2018年鲁科版物理选修3-3第6章-第1节 能源、环境与人类生存+第2节 能源的开发与环境保护

第6章能源与可持续发展本章概览内容提要本章主要讲述了能源和环境与人类生活和生存的关系.要求了解常规能源的开发及其对环境造成的负面影响，认识常规能源的开发与环境保护的关系，可再生能源的开发及其制约条件，知道可持续发展的重大意义.学法指导1.本章主要介绍了一些常规能源和新能源，要对不同形式的能源有所了解.2.常规能源的应用给环境带来不少负面影响，新能源急需开发，但节约能源也是当务之急.另外，由热力学第二定律知能量虽然守恒，但有些能量便于应用，有些能量不便于应用，能源是有限的，而不是“取之不尽，用之不完”.3.讨论能源开发和利用带来的问题及应该采取的对策.注意自然资源的循环利用.4.通过了解人类开发和利用能源的进程，体会人类探索自然的科学态度和科学精神.具有保护环境的意识,具有节约能源的意识,具有可持续发展的责任感.5.通过了解可再生能源和其他新能源的开发与利用，发展对科学的好奇心与求知欲.第1节能源、环境与人类生存课前预习情境导入1.植物将太阳能转化为化学能，这些化学能的一部分被植物的生命活动消耗，剩余部分则作为机体的一部分被储存起来.肉食动物则把植食动物或其他肉食动物储存的化学能转变成它们自己的化学能和其他形式的能.远古的动植物死亡之后，随着时间的推移，动植物的残骸逐渐演变成了煤、石油和天然气.太阳的辐射还会造成地球表面受热不均匀，从而引起大气层中压力分布不均，导致空气流动而形成风，风具有的动能称为风能.此外，水能、波浪能、海洋能等也都是由太阳能转化来的.以上事实说明了什么问题？简答：说明地球上的能源绝大部分直接或间接来自太阳.2.观察下列图片，说明能量在人类生活中的作用.微波炉成为现代家庭厨房中常见的电器越来越多的汽车消耗了大量的能源图6-1-1简答：人类离不开能量，我们每天都要消耗大量的能量.在现代社会中，家庭生活和使用交通工具是消耗能量的两个重要方面，消耗的能量主要来源于电能、煤、天然气、木柴、汽油等.物理知识预览1.能源分为__________和__________.人类从自然界中__________获得的能源，如煤、石油、天然气、水力、核燃料、太阳能、生物质能、地热能等，称为一次能源.二次能源是一次能源经过加工转化__________的另一种形态的能源，主要有电能、焦炭、煤气、蒸汽、热水以及汽油、煤油、柴油等石油制品.生产过程中排出的余热也属于__________.2.人类利用能源的历史可分为5个阶段：__________；畜力、风力、水力等自然动力的利用；化石燃料的开发和利用；电的发现和开发利用；__________.答案：1.一次能源二次能源直接换成二次能源2.火的发现和利用核能的发现和开发利用。

