《第4節(jié) 能源與可持續(xù)發(fā)展》 示范課教學(xué)設(shè)計(jì)【初中物理人教版九年級(jí)】

1/4能源與可持續(xù)發(fā)展教學(xué)設(shè)計(jì)一、教學(xué)目標(biāo)1．知道能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移有一定的方向性。2．認(rèn)識(shí)伴隨大量能源消耗所產(chǎn)生的環(huán)境問(wèn)題，對(duì)于能源的開(kāi)發(fā)和利用有可持續(xù)發(fā)展的意識(shí)。3．了解未來(lái)理想能源的特征。二、教學(xué)重點(diǎn)及難點(diǎn)重點(diǎn)：能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性。難點(diǎn)：知道能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性。三、教學(xué)用具：多媒體課件。四、相關(guān)資源圖片等。五、教學(xué)過(guò)程【課堂引入】我們學(xué)過(guò)了能量守恒定律，該定律是自然界普遍的基本定律之一。能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化為另一種形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而能量的總量保持不變。能量既然是守恒的，那么就不會(huì)減少，為什么我們還需要節(jié)約能源呢？【新知講解】（一）能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性因?yàn)槲覀冊(cè)谏钪邪l(fā)現(xiàn)，能量的轉(zhuǎn)移過(guò)程中有一定的規(guī)律。如熱傳遞過(guò)程中，酒精燈加熱燒杯中的水。酒精燈作為高溫物體，燒杯中的水作為低溫物體，熱量能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，也就實(shí)現(xiàn)了內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)移。熱量不能反過(guò)來(lái)，從低溫物體自發(fā)地轉(zhuǎn)移到高溫物體，如果要實(shí)現(xiàn)就必須消耗其他形式的能量。這說(shuō)明能量的轉(zhuǎn)移是具有方向性的。當(dāng)然我們同樣也發(fā)現(xiàn)，能量轉(zhuǎn)化時(shí)也有相同之處。從石油中提煉出的汽油，內(nèi)燃機(jī)把其儲(chǔ)備的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為汽車的內(nèi)能、機(jī)械能。這些內(nèi)能、機(jī)械能中有些無(wú)法再被收集起來(lái)轉(zhuǎn)化回可以被利用的能源。再比如汽車制動(dòng)時(shí)，由于摩擦，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成輪胎、地面和空氣的內(nèi)能。這些消耗的能量不能被收集利用，不能自動(dòng)地被用來(lái)驅(qū)動(dòng)汽車?？梢?jiàn)，涉及熱現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化過(guò)程也是具有方向性的。所以，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移都具有方向性，有些能量可以利用，但是有些則不能。我們所能利用的能源是有限的，所以需要節(jié)約能源。（二）能源消耗對(duì)環(huán)境的影響在有些能源的使用過(guò)程中，不可避免地對(duì)環(huán)境造成影響。如汽車尾氣、煤炭發(fā)電，造成了大量空氣污染。燒柴加劇了水土流失和沙漠化。化石能源產(chǎn)生了大量的內(nèi)能，其中相當(dāng)一部分沒(méi)有被利用；產(chǎn)生的二氧化碳、粉塵等被排放到空氣中，加劇溫室效應(yīng)，形成霧霾等。再例如，作為熱機(jī)燃料的石油、煤等燃料往往含有雜質(zhì)，燃燒生成的氣體中就會(huì)含有二氧化硫等有害物質(zhì)，產(chǎn)生的酸性物質(zhì)最終會(huì)形成酸雨。酸雨對(duì)水、土壤、植物會(huì)造成危害，甚至對(duì)建筑物等也會(huì)造成不同程度的損害。（三）能源與可持續(xù)發(fā)展1．面對(duì)能源的有限性，面對(duì)能源帶來(lái)的污染，我們?cè)撟鲂┦裁茨?？能源的利用要考慮可持續(xù)發(fā)展。一方面，應(yīng)該提高能源的利用率。另一方面，需要發(fā)展新的理想能源。因此人類的生存需要清醒地認(rèn)識(shí)不可再生能源與可再生能源。2．可再生能源與不可再生能源化石能源會(huì)越用越少。像煤、石油、天然氣這樣不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充的能源，稱之為不可再生能源。核能也會(huì)越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充，也是不可再生能源。像風(fēng)能、水能、太陽(yáng)能等可以在自然界里源源不斷地得到、再生，并得到補(bǔ)充的能源，稱為可再生能源?？稍偕茉词俏磥?lái)理想能源的一個(gè)重要發(fā)展方向。