第2节_能量的获得一

第二节能源的利用方式第三节能量的转化与守恒第四节能源与环境学习目标核心素养形成脉络1.掌握能量守恒定律．知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一．2．了解能量转化和转移的方向性，认识到人类珍惜和保护能源和资源的必要性．3．了解我国的能源状况，认识到能源与环境协调发展的必要性.一、能源的利用方式1．化石能源：主要是石油、煤炭、天然气等．2．新能源：水能、风能、太阳能和地热能等．二、能量的转化与守恒1．能量守恒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．这就是能量守恒定律2．能量转化(转移)的方向性(1)在自然界中，能量的转化过程有些是可以自然发生的，有些则不能．(2)能量的耗散表明在能源的利用过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，从便于利用的能源变成不便于利用的能源．(3)能量的耗散是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、能源与环境1．能源的分类(1)不可再生能源：煤炭、石油和天然气．(2)可再生能源：水能、风能、潮汐能等．2．能源与环境3．环境污染的危害4．环境保护(1)防治生产和生活的污染．(2)防止建设和开发的破坏．(3)保护自然环境．1．判断下列说法是否正确．(1)任何能量之间的转化都遵循能量守恒定律．()(2)因为能量守恒，所以我们不需要节能．()(3)能量的转化和转移具有不可逆性．()提示：(1)√(2)×(3)√2．(多选)(2020·金陵中学高一期中)关于能量和能量耗散，下列说法中正确的是()A．能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中客观过程的方向性B．能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的C．能量守恒，不可消失，所以没有必要节约能源D．能量之间可以相互转化，故能源可以很方便地循环利用解析：选AB.能量守恒定律是普遍规律，能量耗散过程中能量也是守恒的，从能量转化的角度反映出自然界中的客观过程具有方向性，故A正确；能量的转化和转移具有方向性，有些能量耗散到空中无法再次回收和利用，因此能量耗散表明能源的利用是有条件的，也是有代价的，故B正确；能量的转化和守恒定律即指能量在转化和转移中总量保持不变，但能量在转化中具有方向性，不能循环利用，所以我们需要节约能源，故C、D错误．探究一能量守恒定律的理解和应用1．适用范围：能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律，是各种自然现象中普遍适用的一条规律．2．对能量守恒定律的理解某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，且减少量和增加量一定相等．某个物体的能量减少，一定存在其他物体的能量增加，且减少量和增加量一定相等．(多选)(2020·华南师大附中高一月考)如图，长度为l的小车静止在光滑的水平面上，可视为质点的小物块放在小车的最左端．将一水平恒力F作用在小物块上，物块和小车之间的摩擦力大小为f.当小车运动的位移为s时，物块刚好滑到小车的最右端，下列判断正确的有()A．此时物块的动能为(F－f)(s＋l)B．这一过程中，物块对小车所做的功为f(s＋l)C．这一过程中，物块和小车系统产生的内能为flD．这一过程中，物块和小车系统增加的机械能为Fs[解析]对物块分析，物块相对于水平面的位移为l＋s，根据动能定理得：(F－f)×(l＋s)＝12m v2－0，则知物块到达小车最右端时具有的动能为(F－f)(l＋s)，故A正确；对小车分析，小车相对水平面的位移为s，根据动能定理得：fs＝12M v′2－0，则知物块到达小车最右端时，小车具有的动能为fs，故B错误；这一过程中，物块和小车系统产生的内能为Q＝fl，故C正确；根据能量转化和守恒定律得知：外力F做的功等于小车和物块增加的机械能和摩擦产生的内能之和，则有：F(l＋s)＝ΔE＋Q，则物块和小车增加的机械能为ΔE＝F(l＋s)－fl，故D错误．[答案] AC[针对训练1] (2020·泉州十六中高一月考)如图所示，一小孩从公园中粗糙的滑梯上自由加速滑下，其能量的变化情况是( )A ．重力势能减少，动能不变，机械能减少B ．重力势能减少，动能增加，机械能减少C ．