1、第二十二章 能源与可持续发展课型授课时间学生姓名能源家族一、学习先知(一)学习目标:1、通过实例了解有那些不同形式的能量。 2、 常识性了解什么是能源； 什么是一次能源、 二次能源及其特点； 什么是不可再生能源、 可再生能源及其特点。(二)自主预习:（一） 导学能量的来源阅读教材 p148页第一自然段，想想议议，完成下列问题。1、凡是能够提供 的物质资源叫做能源，他是人类赖以生存和发展的重要物质基础。如 、 是当今人类利用的主要能源。 2、多种多样的能源化石能源： 、 、 属化石能源，他藴含着化学能，是我国目前的主要能源物质，其储量有限，如果过度开发会引发严重的环境问题。水能、风能、潮汐能他可
2、以直接从自然界中获得，藴含着 能，他与太阳能地热能一样具 有 、 供应持久的特点，但是它的分布不稳定和不均匀。 自然界中的各中生物进行生命活动必须的能源来自 ，他是一化学能的形式藴含。但是 它有一定的环境污染。 还有一种能源就是核能，他是原子核发生变化时释放的能量，能量巨大，但存在放射性污染。二、导学环节（二）导学能源的分类 阅读教材 P148页至 149页内容，完成下列任务：1、能源家族可从不同角度划分，从其产生的方式可分为 和 。比如风能、 太阳能、地热能以及核能可以直接从自然界中获得的是 。我们使用的电能是无法从自然界直接获取，必须通过 的消耗才能得到的能源叫 。2、从能源是否可再利用的
3、角度可分为和 。如我们生活中的越用越少，而且不可能在短期内从自然界得到补充的能源， 、 和 。 另一种是在自然界中能源源不断得到的能源，如 、 、 。3、由生命物质提供的能源称为 。日常生活中我们生火取暖是木材给我们提供了 。日常生活中的食物给我们提供了 ，在生活中我们常说某些食品含有的“热 量”多，就是指的 。 （填“热量” 、 “内能” 、 “生物质能”或“温度” ）4、目前世界能源消耗情况，其中 90%以上是不可再生能源，石油大约占 40%、煤占 35%、天然气占 20%。目前我国的能源结构主要以煤为主，其比重大约为：煤 68.%、石油、天然气 24%，其他（水电、核能、新能源发电）7.
4、3%。【要点归纳】 1.生活中的能源可分为一次能源、二次能源、可再生能源、不可再生能源。 2.能源的广泛使用，给人类文明带来了巨大的进步，但并非所有的能源都是取之不尽、用之 不竭的，所以，我们要不断的开发新能源。三、当堂检测 1、我国曾在南海海底发现了一种俗称“可燃冰”的冰块状天然气水合物，能源总量可达全国石油 总量的一半，燃烧 1m3的“可燃冰”释放出的能量与燃烧 164m3的天然气释放的能量相等，由此可 判断“可燃冰” （ ）A具有较多的内能 B. 具有较多的化学能C只有燃烧时才有内能 D.没点燃时只具有化学能 2、不同的能源物质提供给人类利用的能量形式是不同的，其中生物质能提供的是（ ）
5、A 电能 B. 动能 C. 势能 D. 化学能 3.关于能源的说法，正确的是（ ） A煤，石油，天然气以及水能，风能，太阳能是一次能源B核能，电能，地热能是二次能源C煤是世界上许多国家的主要能源 D生物质能是一次能源 4关于能源的说法，正确的是（ ） A化石能源是不可再生能源 B核能是可再生能源 C一次能源中只有石油，煤和天然气D二次能源中只有电能和核能 5下列能源中属于一次能源的是（ ） 风能 地热能 电能 核能 A B C D 6下列属于不可再生能源的是（ ）石油 太阳能 天然气 生物质能 A. B C D 7.下列关于能源的说法正确的是（ ） A煤、石油是当今人类利用的主要能源，它们是可
