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第二十二章 能源与可持续发展
22.1 能源
教学目标:
1.物理观念:
(1)能说出人类不同时期利用主要能源的发展历程。
(2)结合实例,说出能源与人类生存和社会发展的关系。
(3)常识性了解什么是一次能源、二次能源及其特点。
2.科学思维:
根据一次能源、二次能源的特点,会给常规能源和新能源进行分类。
3.科学探究:
了解人类利用能源的历程,能列举不同历史时期人类利用的主要能源。
4.科学态度与责任:
了解21世纪的能源趋势,形成节约能源的意识。
教学重点:结合实例,说出能源与人类生存和社会发展的关系。
教学难点:了解21世纪的能源趋势
教学课时:1课时
教学用具:多媒体。
教学互动设计:
1、 创设情景,导入新课
2022年10月12日下午,“天宫课堂”第三课正式开启。神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进行太空授课,并面向全球进行现场直播。神舟十四号航天员刘洋在介绍动植物的“太空旅馆”。我国的空间站运动的能量是谁提供的?又是怎样获取的呢?
历史上许多民族都将太阳作为顶礼膜拜的神明。如果没有太阳,地球就会处在黑暗和冰冷的长夜中,也不会孕育出任何生命。
实际上,宇宙中除了太阳还有无数的恒星,那些恒星离我们非常遥远,所以看起来没有太阳那么大、那么亮。太阳是离地球最近的一颗恒星。许多恒星比太阳还大。每颗恒星堵在释放巨大的能量,它们每时每刻都在向外辐射着惊人的光和热。
太阳和其他恒星为什么会辐射如此巨大的能量?人类利用的能量是由太阳提供的吗?人类使用的能量是无穷无尽的吗?让我们在本章中一起探索这些有趣的问题吧?
二、新课讲授,师生互动
三峡水电站是世界上最大的水力发电站,它是通过提高上游的水位增加水的势能,高水位的水向下流,使水轮机转动并带动发电机发电,从而向人们提供电能。
金属的冶炼、机器的运转、汽车和火车等交通工具的行驶都需要能量,生活中的烧饭、取暖、照明等也需要能量。生产和生活中利用这些能量,是通过不同的能源提供的。各种能源的广泛使用,极大地促进了人类文明的发展。
(一)人类利用能源的历程
自从原始人发现使用火的方法以后,能源就成为人类文明跃进的重要物质基础。让我们沿着这个进步历程来认识各种各样的能源。
钻木取火在人类利用能量的历史上非常重要。从利用自然火到利用人工火的转变,结束了远古人类茹毛饮血的时代,开启了以柴薪作为主要能源的时代。
相对于当时的人口和当时的生产力,柴薪是一种数量巨大、能够方便获取的能源。人类以柴薪为主要能源的时代,持续了近一万年。现在,柴薪仍是某些地区的重要生活能源。
蒸汽机的发明是人类利用能量的新的里程碑。人类从此逐步以机械动力代替人力和蓄力,人类的主要能源由柴薪转向煤。
我们使用的煤、石油、天然气,是千百万前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的,所以叫做化石能源。像化石能源这样可以直接从自然界获得的能源,我们称为一次能源。风能、水能、太阳能、地热能以及核能均属于一次能源。
可以直接从自然界获得的能源,称为一次能源。如煤、石油、天然气,风能、水能、太阳能、地热能、核能都是一次能源。
电能不属于一次性能源,它通常是由其他形式的能转化而来的,最终还要转化为光能、内能、动能等其他形式的能,才能为人类所用。
为什么很多地方要使用电能,而不直接使用一次能源呢?因为电能便于输送和转化。
现代社会离不开的各种形式的用电器,是将电能转化为各种形式能量的转化器。由于电能无法从自然界直接获取,必须通过消耗一次能源才能得到,所以称电能这样的能源为二次能源。
化石能源是当今世界的主要能源。
(二)21世纪的能源趋势
由于世界人口急剧增加和经济的不断发展,能源的消耗持续增长。特别是近几十年,能源的消耗增长速度明显加快。
如果把全世界的能源消耗折合成热值为2.93×107J/kg的标准煤计算,1950年为26亿吨,1987年为110亿吨,2003年接近140亿吨,2007年达到160亿吨。
已探测的数据表明,目前作为人类主要能源的化石能源储量并不丰富,而且化石能源开发利用后不能再生,如果长期大规模开采,不久将来会消耗殆尽,所以开发新能源,更好地利用已知能源,是全球范围的重要课题。
在物理学的发展过程中,随着对机械认识的不断深入,风能和水能不断得到较为广泛的应用。
中国 溪洛渡水电站,位于四川和云南交界的金沙江上。装机容量1400万千瓦,是中国第二、世界第三大水电站。
中国三峡水电站,是世界上规模最大的水电站,安装32台单机容量为70万千瓦的水电机组。年均发电1000亿度。
随着科学家对物质结构的不断深入,20世纪40年代,科学家发明了可控核能释放的装置——核反应堆,拉开了以核能为代表的新能源利用的序幕。
中国秦山核电站是中国自行设计、建造和运营管理的第一座30万千瓦压水堆核电站。由中国核工业集团有限公司100%控股,中核核电运行管理有限公司负责运行管理。
三、总结反思,超越自我
1. 人类利用能源的历程:钻木取火——人类最早的“技术革命”,——开启了以柴薪为主要能源的时代;蒸汽机的利用——人类进入工业化时代——主要能源由柴薪转向煤。煤、石油、天然气是化石能源,属于一次能源,不可再生。电能属于二次能源,便于输送和转化。
2. 21世纪的能源趋势:世界人口急剧增加和经济发展,能源消耗持续增长,会消耗殆尽。
各种能源的广泛利用,极大地促进了人类文明的发展。科学的发展拉开新能源利用的序幕。
四、板书设计,整合提升
1. 人类利用能源的历程:钻木取火——人类最早的“技术革命”,——开启了以柴薪为主要能源的时代;蒸汽机的利用——人类进入工业化时代——主要能源由柴薪转向煤。煤、石油、天然气是化石能源,属于一次能源,不可再生。电能属于二次能源,便于输送和转化。
2. 21世纪的能源趋势:世界人口急剧增加和经济发展,能源消耗持续增长,会消耗殆尽。
各种能源的广泛利用,极大地促进了人类文明的发展。科学的发展拉开新能源利用的序幕。
五、大海扬帆,尝试远航
1. 下列说法不正确的是( )
A.自从原始人发现使用火的方法以后,能源就成为人类文明跃进的重要物质基础
B.钻木取火——人类最早的“技术革命”
C.蒸汽机的利用——人类进入工业化社会
D.现在,柴薪仍是我们的重要生活能源。
2.在柴薪、煤、石油、天然气中不属于化石能源的是( )
A.柴薪
B.煤
C.石油
D.天然气
3.在风能、水能、太阳能、电能中属于二次能源的是( )
A.风能
B.水能
C.太阳能
D.电能
4.下列不属于电能的优点的是( )
A.便于输送
B.方便获取
C.便于转化
D.使用方便
5.关于21世纪能源趋势的说法错误的是( )
A. 世界人口的急剧增加和经济发展,能源消耗持续增长
B. 电能是当今世界的主要能源
C. 化石能源开发利用后不能再生
D. 物理学发展过程中,对机械能认识的不断深入,风能和水能逐渐得到较为广泛的应用
参考答案1.D;2.A;3.D;4.B;5.B。
六、作业:P169.T1
课外作业P169.T2、T3 。
教学反思:
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