20.2 能源的开发和利用 课件(共29张PPT) 2024-2025学年物理沪科版九年级全一册

(共29张PPT)
第二十章　能源、材料与社会
第二节　能量的开发和利用
学习目标-新课导入-新知探究-课堂小结-课堂训练
学习目标
1.了解能源的分类。举例常见的不可再生能源和可再生能源。
2.了解煤、石油和天然气的主要特点。了解原子能和太阳能的主要特点。
3.知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。
4.从能源开发与利用的角度体会可持续发展的重要性。
【重点】
1.不可再生能源和可再生能源。
2.可持续发展的重要性。
新课导入
能源是能够提供能量的资源。能源按来源可分为三大类：(1)来自太阳的能量。包括直接来自太阳的能量和间接来自太阳的能量(如煤、石油、天然气、生物质能、水能和风能等)。(2)来自地球本身的能量。一种是地球内部蕴藏的地热能；另一种是地壳内铀、钍等核燃料所蕴藏的原子核能。(3)月球和太阳等天体对地球的引力产生的能量，如潮汐能。
能源种类繁多，根据不同的划分方式，能源可分为哪些类型？
知识点 能源与社会
1
1.能源分类
①产生分类
一次能源和二次能源。前者即天然能源，指在自然界现成存在的能源，如煤炭、石油、水能等。后者指由一次能源加工转换而成的能源产品，如电力、煤气、蒸汽及各种石油制品等。
新知探究
②对一次能源再次分类
像太阳能、风能、水能以及动植物等这类可以长期提供或可以再生的能源属于可再生能源。
风能
水能
太阳能
新知探究
而像煤、石油、天然气和铀矿这类化石或矿物能源，一旦消耗就很难再生的能源属于不可再生能源。
天然气
油田
煤矿
新知探究
③使用类型
可分为常规能源和新型能源。
使用比较普遍的能源叫做常规能源。
新近利用或正在着手开发的能源叫做新型能源。新型能源是相对于常规能源而言的，包括太阳能、风能、地热能、海洋能、生物能、氢能以及用于核能发电的核燃料等能源。
新知探究
④污染类型
根据能源消耗后是否造成环境污染可分为污染型能源和清洁型能源。
污染型能源包括煤炭、石油等。
清洁型能源包括水力、电力、太阳能、风能以及核能等。
新知探究
2.能源利用的几个阶段
我国古代对水能的利用
（1）利用自然能源
人类对木材、水利、风力、蓄力等自然能源的利用，促进了人类文明的发展。
新知探究
蒸汽机车在人类历史上起着重要的作用，现在已很难见到他的踪迹
（2）化石燃料的使用
文明和技术的发展造成能源的消耗日益增多。大约200多年前，由于煤的大量开采，用煤作燃料的蒸汽机的发明带来了人类历史上的第一次工业革命。随后石油、天然气先后成为人类生产、生活广泛使用的能源。
新知探究
（3）电力的使用
通过对电和磁的研究，人类找到了开发和利用能源的新途径。电能的利用为人类带来了一个光明、灿烂的新世界。各种电气设备的发明，使人们的生活水平和生活质量得到了极大的改善。
灯火辉煌的城市
新知探究
知识点 能源与环境
2
1.能源的开发和使用，会造成环境污染与生态破坏。
人们正在清理海上漂浮的石油
烟雾笼罩的城市
鱼群死亡
新知探究
2.如何在开发和使用能源的同时保护好我们赖以生存的地球，这已经成为一个全球性的重大课题。应怎样解决利用能源与环保之间的问题呢？
新知探究
知识点 开发新能源
3
1.太阳能
太阳能是一种既相对清洁，又取之不尽的能源。目前，人们主要采用光转化为电、光转化为热的方式来开发、利用太阳能。前面我们已经学习过太阳能电池。现在介绍如何采用光转换为热的方式利用太阳能。采用光转化为热的方式可以发电，也可以供家庭用来取暖、加热生活用水。
新知探究
如图所示是一种常见的太阳能热水器，它工作的原理是：太阳光的照射使加热管内水的温度上升，由于热水的密度比冷水的小，管内热水不断上升并储存在储水箱上部；同时，储水箱内温度较低的水下降到加热管，通过水的不断对流，最终使得储水箱内水的温度升高。
一种家庭常用的太阳能热水器
新知探究
①核裂变：较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种反应。研究发现，铀原子在中子的轰击下将会产生裂变反应。每一个铀原子核的裂变除了要产生大量的热以外，还要产生2到3个以上的中子。