6、再生能源 B.天然气是一种清洁的能源，人类可以无尽地开发利用 C如果大量利用太阳能，可能使太阳能在短期内消耗殆尽 D.水能和风能可以从自然界里得到，是可再生能源 8.关于能源的利用，下列说法不正确的是 （ ） A.太阳能、地热能、核能属于新能源 B.我们用来照明的电能是二次能源 C 我们用的太阳能热水器取热是利用一次能源 D.我国煤的储量很大， 不必开发太阳能的利用 9、现在城市的太阳能 LED照明路灯，它主要由太阳能电池板、LED 灯头等部分构成。LED是一种 发光二级管，通过电流能够发光，可以把电能直接转化成 能。太阳能是 （选填“一次” 或“二次” ）能源，清洁无污染。 10太阳能把地面
7、的空气晒热，太阳能转化为_能；空气流动成风，又转化为_能；植物吸收太阳能，发生光合作用，太阳能转化为植物的_能；古代植物在地质变迁中变为煤、 石油、天然气，转化为这些燃料的_能。四、学生/教师反思:课型授课时间学生姓名核能 一、学习先知(一)学习目标:（1）了解核能、裂变、聚变、链式反应的有关知识 （2）了解核电站的常识，知道核能的优点和可能带来的问题 (二)自主预习:一、 温故知新 能源的种类繁多，为了便于认识和研究，可以从不同的角度对能源进行分类：在液化气、煤、石油、电能、天然气、太阳能、风能、核能、水能中，属于一次能源的有 ，属于二次能源的有 ，属于可再生能源的有 ，属于不可再生能源的有
8、 ， 属于常规能源的有 ，属于新能源的有 ，属于清洁能源的有 ，属于非清洁能源的有 。从上述分类中可看出，我们要大力开发和利用的新能源是 。二、导学环节板块一：原子核和核能阅读教材 P151页地一、二自然段，完成下列任务。1、 原子的核式结构原子由位于中心的 和绕核高速旋转的 组成。 整个原子的质量都集中在 上。 其中 带正电， 带负电。他们所带电量相等，整个原子呈中性，对外部不显示带电的性质。 原子核由 和 组成； 质子带 电， 中子 电， 质子与中子的质量几乎是 的， 一个质子的质量大约是电子质量的 多倍。 2、 核能 由质子、中子依靠强大的 紧密地结合在一起，所以原子核相当牢固，要使他们
9、分裂或重组是相当困难的，但一旦发生分裂或重组就会释放出惊人的 ，这就是 。3、 两种获得核能的途径 一是大质量的原子核在一定条件下发生分裂，变成较小的两个或多个原子核，会释放核能，称之为 ，简称裂变 。另一种途径是在一定条件下两个或多个质量小的原子核聚合在一起，变成大质量的原子核会释放 ，称之为 ，简称核聚变。 板块二：铀核裂变与氢核聚变阅读教材 P151152页第一、二、三自然段，完成下列任务。 1、铀核裂变与链式反应 （1）裂变：用 轰击铀核（铀 235）时，铀核会分裂成大小相差不大的 个中等原子核，同时释放出 ，这种现象叫做裂变。将火柴搭成如图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么现象呢
10、？ 答： 。 （2）链式反应：一根火柴点燃两根，两根点燃四根，如此像锁链一样持续下去。这就像用中子轰击铀 235原子核，铀核分裂时释放出核能， 同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其它铀核于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。这就是链式反应。1kg 的铀全部裂变，释放的能量超过 优质煤完全燃烧时释放的能量。目前原子弹和核电站中使用的燃料 主要是铀 235，核能是一种 能源（选填“再生”或“不可再 生” ） 。 （3） 核电站中的能量转化过程： 是核能转化为水和水蒸气的 能， 蒸汽轮机获得 能，最后转化为 。 （4）核废料对环境的影响 核裂变的原料以及发生裂变反应后产生的核废料都
