第14章 内能与热机 实践：调研我国新能源汽车的发展 教案 沪科版（2024）九年级全一册

实践：调研我国新能源汽车的发展
物理观念：
1．了解影响热机效率的因素，包括热机的构造和工作条件。
2．了解热机工作时能量的主要流向，对热机效率有初步的认识。
3．了解我国新能源汽车的分类、发展及前景。
4．了解热机效率与环境保护的关系，认识到提高热机效率对减少环境污染的重要性。
科学思维：
培养学生的环保意识，引导学生关注环境保护问题，培养他们的社会责任感和公民意识。
科学探究：
通过实验和实践，提高学生的观察能力、分析能力和解决问题的能力。
科学态度与责任：
通过实践活动，激发学生的学习兴趣和求知欲，培养环境保护意识、动手能力。
重点：①热机效率的概念及计算方法；②提高热机效率的途径；③了解新能源汽车的分类、发展及前景。
难点：关注环境保护，理解环境保护的重要性，培养学生的环保意识和社会责任感。
一、新课导入
汽车给人们的出行提供了便捷，但也带来了能源消耗、环境污染等问题。近年来，我国新能源汽车快速发展。与燃油汽车相比，新能源汽车有哪些优势呢？下面我们一起搜集整理相关信息，了解我国新能源汽车的发展。
二、活动方案
任务一　查阅并整理资料
【思考】交通工具燃料从结构上有何种变化？
【提示】
1．多元化趋势：交通的能源消费以石油为主，占据绝对主导地位，随着全球能源转型的加速，交通用能开始向多元化发展。
2．低碳化趋势：低碳燃料的发展是交通领域低碳转型的重要路径。
【思考】我国新能源汽车的分类主要包括哪些？
【提示】主要包括纯电动汽车(BEV)、插电式混合动力汽车(PHEV)、增程式电动汽车(EREV)和燃料电池汽车(FCEV)等。
(1)纯电动汽车(BEV)：完全依靠车载电池供电，具有零排放、低噪音等优点。
(2)插电式混合动力汽车(PHEV)：结合了传统燃油发动机和电池，可以在纯电动和混合动力模式下运行。
(3)增程式电动汽车(EREV)：通过外部充电和车载小型发电机补充电力。
(4)燃料电池汽车(FCEV)：使用氢燃料电池产生电力驱动车辆，具有高能效和零排放的特点，但基础设施建设成本较高。
【思考】目前我国新能源汽车的发展如何？
【提示】
1．市场规模持续扩张：全球电动汽车市场正在快速增长，中国作为最大的新能源汽车市场，渗透率将突破55%。
2．技术突破：电池技术方面，固态电池和快充技术正在快速发展。智能化方面，辅助驾驶渗透率将达到65%，AI技术深度应用正在重塑汽车产业链。
3．政策支持：中国、欧盟、东南亚等多国通过补贴、禁售燃油车等政策推动电动化转型。全球充电设施需求激增。
【思考】我国新能源汽车的发展前景如何？
【提示】
1．市场规模将继续扩大：随着技术进步和政策支持，全球电动汽车市场将持续增长。
2．技术创新：固态电池、快充技术和智能化将成为未来发展的关键。AI技术在汽车制造、驾驶和交互等方面的应用将进一步提升用户体验和生产效率。
3．国际化竞争与产业协同：中国新能源汽车出口重点市场包括拉美、东盟及中东。企业出海模式将从单一贸易转向“贸易＋投资”，通过合资建厂和技术合作融入当地市场。
任务二　对比新能源汽车和燃油汽车的差异
【思考】从能源角度分析对比纯电动汽车与汽油车的优缺点。
【提示】在分析对比过程中，可以从两种汽车直接消耗的能源，汽油与电力等在生产过程中的转化效率等方面比较。
1．燃油汽车：汽油为燃料动力；能源利用效率在20%～30%。
2．纯电动汽车：
(1)电力为动力。
(2)能源利用效率在80%～90%。
(3)充电效率：普通家用电源为80%左右，公共充电桩在95%以上。
(4)生产电力的能源可来自不同能源(煤炭、太阳能、风能等)，转化效率各不相同。火力发电厂，热能转换电能效率最多为40%。
【思考】从环保性能、能源与环保方面对比纯电动汽车与燃油汽车的优缺点。
【提示】在分析对比过程中，可以从环保性能、能源与环保趋势进行比较。
环保性能 能源与环保趋势
燃油汽车 传统燃油汽车在行驶过程中会排放出二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物等多种污染物，这些排放物对空气质量和环境造成直接损害。燃油汽车依赖于石油资源，其开采和使用过程对环境造成不小的影响 能源来源单一，过度依赖不可再生的石油资源，全球石油储备终将面临枯竭，燃油汽车的能源使用不可持续
纯电动汽车　 在行驶过程中基本可做到“零排放”，从而有效减少了碳排放量，这使得纯电动汽车成为应对气候变化和空气污染的重要选择 用电能，减少了对石油的依赖，符合全球降低碳排放和减少能源消耗的大趋势
完成任务一和任务二后，与同学交流，通过对比可以发现，燃油汽车的碳排放量明显高于新能源汽车，也说明了新能源汽车在环保方面的优势。随着中国持续推动新能源汽车产业的发展以及水力发电、风力发电等清洁能源比重的增加，新能源汽车的环保属性将进一步得到凸显。
以“践行低碳生活，实现可持续发展”为理念，围绕“如何低碳出行”进行科学辩论，分享和交流观点。可以从减少碳排放是节能、环保、绿色、生态、健康的一种生活方式等方面分享交流。
查阅资料，了解现代新能源汽车中我国“插电混动”技术对传统内燃机的改造，比较纯电动车与插电混动汽车在安全、使用习惯、电池需求量、成本、充电时间和续航里程等方面各自的优势。
实践：调研我国新能源汽车的发展
1．热机效率的概念和计算方法。
2．影响热机效率的因素。
(1)热机的构造：如气缸、活塞、曲轴等部件的设计和制造质量。
(2)工作条件：如温度、压力、燃料的质量等。
3．热机效率与环境保护的关系。
4．实践：对比新能源汽车和燃油汽车的差异。
5．环保意识和社会责任感。
(1)环保意识的培养：了解环境保护的重要性，培养环保意识。
(2)社会责任感的培养：了解对环境保护的责任，培养社会责任感和公民意识。
6．小组交流与讨论。
有足够的知识储备，让学生在家通过网络等资源完成对比新能源汽车和燃油汽车的差异，指导完成我国新能源汽车的发展现状及前景的调查报告。在实践分享和讨论环节，要引导学生提出问题和发表观点，促进学生之间的互动和交流。在教学过程中，要充分发挥学生的主动性和探究精神，培养其科学思维和解决问题的能力。