16.3 能源：危机与希望（26页）课件 2024-2025学年物理北师版（2024）九年级全一册

(共26张PPT)
16.3 能源：危机与希望
2.初步了解人类发现、开发、利用能源的历史，能通过具体的事例，说出能源与人类生存和社会发展的关系。
1.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化。
学习目标
你们知道我们生活的地球上有哪些能源吗，人类怎样利用它们呢？
新课导入
图中都存在着什么能量？分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化？
飞行的飞机
汽车飞越黄河
水力发电厂
飞行器上的太阳能电池板
大亚湾核电站
风力发电厂
新知讲解
能量转化与守恒定律
一
大量事实表明，不同形式的能量之间可以相互转化，在一定量的某种形式的能量减少的同时，总伴随着其他形式的能量在等量地增加。
能量守恒定律：
能量既不会凭空消灭，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。
这些能量之间的相互转化有怎样的规律？
在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。
例如电冰箱就需要消耗电能。
火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。
用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，这些能量无法再变回能源。
化学能
内能
内能
电能
能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。
问题：人们为了满足生产对动力日益增多的需要，幻想制造一种机器，它不需要任何动力和燃料，却能不断地对外做功，这种机器称为“永动机”。
你认为这样的永动机可以制造成功吗？
一种永动机的设计模型
科学研究表明：能量的转化和转移具有方向性，在转化过程中由于摩擦的存在，一部分机械能会转化为内能，这部分内能不可能自动的转化为机械能如果没有能量的补充，将最终停止运动，所以“永动机”是不能实现的。
能量是与物质及其运动相联系的，每一种形式的能量对应于一种运动形式。
机械运动――机械能　　
热运动――内能
电荷运动――电能　　　
化学运动――化学能　　　　
原子核内部的运动――核能
　　
自然界存在着可以为人类提供能量的自然资源，称为能源。能源是人类社会活动的物质基础。
能量的与能源
二
如果把全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107 J/kg的标准煤来计算，1950年为26 亿吨，1987年为110多亿吨，2003年接近140亿吨，2007年达到160亿吨。
1．能源消耗急剧增长
2.能源储量不足
①煤炭资源：地质储量约1.44万亿吨，占世界煤炭总储量的13%。
②石油资源：保有储量为600亿吨，但后备资源不足，而且石油可采储量的增长速度低于老油田的递减速度，储采比呈下降趋势。
③天然气资源：保有储量为7000亿立方米，但后备资源不足。
④水力资源：理论储量为6.8亿千瓦，但可开发储量只有3.78亿千瓦，且其中67.8%的水力资源集中分布在西南地区，要开发不易.无疑：我国是世界上能源丰富的国家之一，但我国人口众多，人均能源占有量远低于俄罗斯、美国，只有世界人均能源占有率的1/2。
新能源的开发迫在眉睫。
1905年，爱因斯坦以简洁的公式 E=mc2 揭示了物质与能量的关系。1938年，物理学家用中子轰击铀，发现了核裂变,从而发现了一种新的能源——原子核能。
1.核能的发现
2.核裂变
(1)用中子轰击铀，使铀这种重原子核分裂成两个中等质量的原子核，同时释放出巨大的能量，这种现象叫核裂变。
物质与能量
三
(2)用中子轰击铀原子核,铀核发生裂变，释放出核能，同时产生新的中子，这些中子又会引起其他铀核裂变，这样就使核裂变反应不断进行下去，释放大量核能，这就是链式反应。
核裂变的链式反应
加以控制：___________
不加控制：___________
建成核电站
原子弹
在1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器— —原子弹爆炸了。
3.核聚变
(1)较轻的原子核聚合成较重的原子核，也能释放出能量，这种反应称为核聚变。如氘核和氚核在极高的温度下可聚合成氦核，同时释放出比核裂变更巨大的能量，如图所示。
(2)核聚变的应用：氢弹就是利用原子弹爆炸产生的高温，使氘核和氚核极其迅速地聚变成氦核而产生强烈爆炸的。
(3)核聚变的应用前景：同样质量的核聚变释放的能量要比核裂变多4倍以上，核聚变所需原料氘核，在海水中含量丰富，一旦实现了核聚变能的和平、可控地开发利用，就是找到了“取之不尽，用之不竭”的能源。但目前“受控热核反应”还停留在实验阶段。
自然界中部分能源情况
自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需的能源。
科学与人类
四
1.能源的分类
（1）按是否是自然界直接提供进行分类
能源
一次能源
二次能源
——自然界直接提供的能源
（煤、石油、天然气、风、流水等）
——由自然界提供的能源
制取生产的能源
（汽油、柴油、电能、氢能源等）
（2）按能否再生进行分类
能源
可再生能源
不可再生能源
（水能、风能、太阳能、生物能等）
（煤、石油、天然气、核能等）
人类在消耗各种能源的进程中给自己带来了便利，那是不是消耗能源越多，我们的生活会更好呢？
当代的科学技术不断发展，已经使人类具有了认识和利用自然环境的能力，推动着人类社会的进步，提高了人类生活的质量。但随着新技术的应用，也引发了环境污染、能源短缺、全球变暖、臭氧枯竭、物种灭绝等一些列问题。
因此，我们应该树立科学发展观，在利用科学技术改善生活的同时，也要注意避免因滥用技术而导致的社会问题，促使人类社会全面、协调、可持续地发展。
1. 自由运动的滚摆，每次上升的高度逐渐减小，下列说法正确的是（ ）
A. 机械能守恒
B. 能量正在消失
C. 只存在动能和重力势能的相互转化
D. 减少的那部分机械能转化为内能，但总的能量守恒
D
当堂检测
2.下列说法不正确的是（ ）
A. 原子弹是根据链式反应的原理制成的
B. 氢弹爆炸是不可控制的热核反应
C. 核反应堆中的链式反应是不可控制的
D. 氢弹是利用核聚变原理制造的
C
3.下列关于核能的说法正确的是( )
A.物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B.到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变
C.原子弹和氢弹都是利用原子核裂变和聚变的原理制成的
D.自然界只有在人为的条件下才会发生裂变
C
能源：危机与希望
能量转化与守恒定律
能量与能源
物质与能量
科学与人类
课堂小结