能源與可持續(xù)發(fā)展課件 2024-2025學(xué)年高二上學(xué)期物理人教版（2019）必修第三冊(cè)

第十二章電能

能量守恒定律

第四節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展目錄/1.學(xué)習(xí)目標(biāo)2.情景導(dǎo)入3.新課講解4.小試牛刀5.課堂小結(jié)PART01學(xué)習(xí)目標(biāo)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道不同形式的能量可互相轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化的過程中能量的總量保持不變；知道能量的轉(zhuǎn)化是有方向性的2.了解利用水能、風(fēng)能、太陽能和核能的方式，初步了解核聚變與核裂變3.了解可再生能源與不可再生能源的分類，認(rèn)識(shí)能源的過度開發(fā)和利用對(duì)環(huán)境的影響4.認(rèn)識(shí)環(huán)境污染的危害，了解科學(xué)、技術(shù)、社會(huì)、環(huán)境協(xié)調(diào)發(fā)展的重要性，具有環(huán)境保護(hù)的意識(shí)和行為學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)PART02情境導(dǎo)入學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)使用電熱鍋煮雞蛋，這里面能量是怎么轉(zhuǎn)化的？為什么煮的時(shí)間長短不一樣，雞蛋的形態(tài)也不一樣？PART03新課講解一、能量守恒定律機(jī)械能守恒定律告訴我們，做機(jī)械運(yùn)動(dòng)的物體具有動(dòng)能和勢(shì)能，相互之間可以轉(zhuǎn)化：重力勢(shì)能和動(dòng)能相互轉(zhuǎn)化在電路中，電源將其他形式能轉(zhuǎn)化為電能，負(fù)載又將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能和機(jī)械能……電能轉(zhuǎn)化為光能、機(jī)械能、內(nèi)能……學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)能量既不會(huì)憑空產(chǎn)生，也不會(huì)憑空消失，它只能從一種形式轉(zhuǎn)化為其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到別的物體，在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變．無數(shù)事實(shí)告訴我們：這個(gè)規(guī)律叫做能量守恒定律能量守恒定律是自然界普遍存在的規(guī)律，不受任何條件的限制是不是不違反能量守恒定律的過程都能發(fā)生呢？學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)永動(dòng)機(jī)是不可能制成的磁力永動(dòng)機(jī)滾珠永動(dòng)機(jī)軟臂永動(dòng)機(jī)螺旋永動(dòng)機(jī)水塔式永動(dòng)機(jī)學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)1.能量守恒定律同生物進(jìn)化論、細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)被恩格斯譽(yù)為19世紀(jì)的三個(gè)最偉大的科學(xué)發(fā)現(xiàn)。2.能量守恒定律是在無數(shù)實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上建立起來的，是自然科學(xué)的普遍規(guī)律之一。3.自然界一切已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的過程都遵守能量守恒定律。凡是違反能量守恒定律的過程都是不可能實(shí)現(xiàn)的，例如“永動(dòng)機(jī)”只能以失敗而告終。4.機(jī)械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。能量守恒定律的意義：學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)電熱鍋里煮雞蛋，把剛煮熟的雞蛋拿出來放到冷水中，過一會(huì)兒后，雞蛋和水的溫度會(huì)怎么變化？水的溫度逐漸上升雞蛋的溫度逐漸下降學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)二、能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性①

機(jī)械能和內(nèi)能的轉(zhuǎn)化過程具有方向性：物體在粗糙水平面上運(yùn)動(dòng)，因摩擦二停下，物體絕不可能吸收因摩擦而傳遞出去的熱量，在地面上又重新運(yùn)動(dòng)起來.

自然過程的方向性：在整個(gè)自然界中，無論有生命的還是無生命的，所有的宏觀自發(fā)過程都具有一定的方向性，是一種不可逆過程12學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)v0v=0機(jī)械能自發(fā)的轉(zhuǎn)化為內(nèi)能能量只能從高溫物體傳向低溫的物體而不能自發(fā)的逆向傳遞學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)雖然能量是守恒的，不會(huì)憑空消失但我們還是需要節(jié)約資源熱能光能熱能光能熱能光能熱能光能集中度較高且有序度較高的能量（如機(jī)械能、電能、化學(xué)能等）變?yōu)榄h(huán)境中的內(nèi)能后，成為更賤分散也是無序度更大的能量，很難講這些內(nèi)能重新收集起來重新利用，這種現(xiàn)象叫作能量的耗散學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)

各種形式的能量

內(nèi)能

微觀領(lǐng)域內(nèi)無序程度較小無序程度較大自動(dòng)發(fā)生全額發(fā)生能量品質(zhì)降低不能自發(fā)學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)1、不可再生能源煤炭

