北师大九年级物理下册 （能源 危机与希望）粒子和宇宙教学课件

第十六章粒子和宇宙能源：危机与希望

3.初步了解人类发现、开发、利用能源的历史，能通过具体的事例，说出能源与人类生存和社会发展的关系.1.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一个物体，不同形式的能量可以相互转化，但自然转化过程不可逆.新课目标学习目标4.了解核裂变及核聚变.2.永动机是不可能存在的.新课引入

你们知道我们生活的地球上有哪些能源吗，人类怎样利用它们呢？观察与思考自然界中的物质存在着不同的运动形式汽车的运动新课讲解能量转化与守恒定律一电荷的运动分子的运动观察与思考

观察下面图片中的情形，各种不同的运动形式都存在着什么能量？分别有哪些不同形式的能量在发声相互转化？不同形式的能连之间的相互转化有怎样的规律？飞行的飞机柯受良驾车飞越黄河交流与讨论水力发电站太阳能电池板大亚湾核电站风力发电能的转化能量转化与守恒定律

大量事实表明：不同形式的能量之间可以相互转化，在一定量的某种形式的能量减少的同时，总伴随着其他形式的能量在等量地增加.就是说：能量不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化成其他形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变.这就是能量转化与守恒定律.失败的永动机观察与思考几个失败的永动机利用磁铁对车前端铁板的吸引，牵引车前进

很显然，这些永动机全是失败的，因为它们违背了能量守恒定律，能量不可能被创生，因此永动机是不存在的.利用磁铁A将沿轨道下滑的铁球从轨道M吸上来

值得一提的是,能量转化的过程可以自发地朝某个方向进行，却不能只发地朝相反的方向进行.例如用火烧水时，水越来越冷而火更旺的情况是不会发生的；又如小孩坐冰车被推走速度只会越来越慢而不会越来越快.这些事例说明，自发的能量转化过程是有一定的方向性的，即自发能量转化过程不可逆.回答：煤，煤气，柴草、天然气、电……，这些都是能源.想一想：我们每天要吃饭、喝水，用什么来煮饭、烧水呢？

能量是与物质及其运动相联系的.对应于不同形式的运动，有不同形式的能量，如机械能、电磁能、内能、化学能等.自然界存在着可以为人类提供能量的自然资源，称为能源.能源是人类社会活动的物质基础.能量与能源二2003年美国与加拿大东部地区当地时间8月14日下午四时十四分突然大范围停电，由加拿大东部城市多伦多以至美国东部的纽约地区都受影响.美国东部大停电观察与思考

由此可见能量对人类的重要人类的生活、生产离不开能源的利用.能源的现状又是如何呢？停电引发的交通瘫痪1.煤炭资源：地质储量约1.44万亿吨，占世界煤炭总储量的13%.我国的能源消耗状况中国能源资源真的丰富吗?

2.石油资源：保有储量为600亿吨，但后备资源不足，而且石油可采储量的增长速度低于老油田的递减速度，储采比呈下降趋势.3.天然气资源：保有储量为7000亿立方米，但后备资源不足；水力资源：理论储量为6.8亿千瓦，但可开发储量只有3.78亿千瓦，且其中67.8%的水力资源集中分布在西南地区，要开发不易.无疑：我国是世界上能源丰富的国家之一，但我国人口众多，人均能源占有量远低于俄罗斯、美国，只有世界人均能源占有率的1/2.

人类对能源的需求日益扩大，煤、石油、天然气等不可再生能源日益减少，二十一世纪人类最迫切的需要是改变能源严重缺乏的现状.新能源的开发已经迫在眉睫.物质与能量三1905年，爱因斯坦以惊人简洁的公式E=MC2揭示了以质量M为标志的物质与能量E的关系.式中C为光在真空中的速度.爱因斯坦的质能方程为核能的开发和利用提供了理论支持.1938年，物理学家用中子轰击铀核，使之分裂并放出中子及能量，这个过程就叫作核裂变.另外，放出的中子会继续撞击其它的核，并再次放出中子，如果不加控制将会一直进行下去，这就是链式反应,原子弹就是这样子造出来的.1KG铀全部裂变时释放的能量相当于2500T优质煤完全燃烧释放的能量.人们把这种能量称为核能.

链式反应“小男孩”原子弹核能首先被用来制造恐怖武器原子弹，威力十分巨大.原子弹爆炸威力惊人

现在，原子核能已被用于和平目的，十几个国家都已建成核电站.但是核电站一旦泄露，就会带来和污染等问题，危及人类生命安全，因此和平安全使用核能，做好防护措施是很重要的事情.核电站核能内能机械能电能↓↓↓秦山核电站大亚湾核电站岭澳核电站阳江核电站核聚变

不久，人类发现氘核和氚核在超高温下聚合成氦核，同时放出大量能量.这种2个质量较小的原子核结合成质量较大的新核，同时释放出能量的反应称为核聚变.

