九年级物理全册20-2能源的开发和利用课件（沪科版）

第一节 能量的转化与守恒 第二节 能源的开发和利用 第二十章 能源、材料与社会 1.通过实例了解能量及其存在的不同形式。 2.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一物体， 不同形式能量可以互相转化。 3.知道能量守恒定律。能举出日常生活中能量守恒的 实例。 4.初步了解在现实生活中能量的转化和转移有一定的 方向性。 5.能结合实例，说出不可再生能源和可再生能源的特 点。 6.了解核能的优点和可能引发的问题。 你知道其中的能量是如何转化的吗？ 一、多种形式的能量 1.能量的表现形式 能量的表现形式 2.自然界的能量类别   木材燃烧时产生光和 热就来源于木材里储存的 化学能。人体运动所消耗 的能量都来源于食物里储 存的化学能。 机械能、电磁能、内能、化学能、核能等 ①化学能:   发生化学反应时，由于物质的分子结构变化而 产生的能量 ②核能   由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产 生的能量 核能 秦山核电站我国第一颗原子弹爆炸 你能说出下列物体所具有的能量吗？ 二、能量的转移与转化 1.各种形式的能量是可以相互转化的 内能 电能 机械能 火力发电机电 炉 电动机 风力发电机 火箭发动机摩擦生热 转移 转化 它们的能量如何转化？ 它的能量如何转化？ 化学能 电能 机械能 声能 光能 转化 转化 能量的转化与守恒 活动一： 在教室中用现有条件做几 个能量的转化或转移的实 验 活动二： 规则：全班分成男女两组进行比赛，如男同学说“电动 机工作”（电能→机械能），则女同学要举出机械能转 化成其他能量的例子，依次接龙，举对一个加10分，错 一个扣10分。 接龙游戏： 树 木 充 电 器 充 电 太 阳 燃 煤 电 厂 活动三： 1 2 3 4 根据能量转化的顺序来排序，并 讲述能量转化的故事 树木 太阳 燃煤 电厂 剃须刀 1 2 34 太阳能 化学能 内能电能 12 3 4 活动四： 根据能量转化的顺序来排序，并 讲述能量转化的故事 1 2 34 太阳 自行车 小麦 人(进食) 太阳能 化学能 化学能机械能 举重运动员将500N的杠铃举高 2m，运动员对杠铃至少做多少 功？ 解：W=Gh=500N×2m=1000J 答：运动员对杠铃至少做功1000J 1000J 1000J 此时杠铃的势能增加多少J？ 有多少化学能转化为杠铃的势能？ 算一算 接在36V电路中的一盏电灯，通过电灯的电流 为1A，通电10s，电流做功 J，消耗电 能 J，那么，就有 J的电能转 化为 能。 360 360 360 热能和光 放在桌上的热水袋冷却，热水的内能消失了吗？ 说一说 填一填 1.能量守恒定律 三、能量守恒定律 大量的研究表明：自然界的能量是守恒的 能量守恒定律:能量既不会消灭，也不会创生，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，而能的总量保持不变。 能量守恒定律 动能和势能的转化 1.电风扇工作时，消耗的电能与电动机获得的机械 能相等吗？ 2.掉在地上的弹性小球为什么越跳越低? 讨论： 我国有句俗语：“既要马儿跑，又要马儿不吃草。” 你认为这可能吗？为什么？ 这个 “永动 机”能旋转 不息吗？ 永动机的设计图 1.“永动机” ：不消耗任何能量和燃料，却源源不 断对外做功的机器。 2.由能量守恒定律知：无法实现。 3.工程技术的任务，在于设法找出合理利用能源的途 径，并减少机器运转过程中不必要的能量损耗，而不 是去研制永远无法实现的“永动机”。 