课后集训基础过关1.能源指的是能够提供可利用________的物质，常见的常规能源有________、________、________等.答案：能量 煤 石油 天然气2.20世纪80年代，科学家发明了硅太阳能电池，这种电池将实现哪种能量转换( )A.光能—微波B.光能—热能C.光能—电能D.电能—微波答案：C综合运用3.人类只有一个地球，我们要保护赖以生存的环境.试完成三个题目：(1)下列哪一种不属于当今世界的三大环境问题…( )A.酸雨B.臭氧层的破坏C.人口的急剧增长D.温室效应(2)酸雨的形成主要是由于( )A.大气中CO 2含量的增加B.大气中SO 2含量的增加C.乱砍滥伐森林，破坏生态环境D.大气中氟利昂含量的增加(3)大气臭氧层( )A.能大量反射太阳辐射中的紫外线，所以那里的温度较低B.能散射太阳光中的紫外线，使地面生物免受紫外线之害C.是大气层中存在臭氧的唯一场所，我们应该加以保护D.吸收大量的紫外线，减少到达地面的紫外线辐射答案：(1)C (2)B (3)D4.(1)1791年米被定义为：在经过巴黎的子午线上，取从赤道到北极长度的一千万分之一.请由此估算地球的半径R.(答案保留两位有效数字)(2)太阳与地球的距离为1.5×1011m ，太阳光以平行光束入射到地面.地球表面2/3的面积被水面所覆盖，太阳在一年中辐射到地球表面水面部分的总能量W 约为1.87×1024J.设水面对太阳辐射的平均反射率为7％，而且将吸收到的35％的能量重新辐射出去.太阳辐射可将水面的水蒸发(设在常温、常压下蒸发1kg 水需要2.2×106J 的能量)，而后凝结成雨滴降落到地面. ①估算整个地球表面的年平均降雨量(以毫米表示，球面积为4πR 2).②太阳辐射到地球的能量中只有约50％到达地面，W 只是其中的一部分.太阳辐射到地球的能量没能全部到达地面，这是为什么？请说明两个理由.解析：(1)由题知地球周长的1/4等于1 m 的一千万倍，所以2πR/4=1.00×107 m,解得R=6.37×106 m.(2)①设太阳在一年中辐射到地球水面部分的总能量为W=1.87×1024J,凝结成雨滴后降落到地面水的总质量为m=W×0.93×0.65/(2.2×106)=5.14×1017 kg.使地球表面覆盖一层水的厚度为h,水的密度为ρ,h =ρπ24R m ,代入数据得h=1.01×103mm.因此整个地球表面年平均降雨量约为1.01×103mm.②大气层的吸收、大气层的散射或反射、云层遮挡等使太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面.此题是信息题，由题中提取有用信息结合能量守恒便可求解.答案：(1)6.37×106 m (2)①1.0×103mm ②大气层的吸收、大气层的散射或反射、云层遮挡等使太阳辐射到地球的能量中只有约50%到达地面.。

5. 1 能源、环境与人类生存学习目标1、了解各种形式的能源，了解太阳能是怎样装化为其它形式的能量的。

2、了解能源和环境与人类生活的关系，认识能源和环境是人类生存和发展的基础，知道可持续发展的重大意义。

预习导学基础铺垫1．热力学的两大定律之一告诉我们，能量在数量上是守恒的，另一条定律则告诉我们，能量在转化过程中其品质．Z5u99NFnAB2．能量的转化具有方向性，当其他形式的能转变成内能时，这些内能最终流散到周围的环境中，没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用，这种现象叫能量耗散．能量耗散现象从的角度反映出自然界中的宏观过程．Z5u99NFnAB 可以从下面的例子来理解能量耗散：如图所示，一个质量为m的滑块在粗糙的水平地面上以v0的初速度滑行到静止．Ek＝的动能转化为热能，但这些热能无法收集起来使滑块再具有Ek＝的动能．Z5u99NFnAB3．由热力学第二定律可知，内能不能全额转化为机械能，因此，从可被利用的价值来看，内能较之机械能、电能等，是一种的能量．由此可知，能量耗散虽然不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低，它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式．能量虽然不会减少但能源会越来越少，所以要节约能源．Z5u99NFnAB4．化石能源的资源有限，而且对环境有很大的破坏．石油和煤炭的燃烧增加了大气中的二氧化碳的含量，由此产生了，燃烧时形成的二氧化硫等物质使雨水的酸度升高，形成，内燃机工作时的高温使空气中和燃料中的多种物质发生化学反应，产生二次污染物质．可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求．其中，最重要的两个方面就是资源和环境保护，而这都与能源的开发利用有关．Z5u99NFnAB 能源在生活和生产中的重要作用我国目前广泛使用的能源有煤、石油、天然气、木材、水能等。