11、具有很强的 、 长期的放射性污染，对生命体有致命的伤害，因此核废料的处理一般采用 法。 三、当堂检测1、组成原子核的粒子是 （ ） A带正电的质子和带负电的电子 B带正电的质子和不带电的中子 C带正电的质子、带负电的电子和不带电的中子 D带负电的电子和不带电的中子 2、关于核能，下列说法中正确的是 （ ） A核能很小，无法利用 B核能巨大但，现在无法利用 C核动力航母利用的是核能 D核能是可再生能源 3、关于裂变反应，下列说法错误的是（ ） A所有原子核都能发生裂变反应释放能量 B裂变反应是重原子核吸收中子后发生的 C原子弹是利用链式反应释放的能量 D核电站是利用可控链式反应释放的能量 4、氢
12、核聚变阅读教材 P152页最后三段内容，完成下列任务。 （1）氢核聚变：较轻的核（氘、氚）在 结合成新的较重的原子核，同时释放更大的 ，这种现象叫做聚变，也称为热核反应。太阳内部进行大规模的聚变，释放的核能以电磁波形式向外辐射，这就是太阳能。太阳内部发生的就是这种热核反应。核聚变释放出来的能量为裂变的四倍以上。 （2）和平利用核能 现在人类对核能的利用有： 一是利用核能发电，二是应用到军事领域。1核电站是利用_发电的，它的核心设备是_，其发生的_是可以控制的。 2核聚变是指质量很_的原子核，在_下结合成新的_来获取核能的途径。 3获取核能有两条途径：一是原子核的_，二是_；用人工控制的办法释放
13、核能的装置叫做_，利用核能发电的电站叫做_。 4.原子弹和核电站都是利用链式反应，两者的本质区别是原子弹爆炸时发生的链式反应是 ， 核反应堆中发生的链式反应是 。 （选填 “不可控制的链式反应”或“可控链式反应” ） 。四、学生/教师反思:课型授课时间学生姓名太阳能一、学习先知(一)学习目标:（1）了解太阳能的优点 （2）知道直接利用太阳能的两条途径 教学重点：常规能源与新能源的区别 教学难点：常规能源与新能源的区别 (二)自主预习:一、温故知新 1、由于 的变化而释放出的巨大的能量叫做核能 .获得核能的两种方式是 和 . 2、核电站是利用原子核的 发电的,它的核心设备是 ,在其中发生的 是可
14、以控制的.而在原子弹中发生的 则是不可控制的. 3、质量较小的原子核在超高温作用下结合成质量较大的原子核,会释放出巨大的核能,这种现象叫做 .氢弹就是利用此原理制成的. 二、导学环节（一）导学太阳能巨大的核能火炉阅读教材 P154页一、二自然段，完成下列任务。 1、太阳能来源 在太阳的内部， 在超高温下发生聚变，释放出巨大的核能，太阳的核心每时每刻都在发生 。太阳核心释放能量向外扩散，经过数千年的时间传送到太阳表面，使得太阳表面的温度高达 ，就像一个高温气体所组成的海洋。大部分太阳能以热和光的形式向四周辐射开去。太阳这个巨大的“核能火炉”已经稳定地燃烧了 50亿年，目前他正处于壮年时期，要在经
15、过 50亿年它才可能燃尽自己的核燃料。因其可以长期供应，是 （选填“可再生”或“不可 再生” ）能源。 2、太阳能的特点 （1）清洁无污染：太阳能是最清洁的能源，对他的利用几乎不产生环境污染。 （2）巨大、分布广、获取方便： 太阳能非常巨大，太阳能向周围空间辐射的总功率达3.8 1026W太阳能辐射到地球表面的总功率是 l.7 1017W。地球每小时从太阳获得的太阳能量有 6.1 1020J，这比目前全世界在一年内能源生产的总量还多，可见太阳能有多么巨大 (3)持久、可再生： 太阳能会不会用完呢？根据科学家推算，太阳像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持 50亿年以上，对于人类来说，太阳能可
16、以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源.目前正处于中年时期。（二）导学太阳能是能源之母阅读教材 P155页内容，完成下列问题。 太阳的辐射功率及太阳能传递到地球后各种形式能量之间的转化过程。 （1） 水能、风能来自太阳能： 太阳把地面和空气晒热， 转化为 。太阳把地面和水晒热，并使一部分水蒸发，蒸发的水汽升到空中形成云，以雨、雪的形式落下来，流入江河太阳能转化为 。 （2） 生物质能、化石能源来自太阳能： 植物吸收太阳能，发生光合作用，太阳能转化为植物的（生物质能） ，这部分能量又进入食物链中，为各种生物提供生命活动所需的能量。古代的动植物深埋在地下，在经过漫长的地质变迁中变为煤、石油、天然
