧化硫等氣體會形成酸雨，導(dǎo)致水、土壤酸化，對植物、建筑物造成危害完成表格

7、，認識到能源使用的同時也會對環(huán)境造成破壞培養(yǎng)觀察思考、自學(xué)能力、合作學(xué)習(xí)的能力物理聯(lián)系實際應(yīng)用，解釋生活中的現(xiàn)象能源與可持續(xù)發(fā)展人類社會的發(fā)展離不開能源，請說說現(xiàn)階段我們使用的能源有哪些這些能源大都來自于自然界，其中有哪些是可能從自然界內(nèi)源源不斷的獲得，哪些是現(xiàn)階段使用，但短期內(nèi)不能從自然界得到補充能源可以分為可再生能源和不可再生能源。像化石能源、核能等能源會越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補充，這些是不可再生能源；像風(fēng)能、水能等可以在自然界里源源不斷地得到，這些是可再生能源。播放當今世界能源的儲備及使用情況的資料。通過以上資料，討論交流，你對現(xiàn)階段能源使用及結(jié)構(gòu)有什么看法按照現(xiàn)階段的能源消

8、耗，不可再生能源將消耗殆盡，在能源的利用上要堅持可持續(xù)發(fā)展，你對可持續(xù)發(fā)展有什么看法從能源的使用上，要依靠科技進步改變能源結(jié)構(gòu)、開發(fā)和推廣清潔的可再生能源、提高能源的利用效率、減少環(huán)境污染。你能說出一些新能源嗎開發(fā)的新能源需要滿足什么條件呢歸納總結(jié)新能源的特點：1必須足夠豐富，可以保證長期使用；2必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；3相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；4必須足夠安全、清潔，以保證不會嚴重影響環(huán)境學(xué)生舉例：煤、石油、天然氣、風(fēng)能、水能、核能、太陽能、電能等學(xué)生給剛才所列舉的能源進行分類。了解可再生能源和不可再生能源。學(xué)生討論交流總結(jié)：不可再生能源資源有限，開采情況下樂觀，且

9、污染嚴重，因此必須開發(fā)新能源。學(xué)生討論交流，能源的可持續(xù)發(fā)展，并不是要求不使用能源，是既要考慮當前發(fā)展需要，又要考慮未來發(fā)展需要，不能以犧牲后人的利益為代價來滿足當代人的需求。學(xué)生討論新能源如風(fēng)能、水能、太陽能等。學(xué)生討論總結(jié)新能源的條件根據(jù)能源是否可再生，對能源進行分類。培養(yǎng)學(xué)生總結(jié)能力。通過對不可再生能源的分析，提高學(xué)生環(huán)境保護的意識。利用辯證的方法來看待能源的可持續(xù)發(fā)展。培養(yǎng)學(xué)生的分析總結(jié)能力總結(jié)（5分鐘）課堂小結(jié)：1通過這節(jié)課你學(xué)到了什么2如何理解能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性3能源消耗對環(huán)境有哪些影響4談?wù)勀銓δ茉磁c可持續(xù)發(fā)展的認識。學(xué)生梳理本節(jié)課知識內(nèi)容。從前面幾個方面進行總結(jié)培養(yǎng)學(xué)生

10、總結(jié)歸納的能力作業(yè)布置完成動手動腦學(xué)物理第14題按要求完成知識鞏固能源與可持續(xù)發(fā)展同步測試一、選擇題1關(guān)于能量和能源的利用，下列說法中正確的是（）A化石能源、水能、風(fēng)能均是可再生能源B目前的核電站都是利用核裂變釋放的能量來發(fā)電的C太陽能無法被人類直接利用D因為能量是守恒的所以不存在能源危機答案：B解析：在一次能源中，煤、石油、天然氣等化石能源和核燃料屬于不可再生能源。目前的核電站利用了可控的核裂變，迄今為止，人們還不能使核聚變在人工控制條件下進行。目前，人們直接利用太陽能的方式有兩種：一是把太陽能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如太陽能熱水器；二是把太陽能轉(zhuǎn)化為電能，如太陽能電池。由于我們在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程中

