C能的转化的方向性能源开发

能源与可持续发展【教学目标】1．理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散。

2．通过对生活中能量转化的实例分析,理解能量守恒定律的确切含义。

3．了感知我们周围能源的耗散,树立节能意识。

【教学重难点】1．能量守恒定律的内容。

2．理解能量守恒定律的确切含义。

【教学过程】一、新课教学（一）能的转移和转化1．教室列举生活中能量转化的例子（1）化学能转化为内能和机械能（2）风能转化为电能（3）重力势能转化为电能（4）电能转化为机械能（5）电能转化为内能（6）太阳能转化为电能（7）光能转化为化学能（8）化学能转化为电能【练习】指出下列现象中能量的转化或转移情况:（1）人在跑步时,身体发热（）化学能转化为内能（2）风吹动帆船前进（）风的机械能转移到帆船上（3）放在火炉旁的冷水变热（）内能由火炉转移给水（4）电流通过灯泡,灯泡发光（）电能转化为光能（5）植物进行光合作用（）光能转化为化学能（二）能量守恒定律通过上面的练习,我们可以总结得出:（1）能量转移:能量的形式没改变（2）能量转化:能量的形式发生变化无论能量发生转移还是转化,总能量保持不变。

1．能量守恒定律:能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式转化为另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移过程中,能量的总量保量的永动机叫第一类永动机。

在这个过程中,还设计了很多不同类型的永动机。

（3）自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。

凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的,例如“永动机”只能以失败而告终。

（4）机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。

【例题1】下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是（）A.某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的D.石子从空中落下,最后静止在地面上,说明机械能消失了【例题2】一个物体沿粗糙斜面匀速滑下,则下列说法正确的是（）A.物体机械能不变,内能也不变B.物体机械能减小,内能不变C.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量减小D.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量不变（三）能量转化和转移的方向性教师抛出问题:既然能量是守恒的,不可能消灭,为什么我们还要节约能源?师生活动1:活动要求:根据给定器材设计活动,使能量发生转化和转移；思考并记录:活动的目标是什么、使用了何种能源、能量转化过程怎样、能量最终去了哪里?第1组:长木板弹簧小车第2组:干电池导线小电珠开关第3组:高功率红外灯电动机小型叶片（或者蜂鸣器）第4组:电吹风电动机小型叶片第5组:脸盆水水车教师提问:现在请各小组派一代表来说一下你们这组的活动目标是什么?利用什么能源?能量的转化情况如何?学生回答:略师生总结:（1）虽然我们的器材不同、使用的能源不同,但是能量在转化和转移的过程中都完成了目标,因此能源的利用本质就是能量的转化和转移；（2）所有的能量最终“归宿”都为内能。

12.4 能源与可持续发展学习目标：1．了解什么是能量耗散和品质降低。

2．了解能源与人类社会、环境的关系。

3．了解几种新能源的发展。

知识点一、能量守恒定律1．内容：能量既不会消灭，也不会创生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到另一个物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。

这个规律叫做能量守恒定律。

2．确立能量守恒定律的两类重要事实（1）确认了永动机的不可能性；（2）发现了各种自然现象之间能量的相互联系与转化。

3．意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。

它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。

【题1】行驶中的汽车制动后滑行一段距离，最后停下来；流星在夜空中坠落并发出明亮的光焰；降落伞在空中匀速下降；条形磁铁在下落过程中穿过闭合线圈，线圈中产生电流。

上述不同现象中所包含的相同物理过程是A．物体的动能转化为其他形式的能B．物体的势能转化为其他形式的能C．物体的机械能转化为其他形式的能D．其他形式的能转化为物体的机械能【答案】C【解析】四个运动过程中的能量转化为：汽车制动，动能→内能；流星坠落，重力势能→光能、内能；降落伞匀速下降，重力势能→内能；磁铁穿过线圈，重力势能→电能。