17、气，转化为这些燃料的 。（三）导学太阳能的利用 1、把太阳能转化成内能以供利用例如用太阳炉、太阳能热水器等装置把太阳能转化成内能来做饭、烧水等等，也可用集热器把 水加热，产生水蒸气，再推动汽轮发电机发电这就叫太阳能热电站 2、通过光电转换装置把太阳能直接转化成电能 例如用硅光电池也叫太阳能电池，太阳能电池的应用已很广泛， 像人造卫星上的电源、太阳能汽车上的电源，小型电视机、计算器上的电源，城市道路路灯的电源 等等都可用太阳能电池，我国还用太阳能电池做航标灯的电源，铁路信号灯的电源等等。3、利用绿色植物的光合作用将光能转化为化学能， 4、广泛利用太阳能的困难 （1）太阳能虽然十分巨大，但它太分散
18、 （2）由于地球的自转和气候、季节等原因，太阳能的功率变化大，不稳定，给正常连续地使用造成困难。 （3）目前太阳能转换器的效率不高三、当堂检测1、下列关于太阳能的说法中，不正确的是（ ） A太阳能分布广阔，获取方便 B太阳能安全、清洁。利用太阳能不会给环境带来污染 C太阳能是可供人类利用的一种新能源，但无法被人类直接利用 D对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不尽，用之不竭的永久性能源. 2、我们说太阳能是能源之母，是因为 （ ） A太阳能巨大 B太阳在太阳系的中央 C太阳比地球大 D水能、风能、化石能源、生物质能都来自于太阳 3、上海世博园区的太阳能总装机容量达到 4700kw，生产太阳能电
19、池的主要原材料是硅，硅属于 （选填 “导体 ” 或 “半导体 “）材料， 若将能源分为再生和不可再生能源， 则太阳能属于 能源。下列四种能源 木柴、煤炭、石油、电能，属于二次能源的是 。4、下列装置中属于光电转换的是 （ ） A太阳能 B.硅光电池 C.干电池 D.太阳能热水器 5、下列不是太阳能的优点的是（ ） A太阳能十分巨大 B.太阳能是可再生能源 C.太阳能很容易转化为其他各种形式的能 D太阳能安全，清洁无污染四、学生/教师反思:课型授课时间学生姓名能量的转化与守恒一、学习先知(一)学习目标:1、知道能量守恒定律2、能举出日常生活中能量守恒的实例3、有用能量守恒的观点分析物理现象的意识
20、(二)自主预习:1、自然界中的各种现象都是互相联系的，可以从能量的角度反映这种联系。想想做做，观察实验所发生的现象，发生了哪些能量转化？实验 1 现象_ 、 _能转化为_ 实验 2 现象_ 、 _能转化为_实验 3 现象_、_能转化为_实验 4 现象_、_能转化为_通过想想做做,我们发现在一定条件下,各种形式的能都可以相互转化：摩擦生热，_能转化为_能；水电站里水轮机带动发电机发电，_能转化为_能；电动机带动水泵把水送到高处，_能转化为_能；植物吸收太阳光进行光合作用，_能转化为_能；燃料燃烧时发热，_能转化为_能。二、导学环节2、想想议议为什么它们的高度会逐渐降低？是否丢失了能量？你认为减少
21、的机械能到哪里去了？科学工作者经过长时间的探索，发现自然界的各种现象不是孤立的，而是互相联系的。大量事实证明，任何一种形式的能在转化为其他形式的能的过程中，能的总量是保持不变的。什么是能量守恒定律四、合作探究：各种形式的能量都可以在一定条件下相互转化，图 11.6-1给出了两个实例，能做些补充吗？三、当堂检测当堂训练（大约用 10分钟左右）1、火力发电厂“吃”的是煤，“发”的是电，在整个发电过程中能量转化的情况如下，请你在方框中填入相应的能量形式：锅炉 蒸汽轮机 发电机 2、在庆祝小强生日的晚会上，同学们为他点燃了生日蜡烛，并拍手唱歌祝贺，同学们拍手时伴随有_能产生，蜡烛燃烧时_能转化为_能和
