高中物理人教版选修3-3教案《能源和可持续发展》(2篇)

1、能源和可持续发展新课标要求（一）知识与技能了解什么是能量耗散和品质降低。了解能源与人类社会、环境的关系。【点1细解】能量耗散和品质降低在日常生活中，有些机械能、电能、光能、化学能，核能等由集中经养 高而且有序的能量变为内能，流散到周围环境中，成为更加分散而无序的能影碟能研能驱 动机器做功了，这样的转化过程叫做能量耗散。从能量的可被利用来管构能较机 械能、电能是一种低品质的能量，能量耗散虽然不会使能的总量减少，却会导致能量 品质的降低，煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量，在利用它们的时候，高 品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。能量虽然不会减少但能源会越来越少， 所以要节。（二）过

2、程与方法掌握几种新能源的开发。（三）情感、态度与价值观联系我国目前能源的现状，深刻理解节约能量意义。教学重点能源耗散和新能源开发。教学难点能源品质降低与人类社会发展的关系。教学方法讲授法、归纳法、辩论法教学用具：投影仪、投影片教学过程（一）引入新课教师：引导学生思考教材81页“思考与讨论”中提出的问题。学生：思考、讨论并回答。教师（总结）：这些例子中，机械能、光能、电能、化学能等，最终都转化为 内能流散到周围的环境中。这些流散到环境中的内能，还能被人类重新利用吗？ 这节课我们来学习有关知识。（二）进行新课.能量耗散和品质降低教师：引导学生阅读教材有关内容，体会什么是“能量耗散”，体会能量在转

3、换的过程中其品质降低的含义。教师：（讲解）在日常生活中，有些机械能、电能、光能、化学能，核能等由集中性较高而 且有序的能量变为内能，流散到周围环境中，成为更加分散而无序的能量，这些 能量不能驱动机器做功了，这样的转化过程叫做能量耗散。从能量的可被利用来 看，内能较机械能、电能是一种低品质的能量，能量耗散虽然不会使能的总量减 少，却会导致能量品质的降低，煤、石油、天然气等能源储存着高品质的能量， 在利用它们的时候，高品质的能量释放出来并最终转化为低品质的内能。能量虽 然不会减少但能源会越来越少，所以要节约能源。.能源与人类社会发展教师：引导学生阅读教材有关内容，体会能源对人类社会发展的巨大作用。

4、.能源与环境教师：引导学生阅读教材有关内容，体会石化能源的消耗对环境造成的污染。教师：（讲解）化石1能源的资源有限，而且对环境有很大的破坏，造成的环境 污染主要有：（1）温室效应大量燃烧石油、煤炭、天然气等产生的二氧化碳气体，增大了大气中二氧化 碳的含量，由于二氧化碳对长波的辐射有强烈的吸收作用，且像暖房的玻璃一样, 只准太阳光的热辐射进来，不让室内长波热辐射出去，使地球气温上升，这种效 应叫温室效应。温室效应使两极的冰雪融化，海平面上升，淹没沿海城市，使海 水倒流入河流，从而使耕地盐碱化。（2）酸雨酸雨是指pH小于5. 6的雨、雪或其他形式的大气降水。形成酸雨的主要原因 是燃烧煤炭和石油，以

5、及工业生产等释放到大气中的二氧化硫和氮氧化物，通过 化学反应分别转化为硫酸和硝酸，混入雨水和雪水中，使其酸度增加。同时，酸 雨的形成还与大气中其他许多碱性物质如飞灰中的氧化钙、土壤中的碳酸钙等与 酸发生中和反应有关。酸雨对人类是有害的，首先危害人体健康：由于酸雨可溶解空气及土壤中的 重金属粒子，使其变成对人体有害的金属，人饮用了这种水就能诱发各种疾病； 其次使土壤酸度增加从而危害植物的正常生长，使土壤沙化；河流湖泊酸化后就 影响水生物及鱼类的生长等，严重破坏生态环境；再者酸雨是强腐蚀剂，能腐蚀 建筑材料。（3）化学烟雾内燃机工作时的高温使空气中和燃料中的多种物质发生化学反应，产生氮氧 化合物和

6、碳氢化合物。这些化合物在大气中受到紫外线的照射，产生二次污染物 质一化学烟雾。这些物质有毒，能引起人的多种疾病。.开发新能源教师：引导学生阅读教材有关内容，体会新能源开发的意义和途径。教师：（介绍）随着社会的进步和生产力的飞速发展，能量的消耗也急剧增加, 常规能源中的煤、石油、天然气储量有限，风能、水能等的利用受到很多自然条 件的限制，也不可能满足人类社会对能源的需求，所以能源的开发和利用是当今 世界的重大课题之一。下面是儿种常见能源的开发方法及存在的问题:(1)太阳能：有直接加热物体的太阳能热水器、太阳灶，有利用半导体材料 把太阳能转化为电能的太阳能电池等，主要问题是只能白天工作，还要受天气

