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

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。科學(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(guó)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(guó)東部的紐約地區(qū)都受影響。能量的重要性美國(guó)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(zhǎng)速度低于老油田的遞減速度，儲(chǔ)采比呈下降趨勢(shì)；我國(guó)的能源消耗狀況中國(guó)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(guó)是世界上能源豐富的國(guó)家之一，但我國(guó)人口眾多，人均能源占有量遠(yuǎn)低于俄羅斯、美國(guó)，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(jiǎn)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。第十六章粒子和宇宙能源：危機(jī)與希望

知識(shí)點(diǎn)3能源：危機(jī)與希望圖中都存在著什么能量？分別有哪些不同形式的能量在發(fā)生相互轉(zhuǎn)化？能量之間的相互轉(zhuǎn)化有怎樣的規(guī)律？行駛的汽車與飛行的飛機(jī)柯受良駕車飛越黃河知識(shí)點(diǎn)3能源：危機(jī)與希望水力發(fā)電站“天宮”一號(hào)飛行器上的太陽能電池板知識(shí)點(diǎn)3能源：危機(jī)與希望大亞灣核電站新疆的風(fēng)力發(fā)電知識(shí)點(diǎn)3能源：危機(jī)與希望1.能量轉(zhuǎn)化與守恒定律能量轉(zhuǎn)換器能量轉(zhuǎn)化熱機(jī)發(fā)電機(jī)電動(dòng)機(jī)電熱器電池充電電池供電內(nèi)能→機(jī)械能機(jī)械能→電能電能→機(jī)械能電能→內(nèi)能電能→化學(xué)能化學(xué)能→電能知識(shí)點(diǎn)3能源：危機(jī)與希望能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移可以自發(fā)地朝某個(gè)方向進(jìn)行，卻不能自發(fā)地朝相反方向進(jìn)行。也就是說自發(fā)的能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程有一定的方向性，即自然進(jìn)行的能量轉(zhuǎn)化過程是不可逆的。能量轉(zhuǎn)化與守恒定律能量轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化的方向性知識(shí)點(diǎn)3能源：危機(jī)與希望自然界中一切與熱現(xiàn)象有關(guān)的能量轉(zhuǎn)化過程是有方向性、不可逆的，即能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。如電能可以使電燈發(fā)光，同時(shí)產(chǎn)生內(nèi)能散失到空氣中，但這些內(nèi)能無法自動(dòng)地轉(zhuǎn)化為電能。知識(shí)點(diǎn)3能源：危機(jī)與希望永動(dòng)機(jī)永動(dòng)機(jī)是一類所謂不需外界輸入能量便能夠不斷運(yùn)動(dòng)并且對(duì)外做功的機(jī)械。永動(dòng)機(jī)不可能制造出來，因?yàn)樗`反了能量轉(zhuǎn)化與守恒定律。知識(shí)點(diǎn)3能源：危機(jī)與希望2.物質(zhì)與能量1905年，愛因斯坦以公式

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。物質(zhì)與能量的關(guān)系核能核裂變核聚變定義條件反應(yīng)圖示應(yīng)用重原子核分裂成中等質(zhì)量原子核的反應(yīng)輕原子核聚合成質(zhì)量較大的原子核的反應(yīng)用中子轟擊重原子核超高溫原子彈