11、利用能量，而能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有方向，總會有一部分能量轉(zhuǎn)化為內(nèi)能散失在周圍環(huán)境中，可利用的能量只會減少，不會增加；我們目前的能源結(jié)構(gòu)以不可再生能源為主，所以，必須開發(fā)和推廣使用清潔的可再生能源。2根據(jù)媒體了解到，造成空氣污染的首要污染物是可吸入顆粒物和二氧化硫。下列對其形成原因的分析不合理的是（）A環(huán)境綠化不好，粉塵隨風(fēng)飄揚B生活和生產(chǎn)中燃燒煤炭C工業(yè)生產(chǎn)排放廢水D機動車排放尾氣答案：C解析：空氣污染中的可吸入顆粒主要是一些粉塵固體，工地的揚塵、工廠的粉塵、生活中的燃料的燃燒、汽車行駛等都會向空氣中排放固體小顆粒形成空氣污染。工業(yè)生產(chǎn)排放廢水會對水體污染，屬于液體廢棄物。3關(guān)于我國能源的利用和能

12、源的節(jié)約，下列說法正確的是（）A我國化石燃料儲量豐富，只可以說是取之不盡、用之不竭的B在能源的利用中，應(yīng)注意環(huán)境保護C核能的利用肯定會造成污染，所以不能開發(fā)核能D太陽能的利用不會產(chǎn)生污染，所以應(yīng)集中全力開發(fā)太陽能答案：B解析：化石燃料屬于一次能源中的化石能源，屬于不可再生能源。我國化石燃料儲量豐富，但由于不可再生，所以不是取之不盡的。人類發(fā)展的過程就是利用能源的過程，但在使用能源的過程中也會對環(huán)境造成污染，如化石能源的使用會產(chǎn)生固體廢棄物和有害氣體，對大地和大氣污染，所以在使用能源的同時要注意環(huán)境保護。核能中使用的核燃料具有放射性，如果沒有安全防護措施，會造成污染，但隨著科技的發(fā)展，人類采用多

13、種安全措施，能確保核燃料不泄漏，在一些發(fā)達國家，核電已經(jīng)成了一種重要的常規(guī)能源。太陽能屬于新能源，在使用中環(huán)保，無污染。但由于技術(shù)還不成熟，造價昂貴，所以目前只在一些特殊環(huán)境下使用。4下列各組能源中，均屬于不可再生能源的是（）A煤、石油、天然氣B太陽能、地熱能、風(fēng)能C電能、汽油、風(fēng)能D核能、水能、生物能答案：A解析：根據(jù)能源使用后能否從自然界短期內(nèi)獲得補充，可以把能源分為可再生能源和不可再生能源。例如煤、石油、天然氣等化石能源，它們是動植物經(jīng)億萬年形成的，所以短期內(nèi)無法從自然界獲得補充。像風(fēng)能、水能、生物質(zhì)能等使用后，在短期內(nèi)能從自然界獲得補充。5長久性地解決人類對能源需求的根本方法是（）A充

14、分利用地球上化石燃料資源B改進工藝，提高能源利用率C依靠科學(xué)技術(shù)進步，不斷開發(fā)新能源D盡可能地少用能源答案：C解析：人類現(xiàn)在大規(guī)模使用的能源大都是化石能源，它是動植物在地下經(jīng)億萬年形成的，但按照現(xiàn)階段的使用速度，很快就能用完，短時間內(nèi)無法再生，所以化石能源不能成為人類長久性使用的能源。改進工藝，可以提高能源利用率，但不能從根本上解決能源問題。依靠科技進步，開發(fā)新能源，才能實現(xiàn)能源的可持續(xù)發(fā)展。6“能源危機”是當今世界各國共同面臨的問題。對此，以下措施可行的是（）A人人都要自覺做到節(jié)約用水、節(jié)約用電，不浪費和人為毀壞物品B關(guān)閉現(xiàn)有的火力發(fā)電站C各地都要新建水力和風(fēng)力發(fā)電站D停止使用石油資源，而以

