高中物理 第十章 第六節(jié) 能源和可持續(xù)發(fā)展四步教學(xué)法教案 新人教版選修3-3

1、江蘇省徐州市睢寧縣菁華高級(jí)中學(xué)高中物理 第十章 第六節(jié) 能源和可持續(xù)發(fā)展四步教學(xué)法教案 新人教版選修3-3年級(jí)組別高二物理組審閱（備課組長(zhǎng)）審閱（學(xué)科校長(zhǎng)）主備人使用人授課時(shí)間課 題第 6課時(shí) 能源與可持續(xù)發(fā)展課 型新授課課標(biāo)要求了解什么是能量耗散，增強(qiáng)環(huán)保意識(shí)和可持續(xù)發(fā)展意識(shí)教學(xué)目標(biāo)知識(shí)與能力1、了解什么是能源，了解什么是常規(guī)能源，了解常規(guī)能源的儲(chǔ)備與人類需求間的矛盾2、了解常規(guī)能源的使用與環(huán)境污染的關(guān)系3、了解哪些能源是清潔能源，哪些能源可再生。4、要求就能源與環(huán)境問題開展研究性學(xué)習(xí)。過程與方法從日常生活現(xiàn)象了解能源，了解常規(guī)能源的儲(chǔ)量與人類需求的關(guān)系情感、態(tài)度與價(jià)值觀知道能源和可持續(xù)發(fā)展

2、的關(guān)系，培養(yǎng)學(xué)生探究知識(shí)的欲望和學(xué)習(xí)興趣教學(xué)重點(diǎn)常規(guī)能源與新能源，能源與環(huán)境。教學(xué)難點(diǎn)能源的開發(fā)和利用與環(huán)境的關(guān)系教學(xué)方法學(xué)生課堂自學(xué)結(jié)合討論歸納教學(xué)程序設(shè)計(jì)教學(xué)過程及方法環(huán)節(jié)一 明標(biāo)自學(xué)過程設(shè)計(jì)二次備課一、引入新課能源和環(huán)境是兩個(gè)全球所關(guān)注的問題，能源是現(xiàn)代社會(huì)生活的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，而常規(guī)能源的有限儲(chǔ)藏量與人類的需求存在矛盾，同時(shí)大量消耗常規(guī)能源帶來(lái)了環(huán)境問題，正確地協(xié)調(diào)和解決這一矛盾和問題是生活在地球上每一個(gè)人的職責(zé)二、預(yù)習(xí)課本，完成教輔用書P55基礎(chǔ)知識(shí)梳理.教學(xué)過程及方法環(huán)節(jié)二 合作釋疑 環(huán)節(jié)三 點(diǎn)撥拓展過程設(shè)計(jì)二次備課一、能源、常規(guī)能源與新能源；常規(guī)能源有：煤、石油、天然氣等新能源有：

3、風(fēng)能、潮汐能、太陽(yáng)能、原子能、沼氣等。、常規(guī)能源的儲(chǔ)備與利用間的關(guān)系：、常規(guī)能源的利用與環(huán)境污染環(huán)境污染的種類：大氣污染、水污染、噪聲污染具體有：溫室效應(yīng)、酸雨、光化學(xué)污染、環(huán)境污染的防止二、研究性學(xué)習(xí)課題 總課題：能源與環(huán)境子課題：1、研究“溫室效應(yīng)”的形成（起因、結(jié)果）與防止。 2、簡(jiǎn)易太陽(yáng)灶的制作。 3、家用太陽(yáng)能熱水器的工作原理。4、煤和石油中的化學(xué)能從何而來(lái)？三、能源與環(huán)境保護(hù)教育能源與環(huán)境人類的生活離不開能源。如果沒有能源，人就得吃生米、生菜、生肉，這對(duì)原始人來(lái)說，可以，對(duì)現(xiàn)代人來(lái)說，那不可想像。要把飯菜燒熟，就得能源。照明需要能源，坐汽車、火車、輪船、飛機(jī)也需要能源，煉鋼煉鐵、開