重力势能减少，动能增加，机械能增加D ．重力势能减少，动能增加，机械能守恒解析：选 B.小孩加速滑下，高度不断减小，重力做正功，重力势能减小；速度增大，动能增加；小孩在下滑过程中与滑梯摩擦生热，一部分机械能转化成内能，导致机械能总量减小，而总能量不变，故B 正确，A 、C 、D 错误．[针对训练2] (2020·山东济南一中学业考试)某地强风的风速约为v ，空气的密度为ρ，如果把通过横截面积S 的风的动能完全转化为电能，则用上述已知量计算电功率的公式为( )A ．P ＝12ρS vB ．P ＝12ρS v 2C ．P ＝12ρS v 3D ．P ＝12ρS v 4解析：选C.风能转变为电能，由能量守恒定律得12m v 2＝Pt其中m ＝ρV ＝ρv tS联立解得P ＝ρv 3tS 2t ＝12ρS v 3A 、B 、D 错误，C 正确．探究二能量转移或转化的方向性(多选)在能源消耗的过程中，我们无法把一些能源消耗产生的内能收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散．对于能量耗散理解正确的是() A．能量耗散说明能量在不断地减少B．能量耗散遵循能量守恒定律C．能量耗散说明能量不能凭空产生，但能量却可以凭空消失D．能量耗散从能量的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性[解析]能量耗散是能量变成了无法收集利用的内能，能量不会减少，A错误；能量守恒定律适用于整个自然界，物质能量变化必须遵循能量守恒定律，B 正确；能量既不能凭空产生，也不能凭空消失，C错误；能量耗散是一个宏观过程，代表着能量向不可收集利用的方向转化，D正确．[答案]BD[针对训练3]市面上出售一种装有太阳能电扇的帽子(如图所示)．在阳光的照射下，小电扇快速转动，能给炎热的夏季带来一丝凉爽．该装置的能量转化情况是()A．太阳能→电能→机械能B．太阳能→机械能→电能C．电能→太阳能→机械能D．机械能→太阳能→电能解析：选A.电池板中太阳能转化为电能，小电动机将电能转化为机械能．[针对训练4]关于能的转化与守恒定律，下列说法中错误的是()A．能量能从一种形式转化为另一种形式，但不能从一个物体转移到另一个物体B．能量的形式多种多样，它们之间可以相互转化C．一个物体能量增加，必然伴随着别的物体能量减少D．能的转化与守恒定律证明了能量既不会创生，也不会消失解析：选 A.能量可以在不同物体之间转移，也可以转化，但能的总量保持不变．探究三能源的开发和利用1．如何正确理解能量耗散和品质降低(1)各种形式的能最终都转化为内能，流散到周围的环境中，分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它也只能使地球、大气稍稍变暖一点，再也不能驱动机器做功了．(2)从可被利用的价值来看，内能较之机械能、电能等，是一种低品质的能量．由此可知，能量耗散虽然不会导致能量的总量减少，却会导致能量的品质降低，实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式．(3)能量耗散导致可利用能源减少，所以要节约能源．2．能源的分类(多选)(2020·杭州学军中学高一期末)关于能源的开发和利用，下列观点正确的是()A．能源是有限的，无节制地使用常规能源，是一种盲目的短期行为B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的C．能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的重要途径[解析]能源是有限的，比如常规能源，所以无节制地利用常规能源是一种盲目的短期行为，故A正确；能量都转化为不能利用或不易利用的能源，这样会减少可利用资源的数量，因此应该节约能源，故B错误；能源的开发和利用，必须同时考虑其对生态环境的影响，故C正确；不断开发新能源是缓解能源危机加强环境保护的重要途径也是根本途径，故D正确．[答案]ACD[针对训练5](多选)下列说法中正确的是()A．某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加B．因为能量守恒，所以“能源危机”是不可能的C．能量耗散表明，在能源的利用过程中，能量在数量上并未减少，但在可利用的品质上降低了D．能源的利用受能量耗散的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的解析：选ACD.