人教版九年級(jí)物理下冊(cè)課件第22章能源與可持續(xù)發(fā)展

第22章能源與可持續(xù)發(fā)展小提示：教學(xué)課件后的習(xí)題課件有答案顯示第1節(jié)能源自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)檢測(cè)1、能源是

的物質(zhì)資源。2、千百萬年前埋在地下的動(dòng)植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的煤、石油和天然氣等稱為

。3、可以從自然界中直接獲取的能源，稱為一次能源。無法從自然界直接獲取，必須通過一次能源的消耗才能得到的能源稱為

能源。能夠提供能量化石能源二次

2012年7月4日，三峽水電站32臺(tái)機(jī)組全部投入工作。自2003年三峽工程正式開始發(fā)電，到2012年7月之間，三峽電站發(fā)電量累計(jì)達(dá)到5648億千瓦時(shí)，相當(dāng)于從滾滾長江中撈起了近2億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，減排二氧化碳4億噸、二氧化硫500多萬噸。情景導(dǎo)入生成問題電能只是人類生活、生產(chǎn)活動(dòng)中廣為使用的能量的一種。人類的生活、生產(chǎn)活動(dòng)，無法離開能量的使用。提高上游水位增加水的勢(shì)能高水位的水快速向下流推動(dòng)水輪機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)發(fā)電機(jī)在水輪機(jī)的帶動(dòng)下旋轉(zhuǎn)發(fā)電三峽水電站的發(fā)電原理問題：我們每天要吃飯、喝水，用什么來煮飯、燒水呢？回答：煤，煤氣，柴草、天然氣……

問題：要開動(dòng)汽車、火車、飛機(jī)等交通工具需要消耗什么呢？回答：汽油或者柴油、煤油等

問題：煤，煤氣，柴草、天然氣、汽油、煤油或者柴油等它們?cè)谄鹗裁醋饔?？答案：它們?cè)谝陨瞎ぷ鞯淖饔镁褪翘峁┠芰?自研互學(xué)生成新知一、什么是能源像煤、天然氣、汽油、水流、風(fēng)、電、太陽光等能夠提供能量的物質(zhì)資源，我們把它們都叫做能源.

鉆木取火這項(xiàng)技術(shù)的出現(xiàn)，使人類實(shí)現(xiàn)了從利用自然火到利用人工火的轉(zhuǎn)變。開啟了人類以柴薪為主要能源的時(shí)代。

柴薪主要通過砍伐森林獲得，大面積的砍伐森林嚴(yán)重破壞地球的生態(tài)平衡。同時(shí)由于燃燒柴薪獲取能量的效率較低，人類仍需要開發(fā)其他的能源。二、人類利用能源的歷程蒸汽機(jī)的發(fā)明令人類成功地將燃燒獲取的內(nèi)能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。實(shí)現(xiàn)了以機(jī)械動(dòng)力大規(guī)模代替人力和畜力的新時(shí)代，人類的主要能源從柴薪轉(zhuǎn)向熱值更高的煤。煤、石油、天然氣是千百萬年前埋在地下的動(dòng)、植物經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代形成的，所以稱為化石能源。這三種能源是當(dāng)今世界一次能源的三大支柱。人們的生活、生產(chǎn)、科研都離不開能源。那么能源大致可以分為哪幾類呢？討論煤、石油、天然氣都是由遠(yuǎn)古的動(dòng)物、植物經(jīng)過長時(shí)間的地質(zhì)變遷形成的。稱為化石能源三、能源的分類生物質(zhì)能：由生命物質(zhì)提供的能量。能直接從自然界獲取的能源稱為一次能源煤石油風(fēng)能地?zé)崮芩苡梢淮文茉唇?jīng)過加工得到的能源稱為二次能源汽油、柴油風(fēng)力發(fā)電水力發(fā)電太陽能發(fā)電地?zé)岚l(fā)電一次能源二次能源天然氣化石能源煤石油核能電能汽油風(fēng)能太陽能水能地?zé)崮懿裼湍茉捶诸惾绻讶澜绲哪茉聪牧空酆铣蔁嶂禐?.93×107J/kg的標(biāo)準(zhǔn)煤來計(jì)算，1950年為26億噸，1987年為110多億噸，2003年接近140億噸，2007年達(dá)到160億噸。四、21世紀(jì)的能源趨勢(shì)

