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第4节能源与可持续发展一、教学目标知识与技能目标1.简述能量转化技术为人类带来的便利；2.指出能量转移和能量转化的方向性；3.认识能源消耗对环境的影响。
过程与方法目标通过收集信息、阅读材料，从可持续发展的角度分析能源，资源及日常诸多现象，提出自己的观点及其可行的做法，培养收集信息、处理信息、合作交流的能力。
情感与态度目标1.通过了解能源消耗对环境的影响，认识科技对人类社会发展的负面影响，提高节能意识和环保意识，并在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献。
2.有将科学服务于人类的意识，有理想，有抱负，热爱祖国，有振兴中华的使命感和责任感。
二、教学重难点重点：能源的消耗对环境的影响。
难点：学会从可持续发展角度分析能源、资源及日常诸多现象。
三、教学用具课件四、教学过程想想议议能量是守恒的，不能被创造或消灭，只能从一个物体转移到另一个物体，或者从一种形式转化为另一种形式，为什么我们还要提倡节约能源呢？一、能量转移和能量转化的方向性在热传递的过程中,热量只能自发地从高温物体转移到低温物体,不能从低温物体转移到高温物体.如果要使热量从低温物体转移到高温物体,就需要消耗其他形式的能量.例如电冰箱就需要消耗电能.热现象的能量转化过程是有方向性、不可逆的，消耗掉的内能被收集起来再利用.同样，汽车制动时,由于摩擦,动能转化成轮胎、地面和空气的内能,这些消耗的能量不能再自动地被用来驱动汽车.汽车散失的热不能收集起来能量的转化、能量的转移,都是有方向性的.我们是在能量的转化或转移过程中利用能量的。
二、能源与环境1．能源开发和利用对环境的影响能源的开发和利用同时也造成了环境污染与生态破坏。
化石能源燃烧产生大量CO2和烟尘,污染空气.导致温室效应，全球变暖，危害生态平衡.汽车排放尾气和各种工业废气危害人们的身体健康.煤、石油、天然气等燃料往往含有杂质，燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质.燃烧时的高温还会促使氮氧化物的生成，不完全燃烧能产生粉尘和一氧化碳。
名师优秀教案执教者：xx时间：20xx年能源与可持续发展【学习任务分析】1、本节第一部分“能量的转化和转移的方向性”，从生活实际出发，让学生了解”自然界中热传导过程和能量转化、转移的是有一定方向的”，让学生知道热力学第二定律，接着引入热机效率问题，在这部分教学中，应使学生体会科学家不畏艰辛的探索精神，结合实例理解为什么热机具有效率，怎样提高热机效率。
体会物理学与技术发展的互动关系。
2、第二部分“能源开发与可持续发展”，要让学生了解能源对人类文明的意义和有能源带来的环境问题，引入可持续发展的概念。
让学生认识节约能源，开发新能源与可持续发展的关系，可以让学生通过查阅相关材料，提出自己的见解。
思考怎样探索和使用未来的理想能源。
3、通过本节的学习，第一要求学生了解我国和世界的能源状况，我国发展能源的方针和对策。
第二要求学生要关心科学发展前沿，具有可持续发展的意识，树立科学的世界观，有将科学服务于人类的使命感与责任感。
【教学目标】1.知识与技能（１）了解什么是常规能源，什么是新型能源。
（２）知道能量转化的效率。
（３）知道能量转化和转移的方向性以及第二类永动机不可能实现。
（４）通过能量转化和转移的方向性，认识提高效率的重要性。
（５）了解能源与人类生存和社会发展的关系，使学生认识能源的合理利用与环境保护对可持续发展的重要意义。
2.过程与方法（１）通过指导学生分析事例，培养学生分析问题和理论联系实际的能力。
（２）通过指导学生阅读教材，培养学生的自学能力。