人们从太阳的光谱中发现，太阳中在激烈的进行着核聚变，同时释放出巨大的能量.氢弹就是利用裂变的高温使氘核与氚核发生聚变从而引发巨大爆炸的.聚变氢弹

核聚变的优越性不仅只能量释放多出4倍于裂变，更可喜的是，所需的氘核在海水中就含量巨大，堪称用之不竭.现今许多国家都在运行改进可控核聚变实验装置，争取早日实现可控核聚变.中国“环流器”装置

物理学的研究表明，有些能源，如太阳能、风能、潮汐能、水力和地热能等可以认为是无限的，所以也把它们叫作可再生能源.科学与人类四风能观察与思考潮汐能发电地热能发电太阳能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、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能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、风能能源按不同的分类方法就会有不同的分类结果.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)

当代的科学技术不断发展，已经使人类具有了认识和利用自然环境的能力，推动着人类社会的进步，提高了人类生活的质量.但随着新技术的应用，也引发了环境污染、能源短缺、全球变暖、臭氧枯竭、物种灭绝等一些列问题.因此，我们应该树立科学发展观，在利用科学技术改善生活的同时，也要注意避免因滥用技术而导致的社会问题，促使人类社会全面、协调、可持续地发展.1.解决能源问题的主要措施是()A.大力开发新能源B.大量利用太阳能、地热能C.大量利用水能、风能D.采用新技术、新设备，更新落后的技术装备A典例与精析2.“温室效应”是怎样形成的，有什么危害？答案：“温室效应”的产生是由于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．1.人类与能源的关系.2.能量转化与守恒定律.3.永动机不存在.4.能量存在的形式以及人类对各种能源的利用.5.核裂变与核聚变.6.能源及环境等问题和可持续发展.课堂小结1.下列关于核能的说法正确的是()A.物质是由原子构成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能B.到目前为止，人类获得核能有两种途径，即重核裂变和轻核聚变C.原子弹和氢弹都是利用原子核裂变和聚变的原理制成的D.自然界只有在人为的条件下才会发生裂变C课堂训练1.下列能源中不属于新能源的是()A.水能B.核能

C.潮汐能D.太阳能

2.下列能源中与太阳能无关的是（）

A.水能和风能B.煤和石油C.潮汐能D.干木柴

AA

3.氢弹是利用

核的

制成的;原子弹是选用

核的

制成的，氢弹是一种比原子弹威力更为巨大的核武器

4.节约能源的重要意义是（）

A.可提高经济效益，降低成本

B.能缓解能源紧张局面

C.可提高能源利用率

D.可减少对化石燃料的开采轻聚变重C裂变

5.你在家务劳动的过程中，需要消耗哪些能源，请你说出两个场景，并分别说明每一场景所消耗能源的种类.场景一：

能源

场景二：

能源

煤气做饭化学能用洗衣机洗衣电能能源：危机与希望第十六章粒子和宇宙

观察与思考问题：图中都存在着什么能量？分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化？能量之间的相互转化有怎样的规律？观察与思考问题：图中都存在着什么能量？分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化？能量之间的相互转化有怎样的规律？问题：图中都存在着什么能量？分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化？能量之间的相互转化有怎样的规律？观察与思考问题：图中都存在着什么能量？分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化？能量之间的相互转化有怎样的规律？观察与思考问题：图中都存在着什么能量？分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化？能量之间的相互转化有怎样的规律？观察与思考太阳能内能用集热器收集阳光中的能量来加热水等物质。实现了把太阳能转化为内能。1．光热转化一、能量转化与守恒定律太阳能电能太阳能电池可以将太阳能转变为电能；在航空、航天、交通、通信等领域中有较为广泛的应用。2．光电转化一、能量转化与守恒定律水力发电厂把机械能转化为电能，供生产和生活用。用电器将电能转化为内能、光能、机械能等多种形式的能量。机械能机械能内能电能一、能量转化与守恒定律3．机械能电能转化内燃机把能源中储备的化学能转化为汽车的机械能。化学能机械能内能一、能量转化与守恒定律4．内能转化机械能一、能量转化与守恒定律大量事实表明：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到其他物体，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量转化和守恒定律。

在热传递的过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能自发地向相反方向进行。如果要使热量从低温物体转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。二、能量转移和转化的方向性小孩坐在冰车上沿水平冰面推出去后，由于摩擦，在冰面上运动得越来越慢，最后停止运动。汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空气的内能，这些消耗的能量不能再自动地收集起来用于驱动汽车。能量的转化和转移具有方向性，有些能量可以利用，有些则不能。我们所能利用的能源是有限的，所以需要节约能源。二、能量转移和转化的方向性能够提供化学能、光能、机械能和电能等各种形式能量的资源就叫能源。金属的冶炼、机器的运转、汽车和火车等交通工具的行驶需要能量，生活中烧饭、取暖、照明等也需要能量。生产和生活中利用的这些能量，是通过不同的能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进了人类文明的发展。三、能量与能源1．能源三、能量与能源（1）能直接从自然界获取的能源称为一次能源。化石能源、核能、太阳能、地热能、水能、风能（2）由一次能源经过加工得到的能源称为二次能源。柴油、汽油2．能源的类型（4）可再生能源：

太阳能、风能、水能等可以在自然界里源源不断地得到

。（3）不可再生能源：

化石能源、核能等能源会越用越少。三、能量与能源2．能源的类型质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。3．核能质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。三、能量与能源爱因斯坦质能方程：重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做核裂变。〓核裂变把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应