由此可知，四个运动过程中均是物体的机械能转化为其他形式的能，C正确。

【题2】我国人民有在房前种树的习惯，夏天大树长出茂密的叶子，为人们挡住炎炎烈日，冬天叶子又会全部掉光，使温暖的阳光照入屋内，可以起到冬暖夏凉的作用。

炎热的夏天，我们在经过有树的地方时，也会感到很明显的凉意，关于树木周围比较凉爽的现象，下列说法中正确的是A．树木把大部分太阳光反射出去，使地面温度降低B．树木吸收阳光，使自己温度升高，周围温度降低C．树木吸收阳光，将阳光的能量转化为化学能，使环境温度变低D．白天大树将热量存起来，晚上再将热量放出来，所以白天在树林里感觉凉爽而晚上感觉到热【答案】C【解析】植物发生光合作用，消耗掉太阳能转化成化学能，根据能量守恒，阳光的能量被转化成化学能，所以树木下会比较凉爽，故C正确。

4 能源与可持续发展1.知道自然界中能量的转化情况，知道能量守恒定律的内容.2.知道能量转移或转化的方向性，知道什么是能量耗散.3.知道什么是不可再生能源和可再生能源，了解能源的利用与社会发展的关系．一、能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变．这个规律叫作能量守恒定律．二、能量转移或转化的方向性1．能量转移或转化的方向性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的．2．能量耗散(1)能量耗散的概念：燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用．电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们很难把这些散失的能量收集起来重新利用．(2)能量品质降低：能量耗散虽然不会导致能量总量的减少，却会导致能量品质的降低，从便于利用的能源变成不便于利用的能源．(3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性．三、能源的分类与应用1．可再生能源：在自然界中可以再生的能源，如：水能、风能、潮汐能等．2．不可再生能源：自然界中无法在短时间内再生的能源，如：煤炭、石油、天然气等．3．我国在能源的开发利用方面，有以下几种发电方式：太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电．四、能源与社会发展1．人类对能源的利用大致经历了三个时期，即柴薪时期、煤炭时期、石油时期．2．人类社会可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡．人类要树立新的能源安全观，转变能源的供需模式：既要提倡节能，又要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等清洁能源．一、能量的转化与守恒1．自然界中不同形式的能量可以相互转化，一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加，能量的总量保持不变．2．能量守恒定律的适用范围能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是在各种自然现象中普遍适用的一条规律．3．能量守恒定律的表达式(1)E初＝E末，初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和．(2)ΔE增＝ΔE减，某些能量的增加量等于其他能量的减少量．4．应用步骤(1)明确研究对象及研究过程；(2)明确该过程中，哪些形式的能量在变化；(3)确定参与转化的能量中，哪些能量增加，哪些能量减少；(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式)．二、能源的分类与应用1．地球上的绝大部分能源来源于太阳的辐射能2．能源的分类(1)可再生能源：自然界可以源源不断地提供，或在自然界中可以再生，如：水能、风能、潮汐能．(2)不可再生能源：自然界无法在短时间内再生，如：煤炭、石油、天然气．三、能源与社会发展1．能源的重要性：能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品，是国民经济运动的物质基础，它与材料、信息构成现代社会的三大支柱．2．能源和环境污染(1)温室效应：石油、煤炭的燃烧增加了大气中二氧化碳的含量，由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用，且像暖房的玻璃一样，只准太阳光的热辐射进来，不让室内长波热辐射出去，使地球气温上升，这种效应叫温室效应．温室效应造成的影响：温室效应使两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海城市，使海水倒流入河流，从而使耕地盐碱化；温室效应使全球降水量变化，影响气候和植被变化，影响人体健康．(2)酸雨：酸雨是指pH值小于5.6的雨、雪或其他形式的大气降水．形成酸雨的主要原因是燃烧煤炭和石油，以及工业生产等释放到大气中的二氧化硫等物质使雨水酸度升高，形成“酸雨”，腐蚀建筑物、酸化土壤．(3)光化学烟雾：内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反应，产生氮的氧化物和碳氢化合物．这些化合物在大气中受到紫外线的照射，产生二次污染物质——光化学烟雾．这些物质有毒，能引起人的多种疾病．另外，常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染物．1．以下属于一次能源的是（）A．太阳能B．电能C．煤气D．焦炭2．在阳光的照射下，悬挂在墙上的太阳能小风扇快速转动，这说明（）A．动能可以凭空产生B．不同形式的能可以相互转化C．可以制造出不需要消耗能量的“永动机”D．太阳可以提供无穷无尽的能量，不需要节约能源3．能量守恒定律是自然界最基本的规律之一。