伴隨著經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng)，我國(guó)的能源需求也呈現(xiàn)了前所未有的高速增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)，面臨能源安全與環(huán)境保護(hù)的雙重壓力。積極開(kāi)發(fā)包括水電、風(fēng)電、太陽(yáng)能和生物質(zhì)能在內(nèi)的可再生能源就成為我國(guó)實(shí)現(xiàn)社會(huì)經(jīng)濟(jì)持續(xù)健康發(fā)展的必然選擇。典型例題1．關(guān)于能源與可持續(xù)發(fā)展，下列認(rèn)識(shí)錯(cuò)誤的是（）A．能量的轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有方向性 B．天然氣是一種可再生的清潔能源 C．超導(dǎo)材料可用于遠(yuǎn)距離輸電 D．核電站是利用核裂變發(fā)電的解析：A、根據(jù)能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移特點(diǎn)可知，能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是具有方向性的，故A正確；B、天然氣屬于化石能源，是不可再生能源，故B錯(cuò)誤；C、超導(dǎo)材料的電阻為零，根據(jù)Q＝I2Rt可知，產(chǎn)生的熱量為零，則超導(dǎo)材料可用于遠(yuǎn)距離輸電，這樣可以大小減少能量在輸送過(guò)程中的消耗，故C正確；D、核電站是利用可控核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)來(lái)發(fā)電的，故D正確。答案：B。2．下列事例中，能表示能量轉(zhuǎn)化或轉(zhuǎn)移具有“方向性”的事例是（）A．電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能也可以轉(zhuǎn)化為電能 B．熱量可以自發(fā)從高溫物體傳遞給低溫物體，卻不能自發(fā)從低溫物體傳遞到高溫物體C．動(dòng)能可以和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化 D．機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能解析：A．電能可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，機(jī)械能也可以轉(zhuǎn)化為電能，只能說(shuō)明能量之間的相互轉(zhuǎn)化，不能說(shuō)能量轉(zhuǎn)化具有方向性，故A錯(cuò)誤；B．熱量可以自發(fā)地從高溫物體傳遞給低溫物體，但卻不能自發(fā)地從低溫物體傳遞到高溫物體，說(shuō)明能量轉(zhuǎn)移具有方向性，故B正確；C．動(dòng)能可以和重力勢(shì)能相互轉(zhuǎn)化，能說(shuō)明能量之間的相互轉(zhuǎn)化，不能說(shuō)能量轉(zhuǎn)化具有方向性，故C錯(cuò)誤；D．機(jī)械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，能說(shuō)明能量之間的相互轉(zhuǎn)化，不能說(shuō)能量轉(zhuǎn)化具有方向性，故D錯(cuò)誤。答案：B。3．世界新能源汽車大會(huì)將于2019年7月在海南舉辦，聚焦汽車與能源、交通、信息、通訊等領(lǐng)域聯(lián)動(dòng)以及和智慧城市應(yīng)用場(chǎng)景的深度融合。下列關(guān)于能源的說(shuō)法，正確的是（）A．天然氣是一種清潔的能源，人類可以無(wú)盡地開(kāi)發(fā)利用 B．汽油可以作為“玉兔號(hào)”在月球上的工作能源 C．電能是最重要的二次能源 D．如果大量利用太陽(yáng)能，可以使太陽(yáng)能在短期內(nèi)消耗殆盡解析：A、天然氣是我們?cè)陂_(kāi)采石油時(shí)同時(shí)開(kāi)采出來(lái)的，是不可再生能源，不可能被無(wú)盡地開(kāi)發(fā)利用，故A錯(cuò)誤；B、汽油燃燒需要氧氣，而月球表面是真空，因此不能用汽油作為“玉兔號(hào)”在月球上的工作能源，故B錯(cuò)誤；C、電能可以通過(guò)消耗化石能源、太陽(yáng)能、風(fēng)能、水能、核能等轉(zhuǎn)化而來(lái)，屬于最重要的二次能源，故C正確；D、太陽(yáng)能屬于可再生能源，可以源源不斷地從太陽(yáng)獲得，短期內(nèi)不會(huì)消耗殆盡，故D錯(cuò)誤。答案：C。六、本課小結(jié)通過(guò)本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們主要學(xué)習(xí)了以下幾個(gè)問(wèn)題：能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性；能源的消耗對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了很大的影響，為了人類的可持續(xù)發(fā)展，要解約能源，開(kāi)發(fā)清潔的新能源，如太陽(yáng)能、風(fēng)能、核能等。按照能源是否可再生分類，分為可再生能源和不可再生能源。七、板書(shū)設(shè)計(jì)能源與可持續(xù)發(fā)展（一）能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性（二）能源消耗對(duì)環(huán)境的影