4、動(dòng)機(jī)器都得有能源。 人類能源的總來(lái)源是太陽(yáng)。這就是說，不僅風(fēng)能、水力能、海浪能、生物質(zhì)能、太陽(yáng)能等自然能源來(lái)自太陽(yáng)，就是礦物燃料煤、石油、天然氣也來(lái)自太陽(yáng)。以上這些屬于一次能源，由一次能源生產(chǎn)的電力屬于二次能源。 目前在人類能源當(dāng)中挑大梁的一次能源是煤、石油、天然氣這些礦物燃料。礦物燃料的大量使用，給環(huán)境帶來(lái)十分廣泛的影響： 礦物燃料的開采要?dú)У粢恍┩恋?，有時(shí)不可避免地要占用一部分農(nóng)田。礦物燃料的運(yùn)輸也會(huì)帶來(lái)環(huán)境問題，如海上石油運(yùn)輸，經(jīng)常發(fā)生事故，泄漏的原油污染大片海域；就是不發(fā)生事故，壓艙水的排放也常常在小范圍內(nèi)使海域受到污染。礦物燃料的燃燒，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生的影響最大。其中硫氧化物、氮氧化物等各

5、種有害氣體污染空氣，已經(jīng)使人們難以忍受，因?yàn)榈V物燃料的燃燒總是要排放出非常多的二氧化碳，甚至達(dá)到改變空氣成分的比例的程度，使地球的氣溫升高，這已經(jīng)成了全世界格外關(guān)注、十分頭疼的一個(gè)環(huán)境問題。 怎樣才能減少因能源使用而帶來(lái)的環(huán)境影響呢? 首先，要節(jié)約能源。減少全人類的能源消耗，才能減少二氧化碳的排放。這是從環(huán)境保護(hù)的角度說，節(jié)約能源勢(shì)在必行。另一方面，能源本身也存在著危機(jī)。據(jù)勘察，地球上可供開采的石油有816億噸，天然氣495億噸，煤10萬(wàn)億噸?，F(xiàn)在全世界每年的能源總消耗量大體上是95億噸標(biāo)準(zhǔn)煤，其中主要的是石油、天然氣和煤，分別占45%、19%、25%，此外，還有7%的水電，3%的核能。按照目

6、前的消費(fèi)狀況，石油將在三四十年內(nèi)采完，煤炭雖多，也只能開采250年左右。以后，隨著科技水平的提高，這些礦物能源的儲(chǔ)量也可能提高，但是，不管怎么說，地殼運(yùn)動(dòng)給我們預(yù)備下的礦物燃料總是有數(shù)的，我們用一點(diǎn)就少一點(diǎn)，不悠著點(diǎn)兒用，恐怕是要被動(dòng)的。 其次，要利用高科技，開發(fā)新能源。目前原子能發(fā)電已進(jìn)入實(shí)用階段，受控?zé)岷司圩兊奶剿饕苍诓讲角斑M(jìn)，有望加入人類能源的行列。 再次，要積極利用自然能。其中包括，直接利用太陽(yáng)能，太陽(yáng)能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、海浪，潮汐發(fā)電、水力發(fā)電等。這些能源的使用，基本上對(duì)環(huán)境沒有污染，因此被人們稱作“清潔能源”。 還有，還必須治理礦物能源燃燒產(chǎn)生的污染物。 最后一點(diǎn)必須說明的是，要注意

7、解決廣大農(nóng)村的能源問題。全世界的廣大農(nóng)村，能源相當(dāng)缺乏。全球大約有15億農(nóng)村人口用不上煤、石油、天然氣這些礦物燃料，他們只能砍柴燒，或燒牛羊糞或燒作物秸稈。有的農(nóng)民要花費(fèi)很大精力去剝樹皮、砍灌木、鏟草根、揀牛糞。這樣做的結(jié)果，毀掉了很多樹木，破壞了綠色植被，對(duì)生態(tài)環(huán)境也是一種巨大的破壞。由于全世界每年要燒掉4億噸以上的牛糞和秸稈，使越來(lái)越貧瘠的土壤喪失了很多有機(jī)物還田的機(jī)會(huì)。不解決這些農(nóng)民的能源問題，他們的生存環(huán)境就會(huì)更加惡化，他們也難以擺脫貧困的境地。人類優(yōu)先開發(fā)的五種新能源在即將過去的20世紀(jì)中，人類使用的能源主要有三種，就是原油、天然氣和煤炭。而根據(jù)國(guó)際能源機(jī)構(gòu)的統(tǒng)計(jì)，假使按目前的勢(shì)頭發(fā)