15、核能和太陽能取代答案：A解析：由于現(xiàn)在過度依賴化石能源，而化石能源又是不可再生能源，所以會出現(xiàn)能源危機，但不能因為化石能源不可再生，而停止一切化石能源的使用。我們要加快開發(fā)新能源，找到化石能源的替代品。水能和風(fēng)能都是可再生能源，但受地域、環(huán)境影響較大，并不適合在所有地方建水力和風(fēng)力發(fā)電站。由于核能和太陽能都屬于新能源，尤其太陽能還是可再生能源，但由于受技術(shù)和成本的影響，現(xiàn)在還不能大規(guī)模的使用。7近年來某市面貌發(fā)生了很大變化，增加了許多綠地，在道路兩旁栽種了大量樹木，改善了城市環(huán)境。下列關(guān)于城市綠化作用的說法中，不正確的是（）A植物的蒸騰作用，可以調(diào)節(jié)環(huán)境溫度B城市綠地面積的增加，可以改善空氣質(zhì)

16、量C在道路兩旁栽種樹木，可以減小車輛噪聲對居民的影響D城市綠化后，可以減少工業(yè)廢氣和車輛尾氣的排放答案：D解析：在道路兩旁栽種樹木，利用了水的蒸騰，水蒸發(fā)吸熱具有調(diào)節(jié)環(huán)境溫度的作用。城市綠地的增加，植物能吸附灰塵，改善空氣質(zhì)量。由于樹木蓬松多孔，也能在傳播過程中吸收噪聲。城市綠化，可以減少空氣中的粉塵，但無法減少工業(yè)廢氣和車輛尾氣的排放。8為節(jié)約能源，需提高熱機的效率，下列措施中不能提高效率的是（）A盡量使燃料充分燃燒B盡量增加熱機的工作時間C盡量減少廢氣帶走的熱量D盡量減少熱機部件間的摩擦答案：B解析：為了解決能源使用的可持續(xù)性，要提高能源的利用率。提高熱機的效率就是在輸出有用能量的情況下，

17、盡量減少消耗的能源，燃料充分燃燒，相同質(zhì)量的燃料燃燒放出的熱量多?？梢猿浞掷脧U氣帶走的熱量，減少熱損失。熱機各部件間的摩擦?xí)囊徊糠帜芰?，使用的能源會有部分消耗在摩擦損失上。熱機的工作效率與工作時間無關(guān)。9未來的理想能源要能夠大規(guī)模替代常規(guī)能源，它必須滿足以下哪幾個條件（）A必須足夠豐富，可以保證長期使用，必須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起B(yǎng)相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模的使用C必須足夠安全和清潔，可以保證不會嚴重影響環(huán)境D以上3個條件必須都滿足答案：D解析：隨著化石能源的大量消耗，尋找新能源已經(jīng)非常迫切了，未來選擇的理想能源來替代常規(guī)能源，未來的能源必須足夠豐富，可以保證長期使用；必

18、須足夠便宜，可以保證多數(shù)人用得起；相關(guān)的技術(shù)必須成熟，可以保證大規(guī)模使用；必須足夠安全、清潔，以保證不會嚴重影響環(huán)境等。二、填空題10冬天，火爐把自己的_傳遞給房間里的空氣，供人們?nèi)∨?；到了春天，我們不能把這些能量重新收集起來供來年再用，一般情況下，_只能從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反。上述事例說明：能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有_性的。答案：內(nèi)能；內(nèi)能；方向解析：能量的利用主要是轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化，火爐工作時燃料燃燒把內(nèi)能轉(zhuǎn)移到空氣中，熱傳遞的條件是要有溫度差，內(nèi)能從溫度高的物體傳遞到溫度低的物體。內(nèi)能不能自發(fā)地從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，因為能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性。11目前，作為人類主要能源