根据能量守恒定律可知某种形式的能减少，一定存在其他形式的能增加，故A正确；能量的转化和转移都是具有方向性的，不能反过来转化，能量虽然符合能量的转化和守恒定律，但其在转化过程中是有方向的，在能源的利用过程中，能量在数量上虽然并未减少，但在可利用的品质上降低了，能源的利用受能量耗散的制约，所以能源的利用是有条件的，也是有代价的，故B 错误，C、D正确．[针对训练6](2020·扬州市大桥中学高二期中)PM2.5主要来自化石燃料、生活物资、垃圾的焚烧，为了控制污染，我们必须节约及高效利用资源．关于能源和能量，下列说法正确的是()A．自然界的石油、煤炭等资源可供人类永久使用B．能量被使用后就消灭了，所以要节约资源C．人类应多开发与利用太阳能、风能等新资源D．能量耗散说明自然界的能量正在不断减少解析：选 C.煤、石油虽然是当今人类利用的主要能源，但不能短期内从自然界得到补充，是不可再生能源，故A错误；能量被使用后转化为其他形式的能，能量并没有消失，故B错误；太阳能和风能，包括水能等都是可再生资源且为清洁能源，应该尽量开发，故C正确；能量虽然守恒，但有些能量使用以后不可能再被利用，所以要节约资源，但能量不会减少，也不会被消灭掉，只是形式发生转变，故D错误．1．(多选)关于能源和能量，下列说法错误的是()A．自然界的能量是守恒的，所以地球上的能源永不枯竭B．能源的利用过程中有能量耗散，所以自然界的能量在不断减少C．能量耗散遵循能量守恒定律D．人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造解析：选ABD.自然界的能量是守恒的，但提供能量的物质即能源是有限的，是会枯竭的，故A错误，符合题意；能源的利用过程中有能量耗散，但自然界中的能量是守恒的，所以自然界中的能量不会减少，故B错误，符合题意，C 正确，不符合题意；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别的物体，故D错误，符合题意．2．(多选)关于煤、石油、天然气作为能源的共同特点，下列说法正确的是()A．可再生能源，取之不尽，用之不竭B．不可再生能源，用一点，少一点C．来自太阳辐射的能量D．污染环境的能源解析：选BCD.煤、石油、天然气是不可再生、污染环境的能源，来源可追溯到太阳能，故B、C、D正确．3．十八大报告提出了“推进绿色发展、循环发展、低碳发展”的理念，以下做法中不符合这个理念的是()A．夏天天气炎热，空调的温度调得越低越好B．把家里不好用的燃气热水器换成太阳能热水器C．出行时，如果条件允许的话，尽可能选择公共交通工具D．随手关灯，关掉较长时间不使用的电脑和电视解析：选 A.夏天天气炎热，空调温度调得越低电能消耗越多，造成不必要的能源浪费，A不符合“绿色发展、低碳发展”的理念；燃气热水器消耗的燃气是不可再生能源，太阳能热水器使用的太阳能取之不尽、用之不竭，属于绿色能源；选择公交出行有利于减小碳排放，减少污染；随手关灯等习惯有利于节约能源，B、C、D都符合“绿色发展、循环发展、低碳发展”的理念．4．(2020·莱州一中高二月考)关于能量和能源，下列说法中正确的是() A．化石能源是清洁能源；水能是可再生能源B．能量耗散说明能量在转化过程中没有方向性C．在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源D．能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了解析：选D.化石能源不是清洁能源；水能是可再生能源，A错误；在自发状态下，能量传递具有方向性，B错误；在能源的利用过程中，虽然能量在数量上并未减少，但是能源的品质在降低，所以还需要节约能源，C错误；能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了，D正确．5．(多选)(2020·江苏西亭中学高一期中)如图所示，一轻质弹簧一端固定在O 点，另一端连接质量为m的小球．当小球静止在O点正下方时，球心到O点的距离为l.图中实线c是以O为圆心，l为半径的圆弧．现用水平力F拉球，使球缓慢运动的过程中()A．小球可能沿图中曲线a运动B．小球可能沿图中曲线b运动C．水平拉力做的功等于小球重力势能的增加量D．水平拉力做的功一定大于小球重力势能的增加量解析：选BD.拉力水平，对小球受力分析可知弹簧的长度应变大，所以小球轨迹可能沿图中曲线b运动，不可能沿曲线a运动，A错误，B正确；根据动能定理可知W拉－W G－W弹＝0，所以水平拉力做的功等于小球重力势能的增加量和弹簧弹性势能的增加量，C错误，D正确．。