化石能源是現(xiàn)代人類文明所需的主要能源。由于其屬于不可再生的資源，所以總有使用殆盡的一天。而且在開采化石能源的過程中因意外而對(duì)環(huán)境的破壞也十分嚴(yán)重。所以開發(fā)新能源、更好地利用已知能源是全球范圍的重要課題。

20世紀(jì)40年代，科學(xué)家發(fā)明了可以控制核能釋放的裝置——核反應(yīng)堆，拉開了以核能為代表的新能源利用的序幕。1.下列能源中,不屬于一次能源的是（）A.電能 B.風(fēng)能 C.核能 D.水能2、下列能源中，屬于化石能源的是（）A.柴草 B.樹木C.石油 D.地?zé)崮?.下列能源中，不屬于可再生能源的是（）A.天然氣 B.風(fēng)能 C.太陽能 D.水的動(dòng)能ACA當(dāng)堂演練達(dá)成目標(biāo)4.下列能源中，既是一次能源又是可再生能源的是（）A.核能 B.柴草 C.煤 D.風(fēng)能5.下列說法不正確的是（）A.能量就是能源B.核能是一種新能源，也是一種不可再生能源C.石油是一種常規(guī)能源，也是一種一次能源D.可直接從自然界獲取的能源叫做一次能源DA第2節(jié)核能自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)檢測(cè)1、原子核是由

和

組成。

帶正電荷，電量跟

所帶的負(fù)電荷電量相等；

不帶電，質(zhì)量跟

幾乎相等。2、原子核分裂或聚合時(shí)，可以釋放出巨大的能量叫做

。獲得核能的兩種方式是

和

。3、核電站的核心是

，它以鈾為核原料，放出的核能能化為高溫高壓蒸汽的

能，再經(jīng)過汽輪發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)化為

能。質(zhì)子中子質(zhì)子電子中子質(zhì)子核能裂變聚變反應(yīng)堆內(nèi)電我國用了短短4年時(shí)間完成了原子彈的研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一顆原子彈.1967年6月17日又成功地爆炸了第一顆氫彈，完成了其他國家要十幾年或幾十年才完成的工作.我國第一顆原子彈我國第一顆氫彈情景導(dǎo)入生成問題1．原子結(jié)構(gòu)H2O分子以水分子為例：它由一個(gè)氧原子和兩個(gè)氫原子組成。一、核能自研互學(xué)生成新知H原子由原子核和核外電子組成。（1）氫原子由原子核和一個(gè)核外電子組成。原子核有一個(gè)質(zhì)子，質(zhì)子帶正電荷，核外電子帶負(fù)電荷。二者電荷量相同。O（2）

氧原子由原子核和八個(gè)核外電子組成。原子核有八個(gè)質(zhì)子和八個(gè)中子，由于中子不帶電，所以正負(fù)電荷量仍然相同。質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時(shí)，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。核能質(zhì)子和中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起。要使它們分裂或結(jié)合都是極其困難的。1938年，科學(xué)家用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使其發(fā)生了裂變。1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過2000t煤完全燃燒時(shí)釋放的能量。用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能量。外界中子停止轟擊，裂變也就停止了。怎樣才能讓裂變繼續(xù)下去呢？1．發(fā)生裂變的條件二、裂變那么，地球上的能源是否是無盡的呢？將火柴搭成左下圖所示結(jié)構(gòu)，點(diǎn)燃第一根火柴后，會(huì)發(fā)生什么？2．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)用中子轟擊鈾235原子核，鈾核在分裂時(shí)，會(huì)釋放出核能，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生幾個(gè)新的中子，這些中子會(huì)繼續(xù)轟擊其他鈾核。于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能，這就是裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。想想議議動(dòng)畫演示：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)核電站核電站就是利用核反應(yīng)堆所產(chǎn)生的熱能來發(fā)電或發(fā)電兼供熱的動(dòng)力設(shè)施。反應(yīng)堆是核電站的關(guān)鍵設(shè)備，鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)就在其中進(jìn)行。秦山核電站三期工程核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是原子核發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的場(chǎng)所。