3.情感、态度与价值观（１）了解大量的能源消耗带来的全球性环境问题。
（２）提高学生的节能、环保意识。
【重点难点】重点：（１）能量转化的效率及方向性。
（２）可持续发展的重要性。
难点：自然界中进行的涉及热现象的宏观过程都具有方向性。
【教学资源】实物投影、幻灯片，多媒体教学设备，影片。
【设计思想】本节课结合我校学生的特点对教材的内容进行了深入的挖掘和思考，备教材，备学生，备教法，始终把学生放在教学的主体地位，让学生参与，让学生设计，营造一个“安全”的教学环境，广开言路，让学生的思维与教师的引导共振。
名师优秀教案执教者：xx时间：20xx年能源与可持续发展上课日期月日课时 1 授课累计节课题能源与可持续发展教学目标知识技能初步了解人类利用能源的发展足迹，知道能量的转移和转化都是有方向性的了解人类能源消耗的增长状况，认识能源消耗对环境的影响，保护环境过程方法阅读反映能源革命的资料，讨论和调查能源使用对环境的影响情感态度与价值观通过对能量转移、转化具有方向性的理解，增强节能意识，关心自己身边的能源消耗对环境的影响，关注人类对能源的需求和大量消耗能源所带来的问题，有可持续发展的意识，对保护环境，维持自然界的平衡与和谐负有责任感教学重点能量转化和转移的方向性，能源可持续发展教学难点收集消耗能源对环境造成破坏的资料用以讨论课堂类型新授课教学用具：资料，投影片教学方法讲解法、探究实验教案使用情况授课时间授课班级缺席人数听课人作业题数月日周第节月日周第节月日周第节教学过程教学互动及时间分配教学内容一、创设情景、引入新课师：太阳能、风能、地热能等，通常要做转化才能被我们所用，人类历史上不断进行着能量转化技术的进步，这就是能源革命。
二、进行新课1.人类进步的阶梯看图1，它表示远古人类利用太阳能的方式，将图中按能量转移的先后顺序串联起来。
图1学生观看录相，了解能源革命导致人类文明的跃进。
（1）太阳能是远古人类唯一利用的能源。
（2）人类今天的文明与发展经历了三次能源革命。
①第一次：人工取火，使人类由“茹毛饮血”到“刀耕火种”。
柴薪能源的开发和应用，带动了畜牧渔业的发展，而且直接导致了1min教师讲解学生思考30min教师提问学生动手动脑学生收看录相，思考问题，提出自己的观点学生活动教学内容教学互动及时间分配陶器的产生，加快了金属冶炼和制造业的发展。
②第二次：蒸汽机的发明：如图2所示蒸汽机的发明推动了化石燃料工业的兴起，使人类进入工业化的社会，使人类又进入电气时代。
图2③第三次：可控核能的应用。
如图3所示，以核燃料为主要能源，为人类提供了更安全，更经济，效率更高的能源。
人教版九年级物理全一册第二十二章 22.4 能源与可持续发展教案作为一名幼儿园教师,我一直认为教育应该从娃娃抓起。
因此,我设计了一节关于能源与可持续发展的课程,旨在让孩子们了解能源的重要性和可持续发展的重要性,培养他们节约能源、保护环境的意识。
一、设计意图本节课的设计方式采用互动式教学,通过游戏、视频、图片等形式,让孩子们了解能源的种类、使用和可持续发展的重要性。
活动的目的是培养孩子们的环保意识,让他们从小养成节约能源、保护环境的习惯。
二、教学目标1. 了解能源的种类和作用。
2. 理解可持续发展的重要性。
3. 学会节约能源、保护环境的方法。
三、教学难点与重点重点:能源的种类和作用、可持续发展的重要性。
难点:节约能源、保护环境的方法。
四、教具与学具准备教具:PPT、视频、图片、游戏道具。
学具:笔记本、彩色笔。
五、活动过程1. 引入:通过一个有趣的游戏,让孩子们了解能源的种类和作用。
2. 讲解:通过PPT和视频,让孩子们了解能源的种类和作用,以及可持续发展的重要性。
3. 实践:让孩子们通过图片和游戏,了解节约能源、保护环境的方法。
六、活动重难点重点:能源的种类和作用、可持续发展的重要性。
