2024-2025学年高中物理第10章热力学定律6能源和可持续发展教案1新人教版选修3-3

PAGE1-能源与可持续发展【教材分析】本节课是在学习能量的转化与守恒的规律后提出能源的问题，这样学生更能较为深刻相识到能源匮乏的严峻性、开发新能源的迫切性。本节内容从能量的耗散和品质降低提出要节约能源，从人类社会发展的关系讲解并描述能源的地位、能源与环境以及如何节约能源和开发新能源。本节重点强调的不是物理规律而是能源对人类社会发展的影响，使学生相识到节约能源和发展新能源的重要性，能源的发展要走可持续发展的道路。【学情分析】从学问应用的角度看，学生在学习热力学第肯定律、热力学其次定律和能量守恒定律后，能够应用这些规律说明和思索生活中的实际问题，学生对能源的运用及引发的环境污染问题和清洁能源、新能源已有一些了解。从主观思维的角度看，学生能够对能源的利用、社会的发展和环境问题的关系进行辩证思索和论证。【教学目标】学问与技能1.理解能量耗散和品质降低的概念。2.了解常规能源储备与人类需求间的冲突，常规能源运用带来的环境污染。3.了解哪些能源是清洁能源，哪些能源可再生。4.了解能源与人类生存和社会发展的关系，使学生相识能源的合理利用，开发新能源对可持续发展的重要意义。（二）过程与方法1.运用常规能源带来的环境污染问题极为严峻，开发新能源的迫切性。2.通过启发式提问，培育学生分析问题和解决问题的实力。3.通过展示图片、视频的方式使学生得到感性体验。4.课堂上探讨、演讲，培育学生的沟通合作实力，提高学生的语言表达实力、电脑操作技能、多媒体运用的实力。（三）情感、看法与价值观1.对“身边存在的奢侈能源现象”的分析，培育学生的节约意识、环保意识2.“从我做起，从现在做起，从点滴小事做起”的思想意识及良好的行为习惯。【教学重点】能源的开发、运用与环境污染的关系．【教学难点】能量耗散和能量品质降低能源的运用与环境的关系．【教学用具】多媒体教学设备、多媒体课件，网络、书籍搜集的资料【教学方法】课前指导法，学生自学、演讲相结合法，情境教学法，讲授法【教学过程】（一）引入新课师：能量既不会凭空产生，也不会凭空消逝，它只能从一种形式转化为另一种形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。问题：既然能量的总量保持不变，怎么还会出现能源危机呢？（二）能量耗散与品质降低回答这个问题时，同学们不妨先思索生活中发生的一些事情。例1：木柴、煤炭这样的燃料燃烧过程中释放出化学能，这些化学能最终将转化为什么能？生：环境的内能。例2：日光灯把教室照得犹如白昼，关灯后满屋漆黑，原先的光能最终转化为什么能？生：教室内的光能被墙壁、地板、桌椅等物质汲取，最终转化为内能。例3：把电炉接入电路，它必定消耗电能，消耗的电能最终将转化为什么能？生：环境的内能。例4：用脚踢出去的球，最终停下来，球的机械能最终转化为什么能？生：机械能改变为内能，流散到四周环境中。问题：以上现象有什么共同点呢？生：不同形式的能：化学能、光能、电能、机械能等最终都将转化为环境的内能，变得更加分散，更加无序，无法再被收集起来加以利用。师：同学们依据以上现象思索之前提出的问题：为何要节约能源？生：能量在总量上虽然守恒，但其转移和转化却具有方向性，其他形式的能最终都将变成内能，流散到环境中，四周环境就是它的最终归宿，最终落脚点。能量从品质高的能量变为品质低的能量，变得更加分散，更加无序，且有些能源被利用之后，会越来越少，不能再生，当然要节约能源。（三）学生演讲：设计意图：让学生通过报纸、网络等媒体搜集资料，然后再进行演讲逐步引导学生主动参加课堂教学，使学生对能源问题有亲身的体会，体现了学生的课堂主体地位。使学生意识到能源危机的产生缘由和解决的迫切性，从对“身边存在的奢侈能源的现象”的分析，培育学生的节约意识、环保意识和“从我做起，从现在做起，从点滴小事做起”的思想意识及行为习惯。师：关于本节课其他方面的学问将从四个方面绽开：1.能源与人类社会发展2.能源与环境3.开发新能源4.节约能源从你我做起在开展今日的新课之前我事先给咱班四个小组都布置了一个任务，第一小组研讨“能源与人类的社会发展”，其次小组研讨“能源与环境”，第三小组研讨“开发新能源”，第四小组研讨“节约能源从你我做起”。每个小组把研讨的结果制作成ppt,以演讲的方式把研讨的结果展示出来。我很期盼你们每一小组的表现，先请第一小组的代表赵文龙同学演讲“能源与人类的社会发展”。1.第一小组代表演讲“能源与人类的社会发展”能源是社会存在与发展恒久不行或缺的必需品，是国民经济运行的物质基础。能源科技的每一次突破，都带来了生产力的巨大飞跃和社会的进步。