北師大九年級(jí)物理下冊(cè) （能源 危機(jī)與希望）粒子和宇宙新課件

第十六章粒子和宇宙能源：危機(jī)與希望

2.初步了解人類發(fā)現(xiàn)、開發(fā)、利用能源的歷史，能通過具體的事例，說出能源與人類生存和社會(huì)發(fā)展的關(guān)系。1.通過實(shí)例認(rèn)識(shí)能量可以從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到另一個(gè)物體，不同形式的能量可以相互轉(zhuǎn)化。一、能量轉(zhuǎn)化與守恒定律自然界中的物質(zhì)存在著不同的運(yùn)動(dòng)形式汽車的運(yùn)動(dòng)分子的運(yùn)動(dòng)電荷的運(yùn)動(dòng)觀察與思考

各種不同的運(yùn)動(dòng)形式都存在著什么能量？分別有哪些不同形式的能量在發(fā)聲相互轉(zhuǎn)化？不同形式的能連之間的相互轉(zhuǎn)化有怎樣的規(guī)律？飛行的飛機(jī)柯受良駕車飛越黃河水力發(fā)電站太陽能電池板大亞灣核電站風(fēng)力發(fā)電能的轉(zhuǎn)化能量轉(zhuǎn)化與守恒定律

能量不會(huì)憑空消失，也不會(huì)憑空產(chǎn)生，它只會(huì)從一種形式轉(zhuǎn)化成其他形式，或者從一個(gè)物體轉(zhuǎn)移到其他物體，而在轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移的過程中，能量的總量保持不變。這就是能量轉(zhuǎn)化與守恒定律?？茖W(xué)窗失敗的永動(dòng)機(jī)想一想：為什么永動(dòng)機(jī)是失敗的？二、能量與能源回答：煤，煤氣，柴草、天然氣、電……，這些都是能源。想一想：我們每天要吃飯、喝水，用什么來煮飯、燒水呢？

能量是與物質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)相聯(lián)系的。對(duì)應(yīng)于不同形式的運(yùn)動(dòng)，有不同形式的能量。自然界存在著可以為人類提供能量的自然資源，稱為能源。能源是人類社會(huì)活動(dòng)的物質(zhì)基礎(chǔ)。2003年美國與加拿大東部地區(qū)當(dāng)?shù)貢r(shí)間8月14日下午四時(shí)十四分突然大范圍停電，由加拿大東部城市多倫多以至美國東部的紐約地區(qū)都受影響。能量的重要性美國東部大停電停電引發(fā)的交通癱瘓人類的生活、生產(chǎn)離不開能源的利用。能源的現(xiàn)狀又是如何呢？1.煤炭資源：地質(zhì)儲(chǔ)量約1.44萬億噸，占世界煤炭總儲(chǔ)量的13%；2.石油資源：保有儲(chǔ)量為600億噸，但后備資源不足，而且石油可采儲(chǔ)量的增長速度低于老油田的遞減速度，儲(chǔ)采比呈下降趨勢(shì)；我國的能源消耗狀況中國能源資源真的豐富嗎?3.天然氣資源：保有儲(chǔ)量為7000億立方米，但后備資源不足；水力資源：理論儲(chǔ)量為6.8億千瓦，但可開發(fā)儲(chǔ)量只有3.78億千瓦，且其中67.8%的水力資源集中分布在西南地區(qū)，要開發(fā)不易。無疑：我國是世界上能源豐富的國家之一，但我國人口眾多，人均能源占有量遠(yuǎn)低于俄羅斯、美國，只有世界人均能源占有率的1/2。

人類對(duì)能源的需求日益擴(kuò)大，煤、石油、天然氣等不可再生能源日益減少，二十一世紀(jì)人類最迫切的需要是改變能源嚴(yán)重缺乏的現(xiàn)狀。新能源的開發(fā)已經(jīng)迫在眉睫。三、物質(zhì)與能量

1905年，愛因斯坦以驚人簡潔的公式E=MC2揭示了以質(zhì)量M為標(biāo)志的物質(zhì)與能量E的關(guān)系。式中C為光在真空中的速度。愛因斯坦的質(zhì)能方程為核能的開發(fā)和利用提供了理論支持。

