2012【优化方案】精品课件：鲁科物理选修3-3第6章第2节

(共38张PPT)
第1节　能源、环境与人类生存
第2节　能源的开发与环境保护
核心要点突破
课堂互动讲练
知能优化训练
第
2
节
课前自主学案
课标定位
学习目标：1.了解能源的分类、形成及其对环境有什么影响．
2．认识能源和环境与人类生存的关系，知道可持续发展的重大意义．
3．了解常规能源的开发与电能的生产及其能源开发和利用带来的环境问题．
课标定位
4．了解可再生能源的开发以及自然资源的循环利用．
重点难点：1.理解能源、环境与人类生存的关系．
2．知道常规能源的开发和利用对环境造成的污染．
3．了解可再生能源的开发，及自然资源的循环利用．
课前自主学案
一、各种能源
1．定义：能源是提供可利用能量的_________或____________
2．分类
(1)一次能源：人类从自然界中 __________的能源．如煤、石油、天然气、水力、太阳能、核燃料等．
物质
自然过程．
直接获得
(2)二次能源：一次能源经过__________成的另一种形态的能源．如电能、焦炭、煤气、汽油、煤油、蒸气等．
3．来源：地球上的能源绝大部分直接或间接来自__________
二、能源与人类
人类利用能源的历史可分为5个阶段
1．火的发现和利用．
2．畜力、风力、水力等自然动力的应用．
3．___________的开发和利用．
加工转换
太阳．
化石燃料
4．____________和开发利用．
5．________的发现和开发利用．
三、环境与人类生存
地球上的生物与地球环境是紧密联系在一起的，地球环境中的________、________、森林和生物是构成人类生存环境的基本因素．
四、能源与生活
1．消耗能量的方面：__________和
___________
2．能量的来源：________、______、天然气、木柴、汽油等．
电的发现
核能
大气
水土
家庭生活
交通工具．
电能
煤
3．现状
(1)随着科学技术的发展和生活水平的提高，越来越多的电器进入家庭，供暖、制冷、文化生活所消耗的能量在家庭能量消耗中所占的比例逐年________
(2)交通工具消耗的能源主要是_______和
______，实际利用率为15%左右．
(3)运输效率：燃烧1 L汽油时，交通工具______________或____________与行使的千米数的_________
增加．
汽油
柴油
运载的人员
货物的吨数
乘积．
五、能源的开发与环境保护
1．常规能源的开发：一般把_____、______、_________等叫做常规能源．
2．电能的生产
电能主要来源于_____________和水力发电站，目前火力发电厂的发电效率大约为_______.
3．常规能源的开发与环境保护
(1)造成的环境问题
煤
石油
天然气
火力发电厂
40%
①煤：煤的开采造成____________的破坏；
煤是常规能源中_______最严重的燃料．
②石油：开采、运输过程中的泄漏，各种烃类化合物对环境造成污染．
(2)常规能源利用过程中的污染
①工厂排放的_______
②工业生产中产生的_____________的物质．
③_______污染．
地面环境
污染
烟尘．
不能降解
噪声
(3)措施
①对煤进行________
②对煤进行_________和液化．
③汽车安装电控喷嘴和新一代催化转化装置．
4．可再生能源的开发
(1)水能
①水力发电．
②建设水电站会淹没大量土地，改变生态环境，对____________造成不同程度的破坏．
净化．
汽化
生态系统
(2)太阳能
①应用方式：_______________，直接将太阳能转化为电能，如太阳能电池：______________，主要有太阳能集热器和太阳能热水器．
②面临问题：太阳能的利用受_______、
_______的影响较大，并且不容易储存．
(3)风能：风的动能可以间接转变为电能或其他形式的能，风力发电的困难在于发电机的
__________，受________的限制．
光—电转换
光—热转换
昼夜
天气
结构设计
地域
核心要点突破
一、能源的分类
能源分类方法 能源分类名称 特点 举例
按形成
或转换特点分 一次能源 自然形成，未经加工 太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能
二次能源 由一次能源经加工转换而成 焦炭、木炭、蒸气、液化气、酒精、汽油、电能
能源分类方法 能源分类名称 特点 举例
按利用
技术分 常规能源 已大规模正常使用 煤、石油、天然气、水能
新能源 正在开发，或有新的利用方式 太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气、风能
能源分类方法 能源分类名称 特点 举例
按可否
再生分 可再生能源 可循环使用、不断补充 水能、风能、生物质能、地热能
不可再生能源 短期内无法转换获得 煤、石油、天然气、核燃料
能源分类方法 能源分类名称
特点 举例
按对环
境污染
情况分 清洁能源 对环境基本上没有污染 太阳能、海洋能、风能、水能
污染能源
会严重污染环境 化石燃料(煤、石油、天然气)
二、能源对环境的影响
1．常规能源对环境的影响
常规能源的大量开采对环境造成很大的污染，如露天采煤导致大量表土、底土和岩石剥离，原有植被遭到毁灭性破坏；地下煤的大量开采，导致土地大面积塌陷和裂缝；粉煤灰、煤矸石等固体废弃物的堆放占用了大量土地，造成大气、土地和水体的污染．石油的开采、运输过程中发生的泄漏等事故也会造成巨大的污染．
石油和煤燃烧产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，产生了“温室效应”，引发了一系列问题，如两极的冰雪融化、海平面上升、海水倒灌、耕地盐碱化……这些都是自然对人类的报复．