8、展下去，不加節(jié)制，那么，地球上這三種能源能供人類開采的年限，分別只有40年、50年和240年了。四五十年。從人類歷史的角度來(lái)看，實(shí)在是非常非常的短促；試想一下，對(duì)于今于20來(lái)歲的年輕人來(lái)說，到他們六七十歲的時(shí)候，如果地球上已經(jīng)沒有原油和天然氣可用，我們能不為此感到驚愕嗎？所以，開發(fā)新能源，替代上述三種傳統(tǒng)能源，迅速地逐年降低它們的消耗量，已經(jīng)成為人類發(fā)展中的緊迫課題，核能在今后一段時(shí)期內(nèi)還將有所發(fā)展，但是核電站的最大使用期只有25-30年，核電站的建造、拆除和安全防護(hù)費(fèi)用也相對(duì)不低，過多地建設(shè)核電站是否明智可取，還有待今后實(shí)踐和歷史來(lái)檢驗(yàn)。那么，人類將向何處尋找新能源呢？先進(jìn)國(guó)家的能源專家認(rèn)為

9、，太陽(yáng)能、風(fēng)能、地?zé)崮?、波浪能和氫能這五種新能源，在今后將肯定會(huì)優(yōu)先獲得開發(fā)利用。太陽(yáng)能太陽(yáng)能利用的形式很多，例如太陽(yáng)能集熱為建筑供暖、供熱水，用太陽(yáng)能電池驅(qū)動(dòng)交通工具和其它動(dòng)力裝置，等等，這些都屬于太陽(yáng)能小型、分散的利用形式。太陽(yáng)能大型、集中和利用形式，則是太空發(fā)電。在距地面三萬(wàn)多公里高空的同步衛(wèi)星上，太陽(yáng)能電池每天24小時(shí)均可發(fā)電，而且效率高達(dá)地面的10倍。太空電能可以通知過對(duì)人體無(wú)害的微波向地面輸送。風(fēng)能風(fēng)能利用技術(shù)的不斷革新，使這種豐富的無(wú)污染能源正重放異彩。據(jù)估計(jì)，二三十年內(nèi)，風(fēng)力發(fā)電量將要占?xì)W共體電占全國(guó)總電力的30%左右。地?zé)崮苣壳笆澜缟弦延薪僮責(zé)岚l(fā)電站投入了運(yùn)行，裝機(jī)容量

10、數(shù)百萬(wàn)千瓦。研究表明，地?zé)崮艿奶N(yùn)藏量相當(dāng)于地球煤炭?jī)?chǔ)量熱能的1.7億倍，可供人類消耗幾百億年，真可謂取之不盡、用之不竭，今后將優(yōu)先利用開發(fā)。波浪能主要的開發(fā)形式是海洋潮汐發(fā)電。80年代中期挪威成功地建成一座小型潮汐發(fā)電站，讓漲潮的海小沖進(jìn)有一定高度的貯水池，池水下溢即可發(fā)電。已經(jīng)在設(shè)計(jì)的單座潮汐電站，其它發(fā)電量可供一個(gè)30萬(wàn)人口的城市使用。氫能氫是宇宙中含量最豐富的元素之一，就可經(jīng)提取出無(wú)窮無(wú)盡的氫。氫運(yùn)輸方便，用作燃料不會(huì)污染環(huán)境，重量又輕，優(yōu)點(diǎn)很多。前蘇聯(lián)試用氫為“圖-155”型飛機(jī)的燃料已經(jīng)初步得成功，各國(guó)正積極試驗(yàn)用氫作為汽車的燃料。氫無(wú)疑也是人類未來(lái)要優(yōu)先利用的能源之一。教學(xué)過程及方法環(huán)節(jié)四 當(dāng)堂檢測(cè)二次備課1煤、石油、天然氣等燃料的能，通過燃燒轉(zhuǎn)化為能；這種能可以直接供給生產(chǎn)、生活的需要，也可以通過內(nèi)燃機(jī)、汽輪機(jī)轉(zhuǎn)化為能還可以進(jìn)一步轉(zhuǎn)化為能，然后被利用2下列不屬于新能源的是 （ ） a.太陽(yáng)能 b.核能 c.風(fēng)能 d.石油3下列屬于可再生能源的是 （ ）a.電能 b.水流能、風(fēng)能 c.煤炭d.核能、太陽(yáng)能4下列說法中正確的應(yīng)是 A.熱力學(xué)第一定律和熱力學(xué)第二定律是相輔相成缺一不可的B.熱力學(xué)第二定律的兩種表述是等效的c.能量耗散說明能量是不守恒的d.熱量不能自發(fā)地從低溫物體傳到高溫物體5消耗石油和煤炭給