无法实现的“永动机” 原子弹为什么有那么大的威力？ 1.当一块炽热的铁块投入水中时,能量如何转移？ 2.当杂技演员沿竹竿下滑时，能量又是如何转化？ 铁块的内能 水的内能(温度相同) 铁块能自发地从同温度的水中吸收热量，使自己变得 炽热吗？ 演员的重力势能 手和竹竿的内能 手和竹竿的内能能使演员上升吗？ 分析以上事例你能得出结论吗？ 分析: 遵循能量的转化和守恒定律 的事件是否一定会发生呢？ 能量的转移和转化有一定的方向性。 问题： 能量的转移和转化的方向性 1.热量只能从温度高的物体传向温度低的物体或 从高温部分传向低温部分。 2.当重力势能转化为内能为自发时，内能转化为 重力势能就不可能为自发。 活动五： 举出能量的转 移和转化有一 定的方向性的 例子 中国石油危机 中国南海发现可燃冰发育区 能解人类能源危机 月球资源将挽救地球将来出现的能源危机 观察挖掘机、火车、摩托车、汽车、火箭、太阳能汽 车、滑翔机的图片思考给它们提供运转能量的物质是 什么？ 动动脑筋思考问题： 能源与社会 挖掘机 火车 摩托车 汽车 火箭 太阳能汽车 滑翔机 能源的概念 像煤、天然气、汽油、水流、风、电、太阳光等能 够提供能量的物质资源，我们把它们都叫作能源。 可再生能源 你还知道人类已经利用的其他能源吗？ 风能、水能、太阳能、生物能等 煤、石油、天然气、核能等 不可再生能源 按来源划分:一次能源和二次能源 一次能源是自然界直接提供的能源。 由自然界提供的能源转化而来的能源是二次能源。 风能、汽油、沼气分别属于什么能源呢? 原始人对火的利用 奴隶社会、封建社会对畜力的利用和水力的利用 现代化的煤矿开采 火 畜力、水力 现在的各种能源 能源的开发和利用与社会发展的关系 利用资源的种类 少 多 利用资源的规模 小 大 社会发展水平 低 高 我国的能源构成：煤75%、石油17% 、 天然气2% 、其他6% 看图，世界能源以哪三种为主？ 目前世界和我国的能源消耗都以煤﹑石油、天 然气为主,分析这样的能源结构是否合理?如果这样 发展下去会出现什么问题? 据专家预测世界上的煤还可开采约192年,天然 气还可开采约67年,石油还可开采40多年。2010年, 我国石油消费50%靠进口。 能源的大量使用促进了社会的发展,但同时也 带来了许多资源和环境问题,结合本课谈一谈你认 为会带来哪些问题? 主要国家能源消耗量 能源的大量应用造成环境污染 光化学事件 伦敦烟雾事件 酸雨腐蚀佛像 酸雨破坏树木 温室效应 以前我们的家园 是 多 么 的 美 丽 蓝 天、 白 云、 空 气、 怡 人 的 丽 日 可 是 今 天 社会的发展离不开能源,人类将如何才能解决 好能源与保护环境这一问题呢?作为未来的主人, 请畅所欲言。 某报第二版头条新闻油城私家车开始和气“热恋” 据记者了解,对私家车进行改装,让汽车由“喝油 ”变为“烧气”,是近些年才出现的。如今随着国内 油价的不断上涨,汽车油改气的话题越来越引起人们 的关注,私家车改装在油城也呈愈演愈烈之势。 通过这段文字你能想到什么?你怎样看待这种现象? 生活与社会 面对日趋严重的能源危机，我们既要_____________， 又要_____________。 树立节能观 开发新能源 能源危机日趋严重 怎么办？ 哪些新能源具有广阔的前景？ 开发新能源 太阳能的开发和利用 太阳深处的极高温度是1500万℃和极高压力约 2×1016Pa，据粗略估计，太阳向地球表面辐射的功率 为8.1×1014 kW相当于3.5万倍标准煤释放的能量。 看了数据再请同学们计算一下：太阳每小时辐射到 地球的总能量有多少 ？ W=Pt=8.1×1017W×3600s=2.92×1021J 太阳能十分巨大。 请同学们计算一下： 太阳能以光和热的形式向四周辐射，那么它的光 和热到达地球上要经过多长时间？ 