1942年，人類利用核反應(yīng)堆第一次實(shí)現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。目前，全世界已經(jīng)建成了幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。3．核電站利用核能發(fā)電鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變。釋放出極大的能量。在人類實(shí)現(xiàn)可控核裂變大約三年后，即1945年，利用不加控制的核裂變制造的毀滅性武器——原子彈爆炸了。核電站和原子彈的聯(lián)系和區(qū)別

聯(lián)系

區(qū)別

核電站

原子彈通過核裂變獲得核能

都是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

可以控制

不加控制將質(zhì)量較小的原子核結(jié)合起來，也會(huì)釋放出巨大的核能。氘氚氦核中子氘核與氚核在超高溫下結(jié)合形成氦核和一個(gè)中子，能釋放大量核能。這一過程就是聚變。三、聚變能量聚變氚核氘核氦核一個(gè)中子（隨能量釋放）核聚變——熱核反應(yīng)氫彈――根據(jù)核聚變的原理制成。威力比原子彈還大。核能優(yōu)點(diǎn)核能缺點(diǎn)①核能十分巨大，他能極大地補(bǔ)充人類能源的不足②能夠解決能源不平衡分布的問題①核能是不可再生能源②核能存在核污染，產(chǎn)生核輻射，會(huì)對(duì)地球生物造成傷害③核反應(yīng)堆中會(huì)產(chǎn)生核廢料，治理廢料過程中，代價(jià)較高③是清潔能源1.氫原子只由1個(gè)質(zhì)子和1個(gè)電子組成，下列關(guān)于氫原子的模型圖，正確的是（）BACD．2.關(guān)于核電站里能量的轉(zhuǎn)化過程，說法正確的是（）A.原子核能核能電能B.原子核能內(nèi)能C.原子核能內(nèi)能機(jī)械能電能D.原子核能內(nèi)能電能DC當(dāng)堂演練達(dá)成目標(biāo)3.關(guān)于核能的下列說法中，不正確的是（

）

A．核電站是利用原子核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)產(chǎn)生的能量來發(fā)電的B．如果對(duì)裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)釋放出巨大的能量，發(fā)生猛烈爆炸C．氫彈是利用輕核聚變制成的武器D．原子彈是利用輕核聚變和重核裂變而制成的核武器4.用氘核和氚核結(jié)合成的新的原子核時(shí)產(chǎn)生的核反應(yīng)是（）A.分解反應(yīng)B.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

C.裂變D.熱核反應(yīng)DA5.經(jīng)過科學(xué)家的不懈努力，找到了獲取核能的兩條途徑：________和_________。6.為了有效、和平利用核裂變時(shí)所產(chǎn)生的能量，科學(xué)家們研制成了_____________，從而使鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以在人工的控制下緩慢進(jìn)行。核裂變除了可以用于發(fā)電外，在軍事上還可以做成威力強(qiáng)大的____________。聚變裂變核反應(yīng)堆原子彈第3節(jié)太陽能自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)檢測(cè)1、太陽是一個(gè)巨大的“