A 物体的内能（样稿）内容（课标）第七章内能能量守恒定律 A 物体的内能学习水平要求A级学习目标1.知道分子的动能、分子的平均动能，知道温度是分子平均动能大小的标志；知道分子的势能，知道分子的势能与物体体积有关；知道物体的内能包含所有分子的动能和势能的总和；知道做功和热传递是改变物体内能的两种方式2.通过实验活动和讨论分析，感受用类比的方法认识分子的动能、势能和物体的内能等抽象概念。

认识物理学研究问题的思想方法3.通过了解焦耳对热现象的研究，增强认真钻研、敢于质疑、积极进行实验探究学习的自觉性出自《物理教学参考资料》（高中二年级第一学期）P3教学重点和难点重点：认识物体的内能是由组成物体的分子动能和势能构成，它与其他形式的能量是可以相互转化的。

难点：区分改变内能的饿两种方法，并认识到做功与热传递对改变内能是等效的，以及判断物体内能是否发生变化出自《物理教学参考资料》（高中二年级第一学期）P3本节知识要点一、内能1、分子做无规则运动，因此分子具有动能物体内大量分子无规则运动跟温度有关，所以我们又把这种运动叫做热运动。

2、由于分子间存在相互作用力，所以分子具有势能分子间作用力及分子势能的大小都与分子间距离有关。

3、内能是物体内部具有的能量，它包括物体内所有分子的动能和势能。

二、内能变化的两个途径1、做功可以改变物体的内能2、热传递可以改变物体的内能做功和热传递在改变内能的效果上是等效的。

做功使其他形式的能如机械能等转化为内能；热传递使物体间的内能发生转移。

题目完成本节课约需1课时，讲课和练习穿插进行。

（题目由浅入深，与相应的概念呼应）【基础类型题】：1、当气体温度升高时，下面说法中正确的是（）（A）每个气体分子的速率都增大（B）每个气体分子的动能都增大（C）气体分子的平均动能增大（D）每个气体分子都具有相同的动能2、对静止在桌面上的木块，下列说法正确的是（）（A）木块无动能，但有分子平均动能（B）木块无动能，也无分子平均动能（C）木块有动能，但无分子平均动能（D）木块有动能，也有分子平均动能3、下列关于温度与内能的说法正确的是（）（A）物体的内能等于物体的势能和动能的总和（B）温度是分子热运动剧烈程度的反应，当温度升高时物体内部分子的动能都增加（C）一个分子的运动速度越大，它的温度就越高（D）物体的内能变化时，它的温度可以不变4、有甲乙两种气体，如果甲气体内分子平均速率比乙气体内分子平均速率大，则( )A.甲气体温度一定高于乙气体温度B.甲气体温度一定低于乙气体温度C.甲气体温度可能高于也可能低于乙气体的温度D.甲气体的每个分子运动都比乙气体每个分子运动快5、以下说法正确的是( )A.机械能为零，内能不为零是可能的B.温度相同，质量相同的物体具有相同内能C.温度越高，物体的内能越大D.0℃的冰的内能比等质量的0℃的水内能大6、下列例子中指出各是通过什么方式改变物体内能的？（1）．煤炉把水烧开是通过方式来改变物体内能（2）．自行车急刹车时间轮胎发热是通过方式来改变物体内能（3）．冰块把食品温度降低是通过方式来改变物体内能（4）．压缩气体放气后温度降低是通过方式来改变物体内能（5）太阳光把衣服晒暖和是通过方式来改变物体内能7、分子势能的大小与分子间的距离有关，当分子间的距离大于r时，分子势能随分子间距增大而，而分子间距小于r时，分子势能随分子间距增大而。

