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

1/4能源與可持續(xù)發(fā)展教學(xué)設(shè)計一、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．認識伴隨大量能源消耗所產(chǎn)生的環(huán)境問題，對于能源的開發(fā)和利用有可持續(xù)發(fā)展的意識。3．了解未來理想能源的特征。二、教學(xué)重點及難點重點：能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的方向性。難點：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)過程【課堂引入】我們學(xué)過了能量守恒定律，該定律是自然界普遍的基本定律之一。能量既不會憑空產(chǎn)生，也不會憑空消失，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)化的方向性因為我們在生活中發(fā)現(xiàn)，能量的轉(zhuǎn)移過程中有一定的規(guī)律。如熱傳遞過程中，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，也就實現(xiàn)了內(nèi)能自發(fā)地轉(zhuǎn)移。熱量不能反過來，從低溫物體自發(fā)地轉(zhuǎn)移到高溫物體，如果要實現(xiàn)就必須消耗其他形式的能量。這說明能量的轉(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)化時也有相同之處。從石油中提煉出的汽油，內(nèi)燃機把其儲備的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為汽車的內(nèi)能、機械能。這些內(nèi)能、機械能中有些無法再被收集起來轉(zhuǎn)化回可以被利用的能源。再比如汽車制動時，由于摩擦，動能轉(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，不能自動地被用來驅(qū)動汽車。可見，涉及熱現(xiàn)象的能量轉(zhuǎn)化過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）能源消耗對環(huán)境的影響在有些能源的使用過程中，不可避免地對環(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含有二氧化硫等有害物質(zhì)，產(chǎn)生的酸性物質(zhì)最終會形成酸雨。酸雨對水、土壤、植物會造成危害，甚至對建筑物等也會造成不同程度的損害。（三）能源與可持續(xù)發(fā)展1．面對能源的有限性，面對能源帶來的污染，我們該做些什么呢？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識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)從自然界得到補充的能源，稱之為不可再生能源。核能也會越用越少，不能在短期內(nèi)從自然界得到補充，也是不可再生能源。像風(fēng)能、水能、太陽能等可以在自然界里源源不斷地得到、再生，并得到補充的能源，稱為可再生能源?？稍偕茉词俏磥砝硐肽茉吹囊粋€重要發(fā)展方向。伴隨著經(jīng)濟的高速增長，我國的能源需求也呈現(xiàn)了前所未有的高速增長態(tài)勢，面臨能源安全與環(huán)境保護的雙重壓力。積極開發(fā)包括水電、風(fēng)電、太陽能和生物質(zhì)能在內(nèi)的可再生能源就成為我國實現(xiàn)社會經(jīng)濟持續(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，下列認識錯誤的是（）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)材料可用于遠距離輸電，這樣可以大小減少能量在輸送過程中的消耗，故C正確；D、核電站是利用可控核裂變的鏈式反應(yīng)來發(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)化為機械能，機械能也可以轉(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．動能可以和重力勢能相互轉(zhuǎn)化 D．機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以轉(zhuǎn)化為機械能解析：A．電能可以轉(zhuǎn)化為機械能，機械能也可以轉(zhuǎn)化為電能，只能說明能量之間的相互轉(zhuǎn)化，不能說能量轉(zhuǎn)化具有方向性，故A錯誤；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，說明能量轉(zhuǎn)移具有方向性，故B正確；C．動能可以和重力勢能相互轉(zhuǎn)化，能說明能量之間的相互轉(zhuǎn)化，不能說能量轉(zhuǎn)化具有方向性，故C錯誤；D．機械能可以轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，內(nèi)能也可以轉(zhuǎn)化為機械能，能說明能量之間的相互轉(zhuǎn)化，不能說能量轉(zhuǎn)化具有方向性，故D錯誤。答案：B。3．世界新能源汽車大會將于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)動以及和智慧城市應(yīng)用場景的深度融合。下列關(guān)于能源的說法，正確的是（）A．天然氣是一種清潔的能源，人類可以無盡地開發(fā)利用 B．汽油可以作為“玉兔號”在月球上的工作能源 C．電能是最重要的二次能源 D．如果大量利用太陽能，可以使太陽能在短期內(nèi)消耗殆盡解析：A、天然氣是我們在開采石油時同時開采出來的，是不可再生能源，不可能被無盡地開發(fā)利用，故A錯誤；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”在月球上的工作能源，故B錯誤；C、電能可以通過消耗化石能源、太陽能、風(fēng)能、水能、核能等轉(zhuǎn)化而來，屬于最重要的二次能源，故C正確；D、太陽能屬于可再生能源，可以源源不斷地從太陽獲得，短期內(nèi)不會消耗殆盡，故D錯誤。答案：C。六、本課小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)我們主要學(xué)習(xí)了以下幾個問題：能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性；能源的消耗對環(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，開發(fā)清潔的新能源，如太陽能、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、板書設(shè)計能源與可持續(xù)發(fā)展（一）能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性（二）能源消耗對環(huán)境的影