远古时代火的运用,使人们脱离了茹毛饮血的时代18世纪末蒸汽机的独创和完善,有力带动了第一次产业革命和资本主义社会的成长。内燃机的发展,推动了19世纪末、20世纪初起先的机械化和电气化进程。20世纪中叶,蒸汽轮机和燃气轮机的发展为大规模发电和航空事业奠定了基础.（第一小组代表演讲结束后介绍其次小组代表王海洋演讲）2.其次小组代表演讲“能源与环境”2.1能源对环境的影响（1）城市大气污染一次能源利用过程中，产生大量的二氧化碳、二氧化硫、氮化物、悬浮颗粒物，已对一些国家的城市造成了特别严峻的污染。大气污染不仅导致生态的破坏，而且危害人类健康。（2）温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的．石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳．（3）酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨．煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质．（4）核废料问题人类发展核能技术，尽管对反应堆已有了肯定的平安保障措施，但世界范围内的民用核能安排的实施，已产生了上千吨的核废料。这些核废料的最终处理问题并没有完全解决，在数百年内仍将存在放射性危害。2.2中国能源与排放状况（1）城市交通废气汽车排放的氮氧化物、一氧化碳和碳氢化合物排放总量逐年上升。由于城市人口密集,交通运输量相对大,机动车排气污染在城市大气污染中所占比例也不断上升。（2）中国雾霾现状1981年至2010年，冬季雾霾天数占全年比例的42.3%。从时间跨度来看，1961年—2012年，中国中东部地区(东经100°以东)平均雾霾天数总体呈上升趋势。（3）能源结构不合理煤炭占我国能源总储量的70%，对煤炭的利用不行避开地产生污染物和二氧化碳。长期以煤为主的能源消费结构给我国带来了比较严峻的环境污染问题。师：总结前两组的演讲内容，介绍第三小组代表陈丹丹演讲“开发新能源”特别感谢前两个小组的演讲，由他们的演讲我们知道：能源是人类社会存在和发展的必需品，更是国民经济的物质基础，能源科技的每一次突破与革新，都带来了生产力的巨大飞跃和社会的进步。从远古时代火的运用，到蒸汽机的独创，再到内燃机的发展，都有力的证明了能源的运用加快了社会发展的步阀。但能源的运用对环境造成了很大的污染和破坏，且能源的储备有限，开发新能源、清洁能源势在必行，请第三小组的代表演讲“开发新能源”。第三小组代表演讲“开发新能源”常规能源的短缺和利用常规能源带来的环境污染，使得新能源的开发成为当务之急．人类可开发和利用的绿色能源主要有下列几种：太阳能、生物质能、风能、潮汐能、热核能、氢能源等。太阳能：是指太阳的热辐射能，主要表现就是常说的太阳光线。风能：风力发电是指把风能转为电能。生物质能：是自然界中有生命的植物供应的能量。太阳能在生活中的应用太阳能路灯、太阳能电动车、太阳能热水器等。(第三小组代表演讲结束后介绍第四小组代表余昌胜演讲)4.第四小组代表演讲“节约能源从你我做起”（1）我国的能源储量现状中国自然资源总量排世界第七位，煤碳资源总量居世界第三位。中国煤炭保有储量为10024.9亿吨，但经查可采储量只有893亿吨，石油的资源量为930亿吨，自然气的资源量为38万亿立方米，现己探明的石油和自然气储量只占资源量的约20%和约6%，仅够开采几十年;煤层气资源量为35万亿立方米，相当于450亿吨标准煤，排世界第三位，但尚未成规模开发利用。因此，我国常规能源资源并不丰富。（2）我国能源人均占有量中国占有世界9%的耕地、6%的水资源、4%的森林、1.8%的石油、0.7%的自然气、不足9%的铁矿石、不足5%的铜矿和不足2%的铝土矿，养活着占世界22%的人口；大多数矿产资源人均占有量不到世界平均水平的一半，我国占有的煤、油、自然气人均资源只及世界人均水平的55%、11%和4%。（3）节约能源小方法No.1：对一些带土、带泥的蔬菜，先摘士净后再洗，可节约许多水。No.2：节约用纸，把草稿纸写满，不要只写几个数字就扔掉。No.3：养成顺手关灯的好习惯，平常上厕所、入厨房，离开时间要把灯也给关上。No.4：夏天给室内外地面洒水降温，尽量不用清水，而用洗衣之后的洗衣水。师：（总结后两组演讲内容，对表现突出者给出表扬，借机激励学生的环保意识和学习进取心。）开发新能源，节约常规能源，把社会发展与资源、环境相协调，走可持续发展道路才能长治久安。绿水青山就是金山银山，爱护环境，匹夫有责。节约能源，爱惜环境不是一个人的事情，它须要每个人的共同努力，从我做起，从现在做起，从点滴小事做起。这样我们的家园、我们的明天才会越来越美。同学们的演讲很精彩