地球每小时从太阳获得的太阳能量有2.92×1021 焦，这比目前全世界在一年内能源生产的总量还多， 可见太阳能有多么巨大． 那么太阳能会不会用完呢？根据科学家推算，太 阳像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持50亿 年以上，对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不 尽，用之不竭的永久性能源。 太阳能供应时间长久。 我们到哪里去取太阳能？怎样获取呢？（只要太阳 能照到的地方，就有太阳能，不用专门去寻找；只 要用东西接收就行了，不需要挖掘开采） 太阳能分布广阔，获取方便。 太阳能储热 太阳能热水器、太阳能灶等 太阳能转变为热能 太阳能直接发电 太阳能电池、太阳能汽车等 太阳能转化为电能 太 阳 能 手 提 灯 既然太阳能有那么多优点，为什么不大量推广、 大范围应用呢？目前还有些技术问题没有解决。 广泛利用太阳能的困难 1.太阳能虽然十分巨大，但它太分散 2.太阳能不稳定，不能正常使用 3.目前太阳能转换器的效率不高 太阳能的开发和利用 优点：能量巨大、供应时间长、分布广 泛获取方便、无污染、安全经济。 缺点：能量分散、间断、不稳定。 太 阳 能 的 特 点 沼气能源 我国农村3/4人口使用草木燃料，造成了土壤 肥力的下降，水土流失、土壤沙化等生态平衡被破 坏的现象，而且是对能源的极大浪费。 将人畜排泄物和作物秸秆等混合物投入沼气池内进行 微生物发酵。可得到燃烧值高的沼气和有机肥料。 沼气地 地热能 地热 地球内部具有的 热能称为地热能， 是地球本身蕴藏 的能量。 应用形式：地下热水、地热蒸汽。 应用范围：发电、洗浴、取暖、灌溉等。 西藏羊八井地热电站是我国最大的地热电站 潮汐能 潮汐能是由于地球和月球、太阳相互作用产生的 能量。 涨潮时 退潮时 潮汐电站工作原理 浙江温岭江厦潮汐电站为全国第一、世界第三的 潮汐电站 核能 秦山核电站 能 量 与 能 源 能量 的转 化与 守恒 多种 形式 的能 量 化学能 内能 电磁能 机械能 应 用 能 源 与 社 会 能源 分类 能源 与环 境 开 发 新 能 源 其他新 能源 核能 太阳能 1.下列做法属于能量转化的是（ ） A.人烤火取暖 B.划火柴点火 C.用热水袋取暖 D.用煤气炉给一壶水加热 B 2.分析各现象中能的转化或转移 （机械能→内能） （内能→机械能） （机械能→电能） （电能→机械能） （电能→内能 光能） （化学能→内能） （光能→化学能） （原子核能→内能→电能） （机械能→内能） （电能→化学能） （化学能→内能） （机械能→电能→内能 光能） 锯木头，锯条发热 气体膨胀做功，温度降低 水轮机带动发电机发电 电动机带动水泵转动 电流通过灯丝使灯丝发光 煤燃烧 光合作用 原子能发电 压缩气体做功 给蓄电池充电 木材燃烧 手摇发电机发电使灯泡发光 3.能源问题是现代社会发展的三大要素之一,在能源家 族中:⑴柴薪、⑵煤炭、⑶石油、⑷天然气、⑸水能、 ⑹风能、⑺太阳能、⑻地热能等,在大量消耗各种能源 时,会造成空气污染的有______________;会造成水 土流失和沙漠化的是_____(填序号)。 ⑴ ⑵ ⑶ ⑷ ⑴ 4.汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地 面、空气的______能，这些能量不能自动地用来 再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有 ______________。 内 方向性 灵感，不过是“顽强地劳动而获得的奖赏”。 ——列宾