22.3跨学科实践：为节约能源设计方案（课件）--2025-2026学年人教版（新教材）物理九年级全一册（23页PPT）

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人教版（新教材）物理九年级全一册精做课件22.3跨学科实践：为节约能源设计方案第二十二章能源与可持续发展授课教师：Home .班级：九年级（---）班.时间：.人们在生产生活中都会使用各种能源。你在生活中都遇到过哪些浪费能源、污染环境的问题？
为节约能源设计方案，我们从优化自己家中能源的使用入手。
问题
调查家中能源的用途、类型，估算这些能源消耗量，确定哪些用途的能源消耗比较多
能源用途 采暖 做饭 生活热水 制冷 其他电器 交通
能源名称 天然气 电 汽油
能源类型 不可再生能源 约70%来自不可再生能源，约30%来自可再生能源 不可再生能源
消耗量（年） 200m3 1000kW·h 500L
调查家中能源的使用情况
1.分析家中哪些方面的能源使用可以优化，哪些需要优先改进？
2.你想用哪些方法优化能源使用？
3.在确定节能方法时，需要从哪些角度分析？
结合调查结果，思考如何选取优化对象，确定改进方法。
选取优化对象与确定改进方法
选取优化对象：
交通
采暖
制冷
优化能源使用方法：
使用太阳能等新能源
提高能源使用效率
优化使用行为
选取优化对象与确定改进方法
方案一：为房屋加装保温层
（1）明确思路
热量能够自发地从高温物体传递到低温物体，因此我们要想保持房间的温度不变，就要尽可能减少房间与外界的热传递。
制订与检验设计方案
（2）选取材料
材料的保温性能与哪些因素有关？
材料的保温性能通常与它的厚度、热导率、干燥程度、与外界的接触面积，以及外界温度等有关。通常，材料厚度越大、热导率越小、与外界的接触面积越小，材料就越能减缓热量散失。
制订与检验设计方案
材料 热导率/[W·（m·℃）-1] 材料 热导率/[W·（m·℃）-1]
铝 236 硬泡沫塑料 0.041～0.048
普通玻璃 约0.8 聚苯乙烯 约0.04
锯木屑 约0.08 岩棉 约0.04
棉花 约0.05 空气 约0.03
一些常见材料的热导率
制订与检验设计方案
材料 热导率 /[W·（m·℃）-1] 参考厚度 /cm 成本 /[元·m-2] 施工费用 /[元·m-2] 燃烧性能 其他特性
EPS泡沫板 0.035～0.040 5～10 70～90 35～50 B2级 （可燃） 轻便易安装，但易变形
XPS挤塑板 0.028～0.030 3～5 90～110 40～60 B1级 （难燃） 高抗压，防水性好
岩板棉 0.035～0.040 5～8 130～150 65～80 A级 （不燃） 防火优，但吸湿性高
聚氨酯泡沫 0.020～0.025 2～4 140～180 70～90 B1/B2级 密封性好，但施工复杂
对不同材料的评估
经比较，可选XPS挤塑板
制订与检验设计方案
（3）确定方案
①在房间的哪些部位安装保温材料
②保温材料的规格、尺寸应满足什么要求
③门窗应该怎样进行保温处理
制订与检验设计方案
安装位置 安装尺寸 所需材料 处理方式 备注
外墙1 475×300 XPS挤塑板 用胶黏剂固定 保温材料外层刷防潮腻子
外墙2 475×300 XPS挤塑板 用胶黏剂固定 窗户1 167×193 安装胶条、玻璃贴膜 密封、粘贴 窗户2 167×193 安装胶条、玻璃贴膜 密封、粘贴 入户门 84×216 门帘 外挂 房屋保温设计方案
制订与检验设计方案
（4）制作模型与测试
为了检验保温效果，可以将质量相等的冰块装在塑料袋中，分别放入没有保温材料和装有所选保温材料的“家”中，将“家”放置在相同的环境下，经过相同的时间后将冰块取出并进行比较，通过比较冰块质量的变化来评估设计的保温效果。
制订与检验设计方案
方案二：为家庭用车提供建议
1.目前都有哪些种类的新能源汽车 与传统燃油汽车相比，新能源汽车是否更加节能和环保