不可或缺的元素了解碳（C）的重要性碳（C）是地球上最常见的元素之一，广泛存在于自然界的各种生物体、矿物质和化合物中。

它的重要性在于它是生命的基础和能源转化的关键。

本文将探讨碳元素的各个方面，以帮助读者更加全面地了解碳的重要性。

一、碳的化学性质碳是第14号元素，其原子序数为6，原子量为12.01。

它在化学中具有多种特性，其中最重要的特点是碳与其他元素形成共价键的能力。

这使得碳能够形成多种复杂的有机化合物，包括蛋白质、核酸、脂肪和糖类等。

这些有机化合物构成了生命体系的基础，并实现了生物体内的各种化学转化过程。

二、碳的存在形式碳存在于地壳、大气、水体和生物体中。

在地壳中，碳以矿物质的形式存在，如钻石和石墨。

在大气中，碳以二氧化碳（CO2）的形式存在，起到温室效应和调节地球气候的重要作用。

在水体中，碳以碳酸盐和有机物的形式存在，对水体的化学平衡和生物生态系统的稳定性起到关键作用。

在生物体中，碳是生命的基础组成单元，构成了所有有机物。

三、碳的生物地球化学循环碳的生物地球化学循环是碳在地球上的重要循环过程。

人类活动导致了碳循环的不平衡，进而影响了地球的生态系统。

当化石燃料燃烧释放大量二氧化碳时，会导致大气中二氧化碳的浓度升高，进而引起温室效应和气候变暖。

因此，我们需要采取有效措施来减少温室气体的排放，以维护地球的生态平衡。

四、碳的应用领域碳在工业生产、能源转化和材料科学等领域发挥着重要的作用。

例如，碳纳米管是一种新型的纳米材料，具有极高的强度和导电性能，被广泛应用于电子、光电和催化等领域。

碳化硅是一种优良的耐高温材料，可用于制造高温设备和部件。

此外，碳还被用作化工原料、燃料和储能材料等。

五、碳的环境保护与可持续发展随着全球环境问题的日益突出，碳的环境保护和碳减排成为当今社会关注的热点。

减少温室气体的排放和开发清洁能源是保护地球生态环境的关键。

在可持续发展的理念下，我们应该采取措施促进碳的循环利用，开发低碳技术，实现经济增长与环境保护的良性循环。

高中物理【能源与可持续发展】教案知识点学习目标要求核心素养和关键能力1.知道能量转移或转化的方向性。

2.知道能源的分类与应用。

3.了解能源与社会可持续发展的关系。

科学责任增强节约能源的意识，注意保护环境。

一能量转移或转化的方向性1．能量守恒定律能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。

2．能量转化或转移的方向性科学研究发现，一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。

3．能量耗散(1)燃料燃烧时一旦把热量释放出去，就不会再次自动聚集起来供人类重新利用。

电池中的化学能转化为电能，电能又通过灯泡转化成内能和光能，热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能，我们很难把这些内能收集起来重新利用。

这种现象叫作能量的耗散。

(2)能量耗散是从能量转化的角度反映自然界中的宏观过程具有方向性。

二能源的分类与应用1．不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源。

化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源被叫作不可再生能源。

2．可再生能源：水能和风能等能源，归根结底来源于太阳能。

这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。

3．能源的应用：近年来，我国在能源开发方面取得了很大成就，如太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电等。

三能源与社会发展1．能源利用的三个时期：柴薪时期、煤炭时期、石油时期。

2．能源是人类社会活动的物质基础。

3．能源对社会发展的影响(1)随着人口迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，能源短缺和过度使用化石能源带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。

(2)人类的生存与发展需要能源，能源的开发与使用又会对环境造成影响。

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。

(3)要树立新的能源安全观，并转变能源的供需模式。

高中物理学科知识内容、要求及其调整情况
课程标准学习水平的界定
概念、规律
知道（A）：识别和记忆学习内容，是对知识的初步认识。

理解（B）：初步把握学习内容的由来、意义和主要特征，是对知识的一般认识。

掌握（C）：以某一学习的内容为重点，联系其他相关内容，解决简单的物理问题，是对知识较深入的认识。

应用（D）：以某一学习的内容为重点，综合其他相关内容，解决新情景下的简单物理问题，是对知识较系统的认识。

实验
初步学会（A）：
根据实验目的，按照具体的实验步骤，正确使用给定的器材，完成观察、测量等实验任务。

学会（B）：根据实验目的，参照简要的实验步骤，合理的选择实验器材，独立完成观察、测量、验证和探究等实验任务，正确处理实验数据。

设计（C）：根据学习的需要，确定实验目的，设计实验方案，选择或制作简易的实验器材，根据实验结果分析和改进实验方案。

基础型教材与拓展型教材调整意见对比
附1:上海市高中2015学年度课程计划
附2:合格考、等级考时间安排表
附3: 2017届学业水平考安排。