难点:节约能源、保护环境的方法。
七、课后反思及拓展延伸通过本节课的学习,孩子们了解了能源的种类和作用,以及可持续发展的重要性。
他们也学到了一些节约能源、保护环境的方法,例如关灯、少用一次性筷子等。
在课后,我让孩子们回家和家长一起想出更多的节约能源、保护环境的方法,并在下一节课上分享。
我相信,通过这样的教学方式,孩子们能够更好地理解和应用所学知识,为未来的可持续发展做出贡献。
重点和难点解析一、游戏引入环节我设计了一个简单的游戏，让孩子们通过亲身体验来了解能源的种类和作用。
这个游戏的重点是让小朋友们能够在轻松愉快的氛围中，对能源有初步的认识。
在这个游戏中，我准备了不同类型的能源道具，如太阳能板、风车等，让孩子们亲手操作，感受不同能源的特点。
教案：人教版九年级物理全一册第二十二章22.4能源与可持续发展一、教学内容1. 能源的分类：可再生能源和不可再生能源。
2. 能源的利用：目前人类主要利用的能源类型及其优缺点。
3. 可持续发展：什么是可持续发展，为什么要实施可持续发展，如何实现可持续发展。
二、教学目标1. 让学生了解能源的分类，理解可再生能源和不可再生能源的特点。
2. 使学生掌握能源的利用现状，认识到能源问题的严重性。
3. 培养学生实施可持续发展的意识和能力。
三、教学难点与重点1. 教学难点：能源的分类，可持续发展战略的具体内容。
2. 教学重点：能源的利用，实施可持续发展的重要性。
四、教具与学具准备1. 教具：多媒体课件、黑板、粉笔。
2. 学具：笔记本、课本、相关资料。
五、教学过程1. 引入：通过展示地球能源危机的相关图片和数据，引发学生对能源问题的关注，导入新课。
2. 讲解能源的分类：介绍可再生能源和不可再生能源的定义及其特点，引导学生理解可再生能源和不可再生能源的区别。
3. 分析能源的利用：讲解目前人类主要利用的能源类型及其优缺点，使学生认识到能源问题的严重性。
4. 讲解可持续发展：阐述什么是可持续发展，为什么要实施可持续发展，如何实现可持续发展，培养学生实施可持续发展的意识和能力。
5. 实践情景引入：讨论生活中如何节能减排，引导学生将理论知识应用于实际生活。
6. 例题讲解：分析与能源和可持续发展相关的例题，帮助学生巩固所学知识。
7. 随堂练习：设计一些与能源和可持续发展相关的问题，让学生当场解答，检查学习效果。
六、板书设计板书设计如下：能源与可持续发展一、能源的分类：1. 可再生能源2. 不可再生能源二、能源的利用：1. 目前人类主要利用的能源类型及其优缺点2. 能源问题的严重性三、可持续发展：1. 什么是可持续发展2. 为什么要实施可持续发展3. 如何实现可持续发展七、作业设计1. 请简述能源的分类及其特点。
2. 列举几种目前人类主要利用的能源类型，并说明其优缺点。
名师优秀教案执教者：xx时间：20xx年能源与可持续发展教学目标知识与技能(1)知道能源不仅给人类社会文明作出巨大贡献，同时也给环境造成不可忽视的污染和破坏。
(2)知道温室效应和酸雨现象形成的原因，知道铅尘的危害。
过程与方法经历聆听、阅读、交流讨论的学习过程，感悟学习的途径和方式方法是多样的。
领悟采用多样化的学习形式进行学习的意义。
情感、态度与价值观在认识能源的价值的同时，树立保护环境的意识，能从环境保护的重要性中体会可持续发展观点的意义。
感悟中考1．（09温州）利用焚烧垃圾来发电，此过程中的能量如何转化A．化学能→内能→电能D．太阳能→内能→电能C.核能→内能→电能D．电能→太阳能→内能２．（09济宁）水电站用拦河坝提高上游水位,被提高了水位的水流下来时,冲击水轮机的叶轮,带动发电机发电.在这个过程中,能量的转化顺序正确的是A．势能、动能、电能B．动能、势能、电能C．内能、电能、动能D．动能、电能、势能3．（09河北）目前，化石燃料仍是世界上的主要能源。