火爐”，在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生

變。釋放出巨大的

，因此太陽核心每時(shí)每刻都在發(fā)生

彈爆炸。2、太陽能實(shí)質(zhì)上是太陽釋放的

能和

能的總和。太陽能是地球上的能源寶庫，地球上的一次能源如煤、

、天然氣等化石能源及

能（僅舉一例）都是來源于太陽能。3、人們除了可以間接利用儲(chǔ)存在

中的太陽能外，還可能采用

和利用太陽能電池把

轉(zhuǎn)化為

種方式，直接利用巨大的太陽能。核能聚核能氫熱光石油風(fēng)化石燃料太陽能給物質(zhì)加熱太陽能電能動(dòng)植物的生長，人類的活動(dòng)都無法離開太陽。這個(gè)發(fā)光發(fā)熱的大火球已經(jīng)存在了50億年之久。你是否了解太陽？人類是否能夠從距離地球1.5億千米遠(yuǎn)處的太陽上，獲取所需的能源？情景導(dǎo)入生成問題問題：世界萬物是如何形成的？女媧造人?夸父身化萬物?上帝造萬物?宇宙大爆炸論?……為什么先有太陽然后有生命？共同點(diǎn)先有太陽后有生命太陽距地球1.5億千米，直徑大約是地球的110倍，體積是地球的130萬倍，質(zhì)量是地球的33萬倍，核心溫度高達(dá)1500萬攝氏度。

一、太陽——巨大的核能火爐自研互學(xué)生成新知

在太陽內(nèi)部，氫原子核在超高溫下發(fā)生聚變，釋放出巨大的核能。太陽核心每時(shí)每刻都在發(fā)生氫彈爆炸，太陽就像一個(gè)巨大的“核能火爐”。

太陽表面溫度約6000℃，太陽至今已經(jīng)穩(wěn)定地

“燃燒”了近50億年，而且還能繼續(xù)“燃燒”50億年。二.太陽是人類能源的寶庫想一想：太陽能轉(zhuǎn)化成了地球上的哪些能量？化石能源史上億年前地球接收的太陽能水的動(dòng)能和風(fēng)能、生物質(zhì)能都來源于太陽能太陽向外輻射的能量中，只有約二十億分之一

傳遞到地球。太陽光已經(jīng)照耀我們的地球近50億年，地球在這近50億年中積累的太陽能是我們今天所用大部分能量的源泉。人類的日常生活，也無法離開陽光。今天我們開采化石燃料，實(shí)際上是在開采上億年前地球接收的太陽能。遠(yuǎn)古時(shí)期的植物通過光合作用將太陽能轉(zhuǎn)化為生物體內(nèi)的化學(xué)能。經(jīng)過地殼的不斷運(yùn)動(dòng)，死后的動(dòng)植物軀體埋在地下和海底。經(jīng)過幾百萬年的復(fù)雜變化，變成了煤、石油、天然氣?；茉吹男纬扇?太陽能的利用1.加熱物體太陽能熱水器太陽能暖房太陽能房太陽灶太陽能內(nèi)能2.利用太陽能發(fā)電太陽能電池太陽能汽車太陽能涼帽太陽能電能能源易獲取不排放CO2能源量大可持續(xù)性強(qiáng)能源分散受自然條件限制轉(zhuǎn)化效率低成本較高四、太陽能技術(shù)的優(yōu)缺點(diǎn)太陽能的介紹太陽能的利用轉(zhuǎn)化為內(nèi)能轉(zhuǎn)化為電能課堂小結(jié)系統(tǒng)歸納1.我們使用的化石能源主要來自

。2.太陽能來自于（）A.太陽本身的化學(xué)燃料的燃燒B.裂變C.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)D.聚變3.下列利用太陽能的是（）A.微波爐B.太陽灶C.光電池D.電熱水器太陽能DBC當(dāng)堂演練達(dá)成目標(biāo)第4節(jié)能源與可持續(xù)發(fā)展自主學(xué)習(xí)預(yù)習(xí)檢測(cè)1、在短期內(nèi)不可能從自然界得到補(bǔ)充的能源叫

能源。可以源源不斷地從自然界中得到的能源叫

能源。2、能量的轉(zhuǎn)化、能量的轉(zhuǎn)移，都是有

的。3、化石能源的大量使用，會(huì)造成

污染和

效應(yīng)的加劇。4、未來的理想能源必須滿足以下四個(gè)條件：一、足夠

；二、足夠

；三、相關(guān)技術(shù)必須成熟；四、必須足夠安全、清潔、可以保證不會(huì)污染環(huán)境。不可再生可再生方向性空氣溫室豐富便宜

化石能源是現(xiàn)代人類文明所需的主要能源。由于其屬于不可再生的資源，所以總有使用殆盡的一天。等到那一天，我們?nèi)祟愑謺?huì)用什么？情景導(dǎo)入生成問題既然能量是守恒的，那地球上的能量就不會(huì)減少了，為什么還需要節(jié)約能源？