特别提醒：能源的开发和利用都会对环境造成不好的影响．
2．做好环境保护工作
目前的任务是采用环境能源技术，解决突出的环境污染问题，例如：城市生活垃圾问题，变垃圾为能源；汽车尾气问题，达到废气“零”排放；环境污染的综合治理问题，解决废物、废水、废气等，要变废为宝．
三、可再生能源的开发与利用
　化石燃料日益枯竭和环境污染日益加剧，必须改变现有的能源结构，开发、利用可再生能源， 如水能、太阳能、风能．
1．水能：水能是利用最广泛的可再生能源，建造大坝或水库将水蓄积起来，使水形成落差，落下的水就有足够的动能推动涡轮机的叶片转动，带动发电机转动发电．建设水电站会淹没大量土地，改变生态环境，对生态系统造成不同程度的破坏．
2．太阳能：太阳能是地球上最丰富的能源，太阳能的利用方法有光—电转换、光—热转换等形式．受昼夜、天气的影响较大，不容易储存．
3．风能：风能可以间接转变为电能或其他形式的能，风力发电的困难在于发电机的结构设计，必须建在多风场地，受到地域的限制．
4．核能：核能的优点是可采集量大、污染小、比较经济．核能首先被应用于军事目的，但其后就实现了核能的和平利用，其中最重要也是最主要的是通过核电站来发电．核电站是利用原子核裂变反应放出的核能来发电的装置，通过核反应堆实现核能与热能的转换．
课堂互动讲练
能源分类及特点
以下说法正确的是(　　)
A．煤、石油、天然气等燃料的最初来源可追溯到太阳能
B．汽油是一种清洁能源
C．水能是可再生能源
D．煤、石油等常规能源是取之不尽用之不竭的
例1
【思路点拨】　了解能源的种类，知道能源可分为可再生能源和不可再生能源．
【精讲精析】　煤、石油、天然气等是动植物转化成的，其来源可追溯到太阳能，选项A对．汽油燃烧会引起一些化合物的产生，导致有毒气体的生成，选项B错．水能是可再生能源，选项C对．煤、石油等储量是有限的，是不可再生能源，选项D错．应选A、C.
【答案】　AC
变式训练1　自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需能量的能源，在下列几组能源中，属于可再生能源的一组是(　　)
A．水能、石油、核燃料
B．风能、煤炭、天然气
C．煤炭、石油、天然气
D．风能、水能、太阳能
解析：选D.煤炭、石油、天然气属于不可再生能源，故选D正确．
能源与环境
关于能源的开发和利用，下列观点不正确的是(　　)
A．能源是有限的，无节制的利用能源，是一种盲目的短期行为
B．根据能量守恒定律，能源是取之不尽、用之不竭的
C．能源的开发和利用，必须同时加强对环境保护
D．不断开发新能源，是缓解能源危机、加强环境保护的主要途径
例2
【思路点拨】　能量和能源是两个不同的概念，有些能量是不能利用的．
【精讲精析】　能源是提供可利用能量的物质和自然过程，常规能源如煤、石油等的资源都是有限的，因此要不断开发和利用新能源，同时加强环境保护，故选B.
【答案】　B
变式训练2　关于“温室效应”，下列说法正确的是(　　)
A．太阳能源源不断地辐射到地球上，由此产生了温室效应
B．石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中的二氧化碳的含量，由此产生了“温室效应”
C．“温室效应”使得地面气温上升，两极冰雪融化
D．“温室效应”使得土壤酸化
解析：选BC.“温室效应”的产生是由石油和煤炭燃烧时产生的二氧化碳增加了大气中二氧化碳的含量，它的危害是使地面气温上升、两极冰雪融化、海平面上升、淹没沿海城市、海水向河流倒灌、耕地盐碱化等，故B、C正确．
能源的开发和利用
(1)如图6－1－1甲、乙是某类潮汐发电示意图．涨潮时开闸，水由通道进入海湾水库蓄水，待水面升至最高点时开关闸门(图甲)．当落潮时，开闸放水发电(图乙)．设海湾水库面积为5.0×108 m2，平均潮差为3.0 m，一天涨落潮两次，发电的平均能量转化率为10%，则一天内发电的平均功率为(ρ海水取1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2)(　　)
例3
A．2.6×104 kW　　　　　　
B．5.2×104 kW
C．2.6×105 kW
D．5.2×105 kW
图6－1－1
(2)如图6－1－2所示为双水库潮汐电站原理示意图．两个水库之间始终保持着水位差，可以全天发电．涨潮时，闸门的开关情况是________________；落潮时，闸门的开关情况是______________．从能量的角度说，该电站是将潮水________转化为水轮
机的动能，再推动发电机发
电的．
图6－1－2
【思路点拨】　潮汐发电是将水的重力势能转化为电能．
(2)涨潮时，高水位水库储存水，因此闸门的开关情况为A关B开；落潮时，低水位水库放水，所以闸门应B关A开，从能量转化的角度来说，该电站是将海水的重力势能转化为水轮机的动能，再发电．
【答案】　(1)B　(2)A关B开　B关A开　重力势能
【方法总结】　(1)在解决能量转化问题时，首先要弄清能量转化情况及转化过程中对应的做功情况．
(2)对于求风、水等流体质量时，首先要建立模型，可假设一段时间内流体通过一定距离，则m＝ρV＝ρSv·t(S为面积，v为流速)
变式训练3　某地的平均风速为5 m/s，已知空气密度是1.2 kg/m3，有一风车，它的车叶转动时可形成半径为12 m的圆面，如果这个风车能将此圆内10%的气流的动能转变为电能，则该风车带动的发电机功率是多大？
答案：3.4 kW
知能优化训练
本部分内容讲解结束
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