（1）化石燃料属于能源（选填“可再生”或“不可再生”）。
（2）完全燃烧4m3的天然气可放出J的热量。
（天然气的热值是7.5×107J/m3）（3）化石燃料燃烧可造成空气污染，为减小有害物质排放，请你提出一条合理建议。
4．（09福州）请仔细阅读下文，并回答文后问题。
福州打造海西“多电型”能源基地据2009年5月21日《福州晚报》报道，随着海交会开幕和一系列能源项目的开工建设，多种能源互补的能源发展和保障体系已使福州能源建设走在海西前头。
不久的将来，我市公交车将用上天然气做燃料，这种清洁能源能有效减少空气污染。
随着红庙岭垃圾发电厂的建设，节能环保、替代型能源有了新的突破，目前焚烧1吨垃圾能发电220kW·h，可供普通家庭使用一个月。
沿海的长乐、连江、福清、罗源已建和在建的多个火力发电厂，极大地满足了福州用电需求。
平潭、福清、长乐的风力资源相当丰富，风力发电已成为海岛平潭重要的获取电能方式之一。
物理学的发展与能源技术____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________1．能的转化和守恒2．能源的分类及新能源3．核能的分类和应用4．能源与可持续发展一、能量的转化和守恒定律1)多种形式的能：机械能、电能、光能、声能、磁能、化学能、核能、生物能等。
2)能量的转移：能量形式不变，从一个物体传递给另一个物体的过程。
3)能量的转化：能量从一种形式转化为另一种形式的过程。
4)能量转移和转化的区别：能量转移时，其形式没有变，而在转化是，能量的形式发生了变化。
5)能量转移的方向性：能量在转移中存在一定的方向性，如热量总是从高温物体传到低温物体，或者从同一物体的高温部分传到低温部分，而非相反。
6)能量守恒定律：能量既不会消失，也不会创生，它只会从一种形式转化成为其他形式，或者从一个物体转移到另一上物体，而在转化的过程中，能量的总量保持不变。
7)能量守恒定律的意义：能量守恒定律是自然界最普遍、最重要的基本定律之一，大到天体，小到原子核，无论是物理还是化学、生物学、地理学、天文学的问题，所有能量转化的过程都遵从此定律。
8)永动机是不可能实现的：它是一种可以不消耗能量，就可以永远的运动下去，并连续不断地做功的机器，它是由于违背科学规律而失败。
永动机从反面证明了能量守恒定律的正确性。
9)能量转化中的效率：提高能量转化利用中的效率是节能问题的核心，是可持续发展的重要措施之一。
10)有效能量：直接（或间接）转化（或转移）为有用的能量。
11)无效能量：散发到大气，被其它物体利用的能量。
12)能量转化率=输出有效能量/输入能量（η= E有效/ E输入，η永远小于1）二、原子能、核能1)放射性：物质具有发射射线的性质。
2)放射性元素：具有放射性的元素（在元素周期表中原子序数大于83的所有天热存在的元素都具有放射性，而小于83的一些元素也具有放射性）。
3)三种射线：α射线、β射线和γ射线。
（α射线是带正电的氦原子核流、β射线为高速运动的电子流，γ射线是贯穿能力很强的电磁波。
放射线是从原子核里放射出的）4)α粒子散射实验：20世纪初，人们发现了一种试验方法，即用α粒子轰击金箔，它们与金原子会产生相互作用而发生偏转。
通过观察这些α粒子穿过箔片时的偏转情况，可以获得原子内部的信息。
5)原子核的发现及核式结构模型：1909年到1911年，卢瑟福等人无数次地用高速α粒子轰击金箔，发现原子中带正电的物质只占了很小的体积，但密度很大，几乎集中了原子的全部质量，他随即提出了原子核式结构模型。
6)原子核的结构：原子核由带正电的质子和不带电的中子组成。
7)同位素：具有相同质子数和不同中子数的同种元素的原子互称同位素。
8)放射性的应用：已发现的放射性元素和放射性同位素有2000多种，放射性同位素发出的射线可现实其存在的轨迹。