一、能量轉(zhuǎn)移和能量轉(zhuǎn)化的方向性自學(xué)互研生成新知我們從石油中提煉出汽油，內(nèi)燃機(jī)把能源中儲(chǔ)備的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為汽車的機(jī)械能、內(nèi)能。這些機(jī)械能、內(nèi)能無法再轉(zhuǎn)化回可以被利用的能源。化學(xué)能內(nèi)能內(nèi)能機(jī)械能

火力發(fā)電廠把煤中貯存的化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能，供生產(chǎn)和生活用。用電器將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能、光能、機(jī)械能多種形式的能后，這些能量無法再變回能源?；瘜W(xué)能內(nèi)能內(nèi)能電能

在熱傳遞的過程中，熱量只能自發(fā)地從高溫物體轉(zhuǎn)移到低溫物體，不能相反。如果要使熱量從低溫物體轉(zhuǎn)移到高溫物體，就需要消耗其他形式的能量。例如電冰箱就需要消耗電能。

汽車制動(dòng)時(shí)，由于摩擦，動(dòng)能轉(zhuǎn)化成輪胎、地面和空氣的內(nèi)能，這些消耗的能量不能再自動(dòng)地被用來驅(qū)動(dòng)汽車。能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，有些能量可以利用，有些則不能。我們所能利用的能源是有限的，所以需要節(jié)約能源。

能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移是有______的，我們是在能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中__________的，因此不是什么能量都可以利用，能量的利用是有_______的，也是有_____的。方向性利用能量條件代價(jià)化石能源通過燃燒轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，相當(dāng)一部分內(nèi)能沒有被有效利用。二、能源消耗對(duì)環(huán)境的影響汽車尾氣造成空氣污染和城市熱島效應(yīng)。

燃料燃燒產(chǎn)生的大量二氧化碳，加劇了地球的溫室效應(yīng)。燃料燃燒還生成二氧化硫、氮氧化物、粉塵和一氧化碳等有害物質(zhì)。酸性氣體形成酸雨造成危害酸雨侵蝕后的漢白玉石柱在下表中，用“√”表示大量耗用該類能源對(duì)

環(huán)境會(huì)有明顯破壞，用“×”表示對(duì)環(huán)境不會(huì)造成

明顯破壞。在耗用各種能源時(shí)，對(duì)環(huán)境是否會(huì)造成破壞呢？

1．提高能源的利用率，減少在能源使用中對(duì)環(huán)境的破壞。自2012年6月1日起，北京的機(jī)動(dòng)車燃油進(jìn)行了最新一輪的升級(jí)，升級(jí)后的燃油更加環(huán)保，可以改善大氣質(zhì)量。三、能源與可持續(xù)發(fā)展可再生能源：

太陽能、風(fēng)能、水能等可以在自然界里源源不斷地得到

。2．發(fā)展新的理想能源不可再生能源：

化石能源、核能等能源會(huì)越用越少。綠色能源的開發(fā)和利用綠色能源：在釋放能量或能量轉(zhuǎn)化過程中對(duì)環(huán)境不造成污染的能源叫綠色能源．人類可開發(fā)和利用的綠色能源主要有下列幾種：1．風(fēng)能2．水流（河流、潮汐）能．風(fēng)能和水流能是“可再生能源”而石油、煤炭是不可再生能源．3．太陽能4．核能等等．新疆風(fēng)車田發(fā)電葛洲壩水電站藏北利用太陽能的設(shè)備浙江秦山核電站你認(rèn)為風(fēng)能、太陽能、核能以及你所想到的可能的能源，哪些有可能成為未來的理想能源，為什么？能源家族中，有木柴、煤炭、石油、天然氣、水能、風(fēng)能、太陽能、核能等，哪些屬于不可再生能源？哪些屬于可再生能源？

滿足條件：

1、必須足夠豐富，可以保證長期使