2.核能
核能的开发和利用的两种方式：一种是利用核裂变释放能量；另一种是利用核聚变释放能量。
核裂变
新知探究
科学家研究发现：如果放在一起的铀超过了一定质量，就会发生剧烈的核反应。一个铀原子核分裂出2至3个中子，这2至3个中子又要去轰击2至3个铀原子核，使这些铀原子核也发生裂变，如此下去就会产生系列化的越来越剧烈的反应。这种核反应被称为链式反应。如果这种核反应不加以控制将快速地进行下去，并在极短的时间内释放出巨大的能量，发生强烈的爆炸。原子弹就是根据这个原理制成的。
新知探究
②核聚变：较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。它是产生核能的另一种形式。
如图所示是氘核和氚核结合成为氦核的聚变过程。这种核反应会释放巨大的能量。
核聚变会释放巨大的能量
新知探究
利用核聚变原理制造的氢弹爆炸时产生的巨大蘑菇云
利用核聚变也能制造核武器。氢弹就是利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大得多的核武器。
怎样才能利用核能造福人类呢？
利用核能发电是人们和平利用核能的一个重要方面。目前，世界上已经利用核裂变原理建成了许多核能发电站。
新知探究
地热能发电厂
3.地热能
地热能地球内部蕴藏着大量的热，在有地热资源的地方可以开发和利用地热来发电。
新知探究
潮汐能发电
4.潮汐能
月球、太阳对地球的引力作用产生了潮汐。每天，涨潮与落潮蕴藏着巨大的能量，这种能量可以用来发电。
如图所示，为一种利用潮汐能发电的示意图。
新知探究
涨潮时，海水汹涌而来，潮水从导流孔流入水库的同时推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电。随着潮水的不断涌入，水库水位逐渐上涨，储存着能量。
落潮时，海水奔腾而去，水位继续下降，水库的水流从导流孔流向大海，推动水轮机再次转动，水轮机又一次带动发电机发电。
潮汐发电成本低，污染少，是一种很有发展潜力的新能源。
新知探究
风力发电厂
5.风能
风具有很大的能量。这种能量可以给人类带来极大的破坏，拔起大树，吹倒房屋……但我们也可以利用风能为人类服务。
人们很早就学会了利用风能行船、抽水、磨谷……
风能还可以用来发电。
新知探究
课堂小结
一、能源与社会
机械能、电能、内能和化学能
二、能源与环境
三、开发新能源
多种新能源的开发与利用
能源的开发与利用会造成环境污染与生态破坏
课堂训练
1.能源是人类生存和发展的基础，人类社会的每一次重大进步都伴随着能源的改进和更替。关于能源的开发和利用，下列说法错误的是（　　）
A.核能是可再生能源，开发和利用核能是人类获取能源的一个新途径
B.煤是不可再生能源，以煤为主要燃料的火电站容易造成环境污染
C.太阳能是一次能源，可直接利用且污染小，开发前景广阔
D.能量在利用的过程中，其转化和转移是有方向性的
A
课堂训练
2.某市积极应对严重旱情，推行“蓄、调、引、节、送、降”等“六水抗旱”措施，实现“大旱之年无大灾”。为了响应政府号召，我们要大力推广节水灌溉，下列措施中不属于节水灌溉的是（　　）
A.喷灌 B.微灌 C.滴灌 D.大水漫灌
D
课堂训练
3.2023年4月，我国自主设计建造的核聚变实验装置——东方超环，成功实现了403s稳态运行。下列能源的形成与东方超环相同的是（　　）
A.地热能 B.太阳能
C.风能 D.潮汐能
B
课堂训练
4.和平利用核能，提高清洁能源比重，是我国能源发展战略的重要内容，关于核能，下列说法正确的是（　　）
A.核反应堆中，核能是通过聚变释放的能量
B.核反应堆中，核能是通过裂变释放的能量
C.核能是可再生能源
D.核能是二次能源
B
课堂训练
5.人类的发展离不开能源。下列说法正确的是（　　）
A.现代生活离不开电，电能是一次能源
B.目前人类已建成的核电站，都是利用核聚变发电
C.新能源的开发和利用技术难、成本高，无实用价值
D.风能、水能、太阳能等可再生能源的开发和利用是未来理想能源的一个重要发展方向
D