1KG鈾全部裂變時(shí)釋放的能量相當(dāng)于2500T優(yōu)質(zhì)煤完全燃燒釋放的能量。核聚變核電站的原理秦山核電站大亞灣核電站嶺澳核電站陽江核電站

物理學(xué)的研究表明，有些能源，如太陽能、風(fēng)能、潮汐能、水力和地?zé)崮艿瓤梢哉J(rèn)為是無限的，所以也把它們叫作可再生能源。四、科學(xué)與人類風(fēng)力發(fā)電潮汐能發(fā)電太陽能的利用

當(dāng)代的科學(xué)技術(shù)不斷發(fā)展，已經(jīng)使人類具有了認(rèn)識(shí)和利用自然環(huán)境的能力，推動(dòng)著人類社會(huì)的進(jìn)步，提高了人類生活的質(zhì)量。但隨著新技術(shù)的應(yīng)用，也引發(fā)了環(huán)境污染、能源短缺、全球變暖、臭氧枯竭、物種滅絕等一些列問題。因此，我們應(yīng)該樹立科學(xué)發(fā)展觀，在利用科學(xué)技術(shù)改善生活的同時(shí)，也要注意避免因?yàn)E用技術(shù)而導(dǎo)致的社會(huì)問題，促使人類社會(huì)全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)地發(fā)展。1.解決能源問題的主要措施是()A.大力開發(fā)新能源B.大量利用太陽能、地?zé)崮蹸.大量利用水能、風(fēng)能D.采用新技術(shù)、新設(shè)備，更新落后的技術(shù)裝備A2.下列關(guān)于核能的說法正確的是()A.物質(zhì)是由原子構(gòu)成的，原子中有原子核，所以利用任何物質(zhì)都能得到核能B.到目前為止，人類獲得核能有兩種途徑，即重核裂變和輕核聚變C.原子彈和氫彈都是利用原子核裂變和聚變的原理制成的D.自然界只有在人為的條件下才會(huì)發(fā)生裂變C能源：危機(jī)與希望1.人類與能源的關(guān)系。2.人類對(duì)能源的利用。能源危機(jī)與希望第十六章粒子和宇宙

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。三峽水電站是如何發(fā)電的呢？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

能夠提供熱、光、機(jī)械能和電能等各種形式的能量來源就叫能源。金屬的冶煉、機(jī)器的運(yùn)轉(zhuǎn)、汽車和火車等交通工具的行駛需要能量，生活中燒飯、取暖、照明等也需要能量。生產(chǎn)和生活中利用的這些能量，是通過不同的能源提供的。各種能源的廣泛利用，極大地促進(jìn)了人類文明的發(fā)展。