在工农业生产和医学上有大量的应用（如农业育种，检查水库渗漏，农作物对肥料的吸收，炼钢过程中杂质的含量，人地内脏变异的情况，杀死癌细胞等）。
9)放射性的保护：对于辐射强度超过国家标准的放射性物质，要远离并防止其扩散，在放射性实验室中，要用铅板、有机玻璃等材料做好隔离防护。
10)核能：由于原子核的结构发生变化而释放出的巨大能量，核能也叫原子能。
11)核能的两种来源：❶核裂变（用中子轰击铀235，使铀这种重原子核分裂成两块中等质量的原子核）；❷核聚变（把轻核聚合成质量较大的核的反应，太阳内部发生的核反应是聚变反应）。
12)人类目前能够控制和利用的核能来源于核裂变能。
目前核裂变能已实现可控应用。
核电站都是利用可控制的核裂变能。
而核聚变人类目前还无法控制其反应速度。
13)核电站的特点：消耗燃料少，减少燃料的运输量；对大气基本无污染；需要防止放射性物质泄露。
14)核电站主要组成包括：核反应堆、热交换器、汽轮机和发电机等。
三、能源与可持续发展1)能源：凡是能为人类提供能量的物质资源，都可以叫做能源。
2)能源的分类：❶按能源的利用方式分为一次能源（从自然界直接取得而不改变其基本形态的能源，如煤、石油、天然气、水能、风能、太阳能、地热能、海洋能、生物能、核能等）和二次能源（无法直接获取，须通过一次能源消耗转化成另一种形态的能，如电能、酒精和火药等）；❷按能源的利用程度分为常规能源和新能源；❸从能源的再生性分为再生能源（太阳能、风能、潮汐能、水力和地热能等）和不可再生能源（煤、石油、天然气等）。
3)世界对能源的需求：人类的活动离不开能源的消耗，加上人口急剧增长和经济不断发展，能源的消耗也在持续增长，目前作为人类主要能源的石化能源最终会被消耗殆尽，石化能源危机会最终出现，所以，新能源的开发是解决能源危机的唯一手段。
4)能源利用中的问题：❶能源危机不是危言耸听；❷能源利用中的硫化物、碳氧化合物和粉尘的大量排放造成对环境的污染和生态的破坏；❸突发事件引起的能源短缺或供应中断。
5)能源利用中要解决的问题：必须形成全民节能的意识，注重技术创新，提高能源利用率，减少废气、废物排放；依靠科技创新开发核能、太阳能、风能、地热能等绿色新能源，加强能源利用中的防护措施，提高能源使用安全性。
6)人类开发利用能源的历史：火→化石能源→电能→核能。
7)新能源的开发利用——核能：❶优点：a.核能巨大，可极大补充人类能源的不足，大大节约了常规能源；b.可以解决能源分布的不平衡；❷缺点：a.属于一次能源，不可再生；b.存在核污染，产生核辐射，会对地球生物造成伤害；c.核反应堆中产生的核废料治理代价高；❸核电站应用地域：a.一般建立在能源需求量大，且能源十分缺乏的地区；b.建立在人群较远的地区，避免对人畜造成伤害。
8)新能源的开发利用——太阳能：由不断发生的核聚变产生的能，为可再生能源（地球上除核能、地热能和潮汐能以外的所有的能量，几乎都来自太阳）。
❶优点：量大、供应时间长、分布广阔，获取方便，安全、清洁无污染；❷缺点：过于分散，受气候、自转及季节的影响较大，不稳定，转化率低；❸人类利用太阳能的三种方式是：a.光热转换（太阳能热水器）；b.光电转换（太阳能电池）；c.光化转换（绿色植物）。
9)新能源的开发利用——地热能：指地表下10km深度以内，温度为15℃~400℃的地热能量，对地热的利用主要是发电。
10)新能源的开发利用——其它新能源：潮汐能（涨落潮的潮汐带动水轮机发电）、风能（帆船的动力、风力发电等）、氢能（氢气燃烧时可放出大量热量，产物只有水一中，是绝对清洁的新能源）。
题型一：能量守恒定律例1.（2014•南昌）能量守恒定律：能力既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式为其他形式，或者从一个物体到其他物体，在这些变化过程中，能量的总量保持不变．能源是人类社会生存和发展的重要物质，你熟悉的能源中，属于可再生能源，属于不可再生能源（各举一例）．解析：①能量守恒定律：能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，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上，在转移和转化过程中，能的总量保持不变．②煤和石油是动植物体经过亿万年的时间形成的，是不可再生能源；天然气是在开采石油的同时得到的，也是不可再生能源．太阳能可以源源不断的得到，是可再生能源．答案：①转化；转移；②太阳能，石油．例2.(2014•邵阳）可以直接从自然界获得的能源叫一次能源，必须通过消耗一次能源才能获得的能源叫二次能源．下列能源中，属于二次能源的是（）A．煤B．石油 C．天然气D．电能解析：（1）一次能源是指可以从自然界直接获取的能源．如化石能源、风能、水能等．（2）二次能源是指无法从自然界直接获取，必须经过一次能源的消耗才能得到的能源．如电能等．所以，像煤、石油、天然气、风能、地热能等能源，可以从自然界直接获取的统称为一次能源．电能是必须通过一次能源的消耗才能获得的，所以称为二次能源．答案：D题型二：能源与可持续发展例3.2011年3月11日，日本发生大地震，造成核污染，引起世界各国恐慌。
以下对于核能的理解正确的是( )A．核电站利用的是核聚变释放的能量B．核能是再生能源C．马上停止核能的开发和利用 D．检查核设施防止核泄漏解析：核电站利用的是铀核裂变释放的能量，A错；核能是不可再生能源，B错；核能可以提供高能量服务于民，不能停止核能的开发和利用，C错；检查核设施防止核泄漏，D对答案：D例4.关于能源的利用，下列说法正确的是A．大量使用石油产品会造成大气污染，所以应该停止开采石油B．和平利用核能特别要注意防止核泄漏，以免造成环境污染C．修筑拦河坝建造水电站利用水能发电，有百利而无一害D．天燃气是一种清洁能源，人类可以无穷无尽地开发解析：大量使用化石类能源（如石油等）会造成大气污染，但目前还没有找到合适的新能源来代替它，选项A错误；在利用核能的过程中，如造成核泄漏，将会造成环境污染，选项B正确；修筑拦河坝建造水电站虽然能利用水能发电，但也能造成良田淹没等不利影响，选项C错误；天燃气是一种清洁能源，但是不可再生能源，人类不能无穷无尽地开发，选项D错误。
答案：B基础演练1．（2014•南京）下列能源中，属于可再生能源的是（）A．煤B．石油C．水能D．天然气答案：C2.大规模开发和利用太阳能时，下列困难中，目前人们所关注解决的重点是（）A．单位面积上功率较小B．地球自转C．光电、光热转化装置效率低D．光照不均匀答案：C3.关于核能，下列说法中错误的是A．核电站使用过的核燃料称为核废料，核废料不具有放射性B．目前人类获得核能有两条途径，即裂变和聚变C．核能属不可再生能源D．核发电是利用核的裂变来实现的答案：A4．(多选)下列现象中，有能量的转化的是 ( )A．用酒精灯加热烧杯里的水 B．冬天用热水袋取暖C．用打气筒打气，筒壁会发热 D．冬天用手摸户外的东西感到凉答案：AC5．（2014•株洲）核电池是一种通过换能器将核能最终转化成能的装置，具有体积小、重量轻、寿命长等特点．请列举一个将来有可能利用核电池供电的产品：．答案：电；电动车6.我国第一代“人造太阳”核实验装置已于2006年9月28日放电成功，它产生能量的方式和太阳相同，在超高温条件下氢的原子核发生了(填“聚变”或“裂变”)，产生巨大能量。
答案：聚变7.在上海世界博览会的中国国家馆内，“水的流动”贯穿了展览的各个层面。
目前，水资源的利用已成为各国探讨的热点。
请回答以下问题：⑴水具有的动能属于________再生能源。