7、影 响，会妨碍大规模使用太阳能，要研究储存太阳能的方法。(2)水能：水能有巨大的开发潜力，可开发梯级电站。(3)核能：是一个巨大的能源，通过原子反应堆进行核发电，主要应注意核 泄漏、控制核污染。(4)风能：为了增加风力发电的功率，通常把很多风车建在一起，称为“风 车田”。我国的新疆。内蒙古等地已经开始大规模利用风力发电。当前我国的几大能源工程：“西气东输”工程是我国西部开发的关键项目之一，它是把新疆、内蒙、 甘肃等西部地区的天然气开发出来，通过地下输气管道送到上海、江、浙等对能 源需求量大的区域。“南水北调”工程是继三峡工程之后，我国又一重大的国土建设工程， 它对中国社会进步和经济持续发展的意

8、义甚至超过了三峡工程，对我国提高水资 源利用效率，合理配置资源，改善北方缺水地区的生态环境有重大的意义。“西电东送”工程也是西部大开发的标志性工程，是把云、贵、川、广 西、陕西、山西等西部地区的电力资源输送到电力紧缺的广东、上海、江、浙和 京、津等地区，把西部丰富的资源优势转化为经济优势，并为东部提供清洁的电 力，以促进东、西部的共同发展。“热电联产”工程，既发电，乂集中供热，具有节约能源、改善环境、 提高供热质量、增加电供应等综合效应。(5)长江三峡水利枢纽工程，将于2010年左右完全建成，它将每年提供8.47 X10“kwh的电能。投影思考题例1 下列对能量耗散的理解正确的有()A.能量耗

9、散说明能量在不断减少B.能量耗散遵守能量守恒定律C.能量耗散说明能量不能凭空产生，但可以凭空消失D.能量耗散从能量角度反映出自然界的宏观过程具有方向性思路分析：在发生能量转化的宏观过程中，其他形式的能量最终会转化为流 散到周围环境的内能，无法再回收利用，这种现象叫能量耗散。能量耗散并不违 反能量守恒定律，宇宙的能量既没有减少，也没有消失，它只从能量角度反映出 自然界的宏观过程具有方向性，故A、C错。答案：BD思想方法小结：要理解能量耗散是可利用的能量减少了，自然界的总能量并 没有变。例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

10、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，由此产 生了 “温室效应”“温室效应”使得地面气温上升、两极冰雪融化“温室效应”使得土壤酸化思路分析：“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。它的危害是使得地面气温上升、两极冰雪融化、海平 面上升，淹没沿海城市，使海水倒流入河流，从而使耕地盐碱化等。（三）课堂总结、点评能源是提高人民生活水平和进行现代化建设的重要物质基础，但是，能源与 人们的需求及环境之间的关系乂迫使人们不得不注意节约能源和开发新能源.太阳能、风能都是无污染、不需要开采费用的能源，而且取之不尽，用之不 竭，目前处于试验使用阶段，要大

11、规模地使用还需要取得技术上的突破。无论是 节约能源，还是开发能源，都要靠科学研究，都要掌握先进的技术，希望同学们 努力学习，将来能够在能源科学技术领域为祖国做贡献。作业完成P85 ”问题与练习”的题目。课下阅读教材84页“STS”。能源环境和可持续发展教学目的：1、了解什么是能源，了解什么是常规能源，了解常规能源的储备与人类需求间的矛盾 2、了解常规能源的使用与环境污染的关系3、了解哪些能源是清洁能源，哪些能源可再生。4、要求就能源与环境问题开展研究性学习。教学重点与难点：常规能源与新能源，能源与环境。研究性学习的课题选择及材料的收集教学方法：学生课堂自，学结合讨论归纳教学过程；一、能源1、常

12、规能源与新能源；常规能源有：煤、石油、天然气等新能源有：风能、潮汐能、太阳能、原子能、沼气等。2、常规能源的储备与利用间的关系：3、常规能源的利用与环境污染环境污染的种类：大气污染、水污染、噪声污染具体有：温室效应、酸雨、光化 学污染4、环境污染的防止二、研究性学习课题总课题：能源与环境子课题：1、研光“温室效应”的形成（起因、结果）与防止。2、简易太阳灶的制作。3、家用太阳能热水器的工作原理。4、煤和石油中的化学能从何而来.？三、能源与环境保护教育能源与环境人类的生活离不开能源。如果没有能源，人就得吃生米、生菜、生肉，这对原始人 来说，可以，对现代人来说，那不可想像,要把饭菜烧熟，就得能源。