NO:15 南州中学高一生物学案班级______小组______姓名____________课题章节第四章第2节生命活动的能量来源设计人：周长林审核人：审批人：教学时间：课型：新授课学习目标：一、知识目标探究影响光合作用的效率的环境因素二、情感态度与价值观目标通过了解光合作用的原理及其在农业生产上的应用，认识到生物科学的价值，培养学习三、能力目标1、树立内因与外因辩证唯物观，学会科学研究的一般方法重点：CO2、光对光合作用的影响难点：光合作用过程中各种物质含量的变化学习方法：自学法、讨论法、实验法、探究性学习法、评价法一、揭示目标，学法指导二、学生自学，教师巡视三、学生展示教师精导例1一个密闭装置内，并分别给予a、b、c三种不同强度的光照，其他条件一致。

照光相同时间后，测得各装置内氧气的增加量如图所示。

下列叙述错误的是( )A．装置内增加的氧气来自于水B．光照强度为a时，光合作用停止C．丙组装置内的CO2 含量照光后比照光前低D．该图反映了光合作用强度与光照强度的关系例2 分析有关植物光合作用的资料，回答问题。

在一定浓度的CO2和适当的温度条件下，测定A植物和B植物在不同光照条件下的光合速率，结果如下表，据表中数据回答问题。

(1)与B植物相比，A植物是在_____光照条件下生长的植物，判断的依据是________________。

(2)光合速率也受光合产物从叶中输出速率的影响。

某植物正处于结果期，如右图①。

若只留一张叶片，其他叶片全部摘除，如右图②，则留下叶片的光合速率________________，原因是_______________________________________________________________四、边练边清巩固提升1．(2009年广东理基)在晴天中午，密闭的玻璃温室中栽培的玉米，即使温度及水分条件适宜，光合速率仍然较低，主要原因是( )A．O2 浓度过低B．O2 浓度过高 C.CO2浓度过低D．CO2 浓度过高2．如图表示将A植物放在不同浓度CO2环境条件下，其光合速率受光照强度影响的变化曲线。

光合作用一、学情分析学生在小学的《科学》和初中《生物》课中已学习过有关光合作用的知识，在生活实践中对光合作用也有所了解。

这些知识、经验和技能是学好本节内容的重要基础。

对于光合作用中的物质代谢和能量代谢过程的学习学生会有些困难。

针对这种情况，在教学过程中教师可以多角度提出问题，引导学生围绕问题进行分析、推理，从而得出结论。

二、教学目标1、知识目标：说明光合作用的原理和光合作用的过程。

2、能力目标：通过对光合作用探究历程的学习，培养学生分析、推理的思维能力；通过对光合作用过程的学习，培养学生知识整合的能力。

3、情感目标：激发学生进行科学探究的兴趣；感受科学家实事求是的科学态度、坚忍不拔的意志品质；养成严谨的科学态度，树立创新的科学精神。

三、教学重点光合作用的原理和光合作用的过程。

四、教学难点光合作用的过程中物质变化和能量变化。

五、教学准备多媒体课件。

六、教学方法讨论法、探究法、分析法、讲授法等相结合。

七、教学策略1.对多个实验进行有效的整合光合作用的探究历程中有一系列的实验，学生学习这些探究实验的过程也就是学习光合作用原理的过程。

有些实验学生在小学和初中时就有所接触，对于这些探究实验的学习采取以学生自学为主，教师从多角度提出问题，让学生带着问题去阅读、思考、讨论，在学生解答的基础上教师再加以适当的点拨，引导学生归纳出光合作用的反应式。

通过对反应式中元素的来源和去向的探究把学生引入鲁宾、卡门实验和卡尔文实验的学习，这两个实验对大部分学生而言较为陌生，教师先讲授实验过程，再提出问题，接着引导学生分析实验现象，得出实验结论，让学生体验、感受科学家实验的科学性、严谨性。

2.对教材中的某些知识做了适当的调整在讲授探究氧气来源的实验时穿插介绍光合作用光反应的内容；在讲授探究碳元素的转移途径的实验时穿插介绍暗反应的内容，这样处理不仅将光合作用的探究历程与光合作用的过程进行了有机的整合，便于学生把握它们的联系；还突出了教学中的重点、突破了教学中的难点。