2.与传统燃油汽车相比，新能源汽车是否满足人们的日常使用需要 还有哪些局限性，还需要如何改进
3.除了节能和环保，还有没有其他因素促进新能源汽车的发展
从能源安全的角度看，使用新能源汽车的意义是什么
制订与检验设计方案
在设计方案时不仅要提供具体的优化建议，还要有充分、确凿的证据以及合理的推理作为支撑。形成具体的方案后，需要与大家进行交流讨论，找出方案的不足和改进办法。
讨论交流
展示交流
【项目提出】
随着人们生活水平的提高，消耗的能源越来越多，虽然自然界的能量是
守恒的，由于能量的转化或转移具有______性，可利用的能源在减少，
则能源危机会加重，为了节约能源，从家庭入手，制订节约能源的方案。
方向
【项目分析】
家中利用的能源主要来源于三个方面，一是家用电器消耗____能；二是
煮饭的燃气灶和烧水的燃气热水器利用________燃烧获得能量；三是汽
车和摩托车主要消耗汽油获得能量，要节约能源需要从这三个方面入手。
电
天然气
【项目实施】
1.调查后统计的数据如下：
能源 用途 采 暖 做 饭 生活用热 水 其他电器 交通
名称 天然气 电能 汽油
分类 ______（填“可”或“不 可”）再生能源 ____（填“一”或 “二”）次能源 ________（填“清洁”或
“非清洁”）能源
改进 方法 选用太阳能热水器， 利用______能 加热水 选用节能等级较 高的电器 选用电动汽车
说明：夏季和冬季耗电多，主要是空调在这两个季节使用频繁 不可
二
非清洁
太阳
2.针对夏季耗电最多，是因为空调属于大功率用电器，且工作时间很长，
为节能环保，国务院办公厅规定公共建筑夏季空调温度设置不____
（填“高”或“低”）于 。房间不能长时间保持恒定的温度，是因为
房子的隔热性____，节约能源从房屋的隔热性入手，选择隔热材料装修
房屋的墙壁可以节约空调所用电能。
低
差
【交流合作】
3.小明选择了几种保温材料，下表是常用的材料参数：
项目 1号 2号 3号
聚氨酯泡沫 聚苯乙烯泡沫 岩棉
传热系数 0.033 0.042 0.065
防火性能 阻燃 级 阻燃 级 不燃A级
吸水性/%
隔音性 好 好 一般
最高使用温度/ 75 65 600
1.4 1.0 2.4
（1）外墙保温材料如果脱落会造成危险，所以应该选密度较____的材
料。同学们观察表格中缺少密度信息，于是需要测量材料的______和
______。
小
质量
体积
（2）当保温材料的厚度一定时，为了方便比较材料的性能，在表格中
的项目里引入参数“”，单位为。同学们观察表格中的 ，猜想
它可能与材料密度有一定关系。已知保温材料厚度均为，请推导出
与材料密度 的关系 ____（结果用已知量的符号表示）。
4. 与传统燃油汽车相比，电动汽车的优点是_____________
___________________（写出一条即可）。对我国新能源汽车产业发展
提出一条合理建议：____________________________________________
______________________________________________________________
_____________________。
无尾气、噪音低、节能、无污染等
大力完善基础设施建设，如提高充电的便利性、加建充电桩（或加强生产技术，降低生产成本；或开发新能源，提高环保意识）（合理即可）
（3）小明同学的叔叔家在陕北，他打算给自建房外墙安装保温材料，
因为陕北冬季气温很低且年降水量少，所以他选择外墙保温材料时应优
先考虑__________（填“传热系数”或“吸水性”）（注：传热系数越大，
保温性能越差），所以他选择表格中的___号保温材料比较合适。
传热系数
1
跨学科实践：
为节约能源设计方案
展示交流
调查家中能源的使用情况
选取优化对象与确定改进方法
制订与检验设计方案
课堂小结