19、的_能源，并非取之不盡，用之不竭的，因此我們應(yīng)該努力尋找一些理想的能源來代替它們，如_和_。由是否可以直接從自然界獲取，可以將能源分為_能源和_能源。對于一次能源：太陽能、風(fēng)能、水能、煤、石油、天然氣、核燃料，其中_（填寫序號）可以從自然界源源不斷地得到，稱之為可再生能源，而_（填寫序號）一旦消耗就很難再生，稱之為不可再生能源。答案：化石；太陽能；風(fēng)能；一次；二次；解析：現(xiàn)階段人類使用的能源還是以化石能源為主，它的形成是由動、植物在地下經(jīng)億萬年形成的，它的儲量是有限的，短期內(nèi)無法再生，屬于不可再生能源。為了能源的可持續(xù)發(fā)展，要不斷地開發(fā)新能源來替代化石能源，這些新能源要滿足價格合理、獲取方便、

20、對環(huán)境污染小等特點，如太陽能、風(fēng)能、水能等。根據(jù)能否直接從自然界獲取，可以把能源分為一次能源和二次能源，一次能源是指能從自然界直接獲得的，如煤、石油、天然氣等，二次能源無法從自然界直接獲得，需要通過一次能源轉(zhuǎn)化而來的。12在“太陽能、天然氣、石油、煤炭、風(fēng)能、核燃料”這些能源中，屬于“可再生能源”的是_。如圖，滾擺在運動過程中，上升的高度會逐漸降低，它的機械能逐漸轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，散失到空氣中，但能量的總量_；這些散失到空氣的能量，不能自動地再次驅(qū)動滾擺，這說明能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有_。答案：太陽能、風(fēng)能；保持不變；方向性解析：可再生能源是指從自然界中獲得，消耗后，在較短的時間內(nèi)能得到補充，如太陽能來

21、自太陽，可以長時期使用。風(fēng)能是間接來自于太陽，太陽照射，使空氣的溫度升高，形成對流形成風(fēng)，所以風(fēng)能也是可以長期使用，不會用完的。其余的能源在地球上的儲量都是有限的，并且使用完后短期內(nèi)無法得到補充。滾擺在上下運動，是動能和勢能的相互轉(zhuǎn)化，在運動過程中由于滾擺與繩子之間有摩擦、與空氣有摩擦，使一部分機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但機械能和內(nèi)能的總量保持不變，這就是能量守恒。但能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有方向的，消耗的機械能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，無法自動地再轉(zhuǎn)化為機械能。13目前，化石燃料是人類生產(chǎn)、生活的主要能源。隨著全球能量使用的增長，化石燃料等不可再生能源將日趨枯竭。世界各國人民的節(jié)能意識正在日趨增強（如圖是我國的節(jié)能標志

22、），科學(xué)家也在開發(fā)新能源、研制節(jié)能產(chǎn)品、提高化學(xué)能的轉(zhuǎn)化效率等方面，做著積極的努力。請你回答：（1）有待繼續(xù)開發(fā)、利用的能源有（至少答3種）：。（2）生產(chǎn)、生活中存在著化學(xué)能和電能的相互轉(zhuǎn)化。請你舉出一個在使用中由化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的例子：。（3）氫氣具有熱值高且的特點，因此被認為是最清潔的燃料。答案：（1）風(fēng)能、太陽能、核能（2）電池（3）燃燒產(chǎn)物不污染環(huán)境解析：現(xiàn)階段使用的大多是化石能源，在地球上的儲量是有限的，需要尋找新的能源來替代化石能源。如選擇一些可再生的能源，如風(fēng)能、太陽能、水能等，也可以選擇一些地球儲量豐富、可長期提供的能源，如核能中的聚變等。電能的獲得有多種途徑，化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能是其中的一種，如電池等。氫氣燃燒后的產(chǎn)物是水，對環(huán)境沒有污染，所以它是一種清潔的能源。三、解答題14三峽水電站是世界上最大的水力發(fā)電站，年平均發(fā)電量預(yù)計為1010Wh，這些電能將送往華東、華中等九省市，所以人們講“三峽可以照亮半個中國”。據(jù)專家介紹，三峽水電站的年發(fā)電量相當于一個每年消耗51010（1）已知煤的熱值是107J/g，51010g煤完全燃燒后，將放出多少熱量（2）向大氣中排放過量的二氧化碳等氣體是造成“