能源与可持续发展课件 2024-2025学年高二上学期物理人教版（2019）必修第三册

第十二章电能

能量守恒定律

第四节能源与可持续发展目录/1.学习目标2.情景导入3.新课讲解4.小试牛刀5.课堂小结PART01学习目标学习目标1.知道不同形式的能量可互相转化，在转化的过程中能量的总量保持不变；知道能量的转化是有方向性的2.了解利用水能、风能、太阳能和核能的方式，初步了解核聚变与核裂变3.了解可再生能源与不可再生能源的分类，认识能源的过度开发和利用对环境的影响4.认识环境污染的危害，了解科学、技术、社会、环境协调发展的重要性，具有环境保护的意识和行为学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结PART02情境导入学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结使用电热锅煮鸡蛋，这里面能量是怎么转化的？为什么煮的时间长短不一样，鸡蛋的形态也不一样？PART03新课讲解一、能量守恒定律机械能守恒定律告诉我们，做机械运动的物体具有动能和势能，相互之间可以转化：重力势能和动能相互转化在电路中，电源将其他形式能转化为电能，负载又将电能转化为内能、光能和机械能……电能转化为光能、机械能、内能……学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变．无数事实告诉我们：这个规律叫做能量守恒定律能量守恒定律是自然界普遍存在的规律，不受任何条件的限制是不是不违反能量守恒定律的过程都能发生呢？学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结永动机是不可能制成的磁力永动机滚珠永动机软臂永动机螺旋永动机水塔式永动机学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结1.能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。2.能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。3.自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如“永动机”只能以失败而告终。4.机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。能量守恒定律的意义：学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结电热锅里煮鸡蛋，把刚煮熟的鸡蛋拿出来放到冷水中，过一会儿后，鸡蛋和水的温度会怎么变化？水的温度逐渐上升鸡蛋的温度逐渐下降学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结二、能量转移或转化的方向性①

机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在粗糙水平面上运动，因摩擦二停下，物体绝不可能吸收因摩擦而传递出去的热量，在地面上又重新运动起来.

自然过程的方向性：在整个自然界中，无论有生命的还是无生命的，所有的宏观自发过程都具有一定的方向性，是一种不可逆过程12学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结v0v=0机械能自发的转化为内能能量只能从高温物体传向低温的物体而不能自发的逆向传递学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结虽然能量是守恒的，不会凭空消失但我们还是需要节约资源热能光能热能光能热能光能热能光能集中度较高且有序度较高的能量（如机械能、电能、化学能等）变为环境中的内能后，成为更贱分散也是无序度更大的能量，很难讲这些内能重新收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结

各种形式的能量

内能

微观领域内无序程度较小无序程度较大自动发生全额发生能量品质降低不能自发学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结1、不可再生能源煤炭

石油特点：短期内不可以再次得到、一旦利用了就很难或者不能再次得到的能源。如煤炭、石油、天然气等。天然气三、能源分类学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结2、可再生能源

地热能

特点：能够在短期内重新形成的或循环利用的能源。如太阳能、风能、水能、地热能、潮汐能等。三峡水电站风能潮汐能地热能学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结四、能源的开发与利用太阳能发电水力发电风力发电核能发电学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结实现能源与环境共同发展，要坚定地实施可持续发展战略，大力发展绿色能源并推广使用太阳能、地热能、风能、潮汐能等新能源，用低碳能源代替高碳能源，用低碳节能产品代替高耗能产品，向绿色低碳方向发展。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结五、能源与社会发展柴薪时期煤炭时期石油时期能源利用的三个时期是柴薪时期、煤炭时期、石油时期。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结

能源的利用是社会经济发展和环境保护之间的一把双刃剑。目前环境污染问题逐渐凸显，空气污染、酸雨和全球变暖、生物多样性丧失和土地沙漠化等都是由化石燃料为基础的能源利用系统造成的。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结PART04小试牛刀学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结1.关于能量和能源，下列说法正确的是(

)A.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造B.在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源C.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性D.能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质提升了C学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结答案：C解析：A、根据能量守恒定律，能量是不能够被创造的，故A错误。BD、能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质降低了；例如，内燃机燃烧汽油把化学能转化为机械能，最终机械能又会转化为内能，而最终的内能人们很难再重新利用，所以我们说能量的品质下降了；所以在能源的利用过程中，有一些能源是不可再生的，所以需要节约能源，故BD错误。C、根据热力学第二定律可知，自然界中只要涉及热现象的宏观自然过程都具有方向性，都是不可逆的，故C正确。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结2.二十大报告提出了“推动绿色发展，促进人和自然和谐发展”的理念，以下做法中不符合这个理念的是(

)A.把燃气热水器换成太阳能热水器B.空调的温度调得越低越好C.随手关闭长时间不用的电器 D.出行尽可能选择公共交通工具B学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结答案：B解析：A.把燃气热水器换成太阳能热水器可减少二氧化碳的排放，符合绿色发展理念，选项A不符合题意；B.空调的温度调得越低越消耗电能，不符合绿色发展理念，选项B符合题意；C.随手关闭长时间不用的电器节约电能，符合绿色发展理念，选项C不符合题意；D.出行尽可能选择公共交通工具，符合绿色发展理念，选项D不符合题意。学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结3.（多选）物理兴趣小组在参加完学校的“节能环保、低碳减排”活动后，提出了自己的一些设想，从物理学的角度，你认为可行的是(

)A.制造一种运动装置，将它与地面的摩擦产生的内能全部转化为动能B.制造一种自行车，把它行进时的一部分动能转化成电能，提供照明C.将城市的楼顶全部安装光伏发电装置，节能减排D.利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械BC学习目标情境导入新课讲解小试牛刀课堂小结答案：BC解析：制造一种运动装置，将它与地面的摩擦产生的内能全部转化为动能这个设