一、能源概念地球上的能源是否是無盡的呢？我們的生活中都用到哪些能源呢？

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

1．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苋?、能源的類?/p>

2．由一次能源經(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)電能源分類：生物質(zhì)能：由生命物質(zhì)提供的能量。化石能源、核能會(huì)越用越少，不可能在短時(shí)間內(nèi)從自然界得到補(bǔ)充所以他們屬于不可再生能源。水的動(dòng)能、風(fēng)能、太陽能、生物質(zhì)能，可以在自然界源源不斷地得到，所以它們屬于可再生資源。電能的利用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：我們今天使用的煤、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?；茉词乾F(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。核反應(yīng)堆外圍包裹著厚厚的混凝土罩以吸收輻射水在核反應(yīng)堆中心循環(huán)流動(dòng)，吸收在核反應(yīng)中產(chǎn)生的熱量，并將這部分內(nèi)能傳遞給蒸汽發(fā)生器內(nèi)的水吸收了熱量的水汽化變成蒸汽蒸汽推動(dòng)發(fā)電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，將蒸汽的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能核能發(fā)電的原理二次能源電能不造成空氣污染不排放CO2消耗核能源少發(fā)電成本低產(chǎn)生放射性廢料排熱量大建廠成本大核泄漏污染大核能發(fā)電的利弊我國主要能源分布情況：(1)概念：能源是提供可利用能量的物質(zhì)．(2)能源的分類能源分類方法能源分類名稱特點(diǎn)舉例按形成或轉(zhuǎn)換特點(diǎn)分一次能源自然形成，未經(jīng)加工太陽能、風(fēng)能、地?zé)崮?、核能、潮汐能二次能源由一次能源?jīng)加工轉(zhuǎn)換而成焦炭、木炭、蒸汽、液化氣、酒精、汽油、電能按利用技術(shù)分常規(guī)能源已大規(guī)模正常使用煤、石油、天然氣、水能新能源正在開發(fā)，或有新的利用方式太陽能、核能、地?zé)崮堋⒑Ｑ竽?、沼氣、風(fēng)能能源分類方法能源分類名稱特點(diǎn)舉例按可否再生分可再生能源可循環(huán)使用、不斷補(bǔ)充水能、風(fēng)能、生物質(zhì)能、地?zé)崮懿豢稍偕茉炊唐趦?nèi)無法轉(zhuǎn)換獲得煤、石油、天然氣、核燃料按對(duì)環(huán)境污染情況分清潔能源對(duì)環(huán)境基本上沒有污染太陽能、海洋能、風(fēng)能、水能污染能源會(huì)嚴(yán)重污染環(huán)境化石燃料(煤、石油、天然氣)“溫室效應(yīng)”是怎樣形成的，有什么危害？答案：“溫室效應(yīng)”的產(chǎn)生是由于石油和煤炭燃燒時(shí)產(chǎn)生的二氧化碳增加了大氣中二氧化碳的含量．它的危害是使地面氣溫上升、兩極冰雪融化、海平面上升淹沒沿海城市、海水向河流倒灌、耕地鹽堿化等．1．凡是能夠提供_________的物質(zhì)資源都可以叫做能源。我們常見的煤、石油、天然氣被稱為______________。2．__________________________________統(tǒng)稱為一次能源，如：________、________；___________________________________________________________稱為二次能源，如________、________。3．由生命物質(zhì)提供的能量叫做生物質(zhì)，能如柴薪，人們利用了它里面存儲(chǔ)的________能。當(dāng)堂測(cè)評(píng)能量化石能源可以從自然界直接獲取的能源風(fēng)能太陽能無法從自然界直接獲取，必須通過一電能沼氣化學(xué)次能源的消耗獲得的能源4．在下列能源中，屬于化石能源的是

(

) A．太陽能、地?zé)崮堋L(fēng)能 B．煤、石油、天然氣 C．核能、生物質(zhì)能、水能 D．電能、汽油、柴油B頁巖氣是從頁巖層中開采出來的天然氣，是一種清潔、高效的能源資源。根據(jù)測(cè)算，到2020年，我國年產(chǎn)量有望達(dá)到1000億立方米以上，改變我國油氣資源開發(fā)格局，使頁巖氣成為我國能源的重要支柱。下列有關(guān)頁巖氣的說法正確的是

(

)A．頁巖氣開發(fā)利用后可再生B．頁巖氣是一種二次能源C．頁巖氣是新能源的代表D．頁巖氣是一種化石能源歸類探究類型之一能源的分類D【解析】頁巖氣是化石能源，是能夠從自然界直接獲得的一次能源，并且短時(shí)間內(nèi)不能從自然界得到補(bǔ)充，新能源的代表是核能。故選D。【點(diǎn)悟】知道能源按不同的分類方法，分為不同的種類，以及各類能源的特點(diǎn)。人類生活、生產(chǎn)和學(xué)習(xí)都離不開能源的消耗，由于世界人口的急劇增加和經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，能源的消耗備受全球關(guān)注，如圖為人類能源消耗圖，試寫出一條從圖中獲得的信息______________________。請(qǐng)你寫出一條實(shí)際生活中節(jié)能的措施或建議。類型之二世界和我國的能耗狀況能耗增長速度明顯加快[答案]大力開發(fā)利用太陽能、風(fēng)能等能源(合理均可)。圖22－1－