13、照明需要能源, 坐汽车、火车、轮船、飞机也需要能源，炼钢炼铁、开动机器都得有能源。人类能源的总来源是太阳。这就是说，不仅风能、水力能、海浪能、生物质能、 太阳能等自然能源来自太阳，就是矿物燃料煤、石油、天然气也来自太阳。以上这些 属于一次能源，由一，次能源生产的电力属于二次能源。目前在人类能源当中挑大梁的一次能源是煤、石油、天然气这些矿物燃料。矿物 燃料的大量使用，给环境带来十分广泛的影响：矿物燃料的开采要毁掉一些土地，有时不可避免地要占用一部分农田。矿物燃料 的运输也会带来环境问题，如海上石油运输，经常发生事故，泄漏的原油污染大片海 域；就是不发生事故，压舱水的排放也常常在小范围内使海域受到

14、污染。矿物燃料的 燃烧，对环境产生的影响最大。其中硫氧化物、氮氧化物等各种有害气体污染空气， 已经使人们难以忍受，因为矿物燃料的燃烧总是要排放出非常多的二氧化碳，甚至达 到改变空气成分的比例的程度，使地球的气温升高，这已经成了全世界格外关注、十 分头疼的一个环境问题。怎样才能减少因能源使用而带来的环境影响呢？首先，要节约能源。减少全人类的能源消耗，才能减少二氧化碳的排放。这是从 环境保护的角度说，节约能源势在必行。另一方面，能源本身也存在着危机C据勘察, 地球上可供开采的石油有816亿吨，天然气495亿吨，煤10万亿吨。现在全世界每年 的能源总消耗量大体上是95亿吨标准煤，其中主要的是石油、天

15、然气和煤，分另U占45%、 19%. 25%,此外”，还有7%的水电,3%的核能。按照目前的消费状况，石油将在三四十 年内采完，煤炭虽多，也只能开采250年左右。以后，随着科技水平的提高，这些矿 物能源的储量也可能提高，但是，不管怎么说，地壳运动给我们预备下”的矿物燃料总 是有数的，我们用一点就少一点，不悠着点儿用，恐怕是要被动的。其次，要利用高科技，开发新能源。目前原子能发电已进入实用阶段，受控热核 聚变的探索也在步步前进，有望加入人类能源的行列。再次，要积极利用自然能。其中包括，直接利用太阳能，太阳能发电、风力发电、 海浪，潮汐发电、水力发电等。这些能源的使用，基本上对环境没有污染，因此被

16、人 们称作“清洁能源”。还有，还必须治理矿物，能源燃烧产生的污染物。最后一点必须说明的是，要注意解决广大农村的能源问题。全世界的广大农村， 能源相当缺乏。全球大约有15亿农村人口用不上煤、石油、天然气这些矿物燃料，他 们只能砍柴烧，或烧牛羊粪或烧作物秸秆。有的农民要花费很大精力去剥树皮、砍灌 木、铲草根、拣牛粪。这样做的结果，毁掉了很多树木，破坏了绿色植被，对生态环 境也是一种巨大的破坏。由于全世界每年要烧掉4亿吨以上的牛粪和枯秆，使越来越 贫瘠的上壤丧失了很多有机物还田的机会。不解决这些农民的能源问题，他们的生存 环境就会更加恶化，他们也难以摆脱贫困的境地。人类优先开发的五种新能源在即将过去

17、的20世纪中，人类使用的能源主要有三种，就是原油、天然气和煤炭。 而根据国际能源机构的统计，假使按目前的势头发展下去，不加方制，那么，地球上 这三种能源.能供人类开采的年限，分别只有40年、50年和240年了。四五十年。从人 类历史的角度来看，实在是非常非常的短促：试想一下，对于今于20来岁的年轻人来 说，到他们六七十岁的时候，如果地球上已经没有原油和天然气可用，我们能不为此 感到惊愕吗？所以，开发新能源，替代上述三种传统能源，迅速地逐年降低它们的消 耗量，已经成为人类发展中的紧迫课题，核能在今后一段时期内还将有所发展，但是 核电站的最大使用期只有25-30年，核电站的建造、拆除和安全防护费用

18、也相对不低, 过多地建设核电站是否明智可取，还有待今后实践和历史来检验。那么，人类将向何 处寻找新能源呢？先进国家的能源专家认为，太阳能、风能、地热能、波浪能和氢能 这五种新能源，在今后将肯定会优先获得开发利用。太阳能 太阳能利用的形式很多，例如太阳能集热为建筑供暖、供热水，用太阳 能电池驱动交通工具和其它动力装置，等等，这些都属于太阳能小型、分散的利用形 式。太阳能大型、集中和利用形式，则是太空发电。在距地而三万多公里高空的同步 卫星上，太阳能电池每天24小时均可发电，而且效率高达地面的10倍。太空电能可以通知过对人体无害的微波向地面输送。风能风能利用技术的不断革新，使这种丰富的无污染能源正重放异彩。据估计, 二三十年内，风力发电量将要占欧共体电占全国总电力的30%左右。地热能目前世界上已有近二百座地热发电站投入了运行，装机容量数百万千瓦。 研究表明，地热