像煤、石油、天然气等矿产燃料以及水能资源，是目前人类广泛应用的能源，在技术上也比较成熟，称之为常规能源。

5. 1能源、环境与人类生计学习目标1、认识各样形式的能源，认识太阳能是如何装化为其余形式的能量的。

2、认识能源和环境与人类生活的关系，认识能源和环境是人类生计和发展的基础，知道可连续发展的重要意义。

预习导学基础铺垫1．热力学的两大定律之一告诉我们，能量在数目上是守恒的，另一条定律则告诉我们，能量在转变过程中其品质．Z5u99NFnAB2．能量的转变拥有方向性，当其余形式的能转变为内能时，这些内能最后流散到四周的环境中，没有方法把这些流散的内能重新采集起来加以利用，这类现象叫能量耗散．能量耗散现象从的角度反应出自然界中的宏观过程．Z5U99NFNAB 能够从下边的例子来理解能量耗散：如图所示，一个质量为 m 的滑块在粗拙的水平川面上以v v0m的初速度滑行到静止． E k＝1mv2的动能转变为热能，2E k＝1但这些热能没法采集起来使滑块再拥有mv2的动能． Z5u99NFnAB23．由热力学第二定律可知，内能不可以全额转变为机械能，因此，从可被利用的价值来看，内能较之机械能、电能等，是一种的能量．由此可知，能量耗散固然不会使能的总量减少，却会致使能量质量的降低，它本质大将能量从高度实用的形式降级为不大可用的形式．能量固然不会减少但能源会愈来愈少，所以要节俭能源． Z5u99NFnAB4．化石能源的资源有限，并且对环境有很大的损坏．石油和煤炭的焚烧增添了大气中的二氧化碳的含量，由此产生了，焚烧时形成的二氧化硫等物质使雨水的酸度升高，形成，内燃机工作时的高温使空气中和燃猜中的多种物质发生化学反响，产生二次污染物质．可连续发展的中心是追求发展与资源、环境的均衡：既知足今世人的需求，又不伤害后代后辈的需求．此中，最重要的两个方面就是资源和环境保护，而这都与能源的开发利用相关．Z5u99NFnAB能源在生活和生产中的重要作用我国目前宽泛使用的能源有煤、石油、天然气、木材、水能等。

像煤、石油、天然气等矿产燃料以及水能资源，是目古人类宽泛应用的能源，在技术上也比较成熟，称之为惯例能源。

5.1 能源、环境与人类生存学习目标1、了解各种形式的能源，了解太阳能是怎样装化为其它形式的能量的。

2、了解能源和环境与人类生活的关系，认识能源和环境是人类生存和发展的基础，知道可持续发展的重大意义。

预习导学基础铺垫1．热力学的两大定律之一告诉我们，能量在数量上是守恒的，另一条定律则告诉我们，能量在转化过程中其品质．b5E2RGbCAP2．能量的转化具有方向性，当其他形式的能转变成内能时，这些内能最终流散到周围的环境中，没有办法把这些流散的内能重新收集起来加以利用，这种现象叫能量耗散．能量耗散现象从的角度反映出自然界中的宏观过程．p1EanqFDPw可以从下面的例子来理解能量耗散：如图所示，一个质量为m的滑块在粗糙的水平地面上以v0的初速度滑行到静止．Ek＝的动能转化为热能，但这些热能无法收集起来使滑块再具有Ek＝的动能．DXDiTa9E3d3．由热力学第二定律可知，内能不能全额转化为机械能，因此，从可被利用的价值来看，内能较之机械能、电能等，是一种的能量．由此可知，能量耗散虽然不会使能的总量减少，却会导致能量品质的降低，它实际上将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式．能量虽然不会减少但能源会越来越少，所以要节约能源．RTCrpUDGiT4．化石能源的资源有限，而且对环境有很大的破坏．石油和煤炭的燃烧增加了大气中的二氧化碳的含量，由此产生了，燃烧时形成的二氧化硫等物质使雨水的酸度升高，形成，内燃机工作时的高温使空气中和燃料中的多种物质发生化学反应，产生二次污染物质．可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡：既满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求．其中，最重要的两个方面就是资源和环境保护，而这都与能源的开发利用有关．5PCzVD7HxA 能源在生活和生产中的重要作用我国目前广泛使用的能源有煤、石油、天然气、木材、水能等。

像煤、石油、天然气等矿产燃料以及水能资源，是目前人类广泛应用的能源，在技术上也比较成熟，称之为常规能源。