22、光能。3、各种形式的能量在一定条件下都可以相互转化，指出下列情况下能量的转化。（1）水轮机带动发电机发电 _(2)电动机带动水泵把水从低处抽到高处_(3)植物吸收太阳光进行光合作用_(4)酒精燃烧_(5) 摩擦生热_(6)气体膨胀做功_4、一种不需要耗用任何能量而能永远不停工作的机器-永动机，讨论一下，这种构思能够实现吗？补充练习：1、城市绿化中要修建许多人工湖以降低“热岛效应”造成的高温，这是利用了水的 大的特性。飞机的喷气发动机的热机效率可达 60，则燃料完全燃烧产生1000焦的热量，飞机可获得 J 的机械能。2、在一个配有活塞的厚玻璃筒里放一小团硝化棉，迅速向下压活塞，可以看到棉花燃烧起
23、来，放手后活塞被弹起。（1）活塞压缩筒内气体做功是将 能转化为能。（2）请在题目中找一现象并简述其原因。现象： 。原因： 。3、小丽家里的电热水壶中装有 1.510-3m3的水，这些水的质量 kg，把这些水从20加热到 100，水吸收的热量是 J。这些水在温度升高的过程中，水分子做无规则运动的速度 （填“增大”或“减小”）。4、国家“西气东输”重点工程完工后，将由西部地区向东部沿海地区送来清洁能源天然气，已知天然气的热值为 8.4107J/m3，每输送 100m3的天然气就相当于输送了 的能量。这些能量若能完全被水吸收，可以使 kg 的水从 20升高到 100。5、老人搓搓手，感觉到暖和；小朋
24、友从滑梯上滑下，感觉好烫。他们的感觉不同，但从科学角度看，他们都是通过 的方式改变物体内能。小朋友运动得浑身都是汗，休息一会儿后，身上的汗液就不见了，这是由于汗液 的缘故。6、汽车沿盘山公路可以驶入高耸入云的山峰，盘山公路修的弯弯曲曲主要目的是为了 。 载重货车下山时，其重力势能（选填“增大”、“减小”、“不变”）；为了减少车速，司机师傅不时踩踏刹车踏板，有一部分机械能转化为 ；途中，汽车要经常停下来，让工作人员用水龙头向车轮闸片部位喷水，这是为了 。7、能量的转化和转移是有方向性的。例如，冬天烤火的时候，人们燃烧煤等燃料获得 能，火炉把这些能量自动传给周围空气，但这些能量 自动聚集起来再次利
25、用（填“能”、“不能”）8、放在热菜中的盐比凉菜中的盐化的更快，这说明 越高，分子的无规则运动越快。用力拉铁丝不容易拉断，这说明铁丝的分子之间存在 力。9、放在热汤中的金属勺子很快变的烫手，金属勺子的内能 （选填“减少”、“不变”、“增加”）这是通过 的方法改变了它的内能。10、指出下列现象中能量的转化或转移情况： (1)植物的光合作用； (2)雨天时发生雷电； (3)人在跑步时，身体发热出汗。 (4)手摇发电机发电使灯泡发光； (5)风吹动帆船前进。 分析物体间发生能量转移时，能量的形式不变；而发生能量的转化时，能的形式要发生改变，在确定能量转化的方向时，可从消耗什么能，得到什么能进行比较来
26、确定。四、学生/教师反思:课型授课时间学生姓名能源与可持续发展一、学习先知(一)学习目标:认识能源消耗对环境的影响。(二)自主预习:【知识回顾】远古人类和其他动物一样,只能利用无私的太阳所赐予的天然能源- :钻木取火是人类在能量转化方面最早的 革命;蒸汽机的发明直接导致了 能源革命;反应堆拉开了以核能为代表的 能源革命的序幕。 阅读教材 P164166内容，讨论交流完成下列任务。 1、21 世纪的能源趋势（能源危机）由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。特别是近三四十年来，能源耗量增长速度明显加快。同学们看 P164图 17.5-1，了解一下一个多世纪来，人类能源消耗的情