第6章生态系统中的能量流动第一节能量流动的基本原理1.生态系统的能源按照其来源途径可分为两大类型：1)太阳辐射能：是生态系统中能量的最主要来源。

2)辅助能：除太阳辐射能以外，其他进入系统的任何形式的能量。

辅助能可分为：-自然辅助能：如潮汐作用、风力作用、降水和蒸发作用。

-人工辅助能：如施肥、灌溉等。

包括生物辅助能和工业辅助能。

2.生态系统的能量流动规律生态系统是一个热力学系统。

其能量的传递、转换遵循热力学的两条定律：1)第一定律：即能量守恒定律。

能量可由一种形式转化为其他形式，能量既不能消灭，又不能凭空产生。

第一定律：A = B + C2)第二定律：即熵律。

任何形式的能转化到另一种形式能的自发转换中，不可能100％被利用，总有一些能量以热的形式被耗散出去，使系统的熵值和无序性增加。

第二定律：C < A生态系统中能流特点：1)能流在生态系统中是变化着的；2)生态系统的能流是单向的和不可逆的；3)能量在生态系统内流动的过程，就是能量不断递减的过程；4)能量在流动过程中，质量逐渐提高。

第二节能量流动的渠道1.食物链概念：植物所固定的能量通过一系列的取食和被取食关系在生态系统中传递，各种生物按其食物关系排列的链状顺序称为~。

食物链的类型：1)捕食食物链：由植物开始，到草食动物，再到肉食动物，以活的有机体为营养源的食物链。

如：草原上：青草-野兔-狐狸-狼；湖泊中：藻类-甲壳类-小鱼-大鱼。

2)腐食食物链：又称碎屑食物链。

以死亡的有机体（植物或动物）及其排泄物为营养源，通过腐烂、分解，将有机物质还原成无机物质。

如：植物残体-蚯蚓-线虫类-节肢动物。

3)寄生食物链：以活的动、植物有机体为营养源，以寄生方式生存的食物链。

一般以较大动物开始再到较小生物，个体数量也有由少到多的趋势。

如：哺乳动物-跳蚤-原生动物-细菌-病毒。

4)混合食物链：构成食物链的各链节中，既有活食性生物成员，又有腐食性生物成员。

如：稻草养牛-牛粪养蚯蚓-蚯蚓养鸡-鸡粪养猪-猪粪养鱼。

能量之源——光合作用一、教学内容分析光合作用是生物界乃至整个自然界最基本的物质代谢和能量代谢。

通过对教材中科学家关于光合作用探究过程的经典实验的学习和分析，让学生学习几位科学家实验设计的方法和巧妙之处，使学生体会经典实验所蕴含着科学探究的一般方法，初步建立科学探究的能力，并能受到科学家敢于探索创新的精神的熏陶，领悟科研方法。

为以后深入学习实验设计的方法、步骤和解题思路打下基础。

二、学情分析学生在初中生物课程中已经学习过光合作用的有关知识，对光合作用的概念有一个大体的了解，学生已然具备光合作用的知识基础和兴趣，但由于本节所涉及的内容是实验设计的开始和关键，学生还缺乏实验分析与设计的方法与能力。

三、教学目标1.说出光合作用的探究历程2.简述光合作用的概念3.尝试分析实验、设计实验，初步掌握科学探究的一般方法。

4.体验科学探究的艰辛和科学家们的智慧力量。

5.认同科学是在不断观察、实验、继承、争论中不断向前发展的。

四、教学重难点1．教学重点光合作用探究历程中萨克斯实验、恩格尔曼实验和鲁宾-卡门实验的实验分析科学探究实验的基本方法。

2.教学难点：真正领悟探究实验的科学原理和方法，并很好地运用到设计实验中。

五、教学策略通过观察、阅读、讨论、比较归纳等方法进行分析光合作用的探究历程；通过引导学生模拟科学发展过程，启发学生积极思考，最终达到提高学生探究能力，训练科学思维方法的目标。

六、课前准备布置学生提前预习；教师制作多媒体课件。

七、教学过程设计教学环节教师的活动学生的活动设计意图、依据引入介绍1988年获得诺贝尔化学奖的德国科学家戴森霍费尔，明确光合作用的重要性。

今天，我们就一起来回眸光合作用研究的历史，去初步揭开光合作用之谜。

学生倾听创设问题情境，激发探究兴趣，导入新课。

亚里士多德的观点出示资料17世纪前，古希腊哲学家亚里士多德根据经验推测得出结论：“植物是由土壤汁构成的”。

讲述果真是来自土壤吗？亚里士多德的结论实际上只是一个经验上的推测，并没有进行相应的科学实验。