石油特點(diǎn)：短期內(nèi)不可以再次得到、一旦利用了就很難或者不能再次得到的能源。如煤炭、石油、天然氣等。天然氣三、能源分類學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)2、可再生能源

地?zé)崮?/p>

特點(diǎn)：能夠在短期內(nèi)重新形成的或循環(huán)利用的能源。如太陽能、風(fēng)能、水能、地?zé)崮?、潮汐能等。三峽水電站風(fēng)能潮汐能地?zé)崮軐W(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)四、能源的開發(fā)與利用太陽能發(fā)電水力發(fā)電風(fēng)力發(fā)電核能發(fā)電學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)實(shí)現(xiàn)能源與環(huán)境共同發(fā)展，要堅(jiān)定地實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略，大力發(fā)展綠色能源并推廣使用太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能、潮汐能等新能源，用低碳能源代替高碳能源，用低碳節(jié)能產(chǎn)品代替高耗能產(chǎn)品，向綠色低碳方向發(fā)展。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)五、能源與社會(huì)發(fā)展柴薪時(shí)期煤炭時(shí)期石油時(shí)期能源利用的三個(gè)時(shí)期是柴薪時(shí)期、煤炭時(shí)期、石油時(shí)期。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)

能源的利用是社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展和環(huán)境保護(hù)之間的一把雙刃劍。目前環(huán)境污染問題逐漸凸顯，空氣污染、酸雨和全球變暖、生物多樣性喪失和土地沙漠化等都是由化石燃料為基礎(chǔ)的能源利用系統(tǒng)造成的。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)PART04小試牛刀學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)1.關(guān)于能量和能源，下列說法正確的是(

)A.人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造B.在能源的利用過程中，由于能量在數(shù)量上并未減少，所以不需要節(jié)約能源C.自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀過程都具有方向性D.能量耗散現(xiàn)象說明：在能量轉(zhuǎn)化的過程中，雖然能的總量并不減少，但能量品質(zhì)提升了C學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)答案：C解析：A、根據(jù)能量守恒定律，能量是不能夠被創(chuàng)造的，故A錯(cuò)誤。BD、能量耗散現(xiàn)象說明：在能量轉(zhuǎn)化的過程中，雖然能的總量并不減少，但能量品質(zhì)降低了；例如，內(nèi)燃機(jī)燃燒汽油把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，最終機(jī)械能又會(huì)轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而最終的內(nèi)能人們很難再重新利用，所以我們說能量的品質(zhì)下降了；所以在能源的利用過程中，有一些能源是不可再生的，所以需要節(jié)約能源，故BD錯(cuò)誤。C、根據(jù)熱力學(xué)第二定律可知，自然界中只要涉及熱現(xiàn)象的宏觀自然過程都具有方向性，都是不可逆的，故C正確。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)2.二十大報(bào)告提出了“推動(dòng)綠色發(fā)展，促進(jìn)人和自然和諧發(fā)展”的理念，以下做法中不符合這個(gè)理念的是(

)A.把燃?xì)鉄崴鲹Q成太陽能熱水器B.空調(diào)的溫度調(diào)得越低越好C.隨手關(guān)閉長時(shí)間不用的電器 D.出行盡可能選擇公共交通工具B學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)答案：B解析：A.把燃?xì)鉄崴鲹Q成太陽能熱水器可減少二氧化碳的排放，符合綠色發(fā)展理念，選項(xiàng)A不符合題意；B.空調(diào)的溫度調(diào)得越低越消耗電能，不符合綠色發(fā)展理念，選項(xiàng)B符合題意；C.隨手關(guān)閉長時(shí)間不用的電器節(jié)約電能，符合綠色發(fā)展理念，選項(xiàng)C不符合題意；D.出行盡可能選擇公共交通工具，符合綠色發(fā)展理念，選項(xiàng)D不符合題意。學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)3.（多選）物理興趣小組在參加完學(xué)校的“節(jié)能環(huán)保、低碳減排”活動(dòng)后，提出了自己的一些設(shè)想，從物理學(xué)的角度，你認(rèn)為可行的是(

)A.制造一種運(yùn)動(dòng)裝置，將它與地面的摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能B.制造一種自行車，把它行進(jìn)時(shí)的一部分動(dòng)能轉(zhuǎn)化成電能，提供照明C.將城市的樓頂全部安裝光伏發(fā)電裝置，節(jié)能減排D.利用永久磁鐵間的作用力，造一臺(tái)永遠(yuǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的機(jī)械BC學(xué)習(xí)目標(biāo)情境導(dǎo)入新課講解小試牛刀課堂小結(jié)答案：BC解析：制造一種運(yùn)動(dòng)裝置，將它與地面的摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能全部轉(zhuǎn)化為動(dòng)能這個(gè)設(shè)