27、况。 根据上一节课学过的能量转移和转化的方向性，我们知道目前作为人类主要能源的化石能源，已经是取之求尽、用之求竭。化石能源、核能等是不可再生的能源，我们现在开采得越多，留给子 孙后代的就越少。人类自 1973年以来，共向地球索取了 5000亿桶(约合800亿吨)石油，剩下的石油按现有生产水平计算，还可保证开采 44年，可开采的只有 135亿吨，已探明 60亿吨，已开采 36亿吨，资源余地不大。天然气可开采 9万亿方，已探明2亿方，但分布在边远地区，开发不大，只开采 5000亿方，也只能持续开采 56年，煤可开采 1153亿吨，开采情况不乐观，一些国家的煤炭资源已采掘殆尽。为了人类的未来，我们必
28、须要节约能源。因此同学们以后不仅自己节约能源，看到浪费能源的行为也应该勇敢地站出来制止。水电资源开发不足（总量居世界第一） ，核电发展缓慢。二、导学环节把课本 P165表中的空格填上，认识到过量使用能源会对环境造成严重的破坏。P165教 材说出了未来理想能源满足的所个条件：丰富、便宜、技术成熟、清洁安全。 三、当堂检测1、 “能源危机”是当今世界各国共同面临的问题，面对此危机，以下措施可行的是（ ） A人人都要自觉做到节约用水、节约用电，不浪费和人为毁坏物品 B关闭现有的火力发电站 C各地都要新建风力和水力发电站 D停止使用石油资源，而以核能和太阳能取代 2、能源消耗对环境的影响（环境危机）人
29、类在耗用各种能源时，特别是目前石油、煤炭占了能源的绝大部分，而且年消耗量在不断增长，不可避免地会对环境造成影响。能源消耗会带来：环境污染、温室效应、酸雨、氮氧化物破坏臭氧层、铅化合物污染、厄尔尼诺（目前我国政府倡导的“低碳生活”就是要降低温室气体的排放。在生活中节约一度电，节约一滴水都能降低温室气体的排放。 ）3、为控制大气污染，下列措施目前不可行的是（ ） A尽量用天然气代替煤作城市居民生活用的燃料 B开发和使用新能源 C改进消烟和除尘装置 D禁止使用石油资源 4、未来的理想能源 化石能源的大量使用，不仅留给子孙后代的越来越少，而且造成严重的环境问题。根据学过的有关能源的知识，以及课本上提出
30、的条件，说一说哪些是未来的理想能源，并说明其道理。 5随着人们物质生活水平逐步提高，农村的厨灶发生了革命性的变化。煤球炉、沼气灶和液化气灶等灶具已走进家庭。液化气与煤相比，热方面突出的优点是_ ；环保方面突出的优点是 。 6 的发明是人类利用能源的新里程碑； 能的利用是人类进入现代文明社会的标志； 能是能源技术的飞跃。 7.威海新闻频道 5月 14日报道，世界最大非晶硅光伏建筑在威海市民活动中安装，仅次于楼顶部的非晶硅光伏电玻璃有效发电面积 5500cm2 ，在光线充足的情况下，每 4h可发电1000度，阴雨天也可以发电，用非晶硅光伏发电玻璃发电时的能量转化是 ，使用这种能源的优点是 。 8水
31、力发电中能量的转化情况是（ ）A水的机械能水轮机的内能B水的机械能水轮机的机械能电能C水轮机的机械能水的机械能电能D水的机械能发电机的电能9可持续发展：是既满足当代人的需要，又不危害后代人满足自身需要的发展，实现人类可持续发 展的途径有哪些（ ）A依靠科技进步，改变能源结构 B开发和推广清洁的可再生能源 C提高能源的利用效率D减少环境污染 10. 关于能量和能源的利用，下列说法中正确的是（ ） A人类大量使用太阳能会导致温室效应 B因为能量是守恒的，所以不存在能源危机C现在人类社会使用的主要能源是煤、石油和天然气 D核能的利用会造成放射性污染，所以应该关闭核电站 11.下列说法正确的是（ ）A.核能是指原子核发生变化时所释放的能量B.煤炭、石油、天然气、太阳能都是不可再生能源 C.原子弹和氢弹都是利用核裂变 D.目前核电站获得核能的途径是核聚变四、学生/教师反思:
