能源与可持续发展教案_浅析节约能源与可持续发展
人教版(2019)高中物理必修第三册-12.4 能源与可持续发展-教案

能源与可持续发展【教学目标】1.理解能量守恒定律,知道能源和能量耗散。
2.通过对生活中能量转化的实例分析,理解能量守恒定律的确切含义。
3.了感知我们周围能源的耗散,树立节能意识。
【教学重难点】1.能量守恒定律的内容。
2.理解能量守恒定律的确切含义。
【教学过程】一、新课教学(一)能的转移和转化1.教室列举生活中能量转化的例子(1)化学能转化为内能和机械能(2)风能转化为电能(3)重力势能转化为电能(4)电能转化为机械能(5)电能转化为内能(6)太阳能转化为电能(7)光能转化为化学能(8)化学能转化为电能【练习】指出下列现象中能量的转化或转移情况:(1)人在跑步时,身体发热()化学能转化为内能(2)风吹动帆船前进()风的机械能转移到帆船上(3)放在火炉旁的冷水变热()内能由火炉转移给水(4)电流通过灯泡,灯泡发光()电能转化为光能(5)植物进行光合作用()光能转化为化学能(二)能量守恒定律通过上面的练习,我们可以总结得出:(1)能量转移:能量的形式没改变(2)能量转化:能量的形式发生变化无论能量发生转移还是转化,总能量保持不变。
1.能量守恒定律: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另一种形式,或者从一个物体转移到另一个物体,而在转化或转移过程中,能量的总量保量的永动机叫第一类永动机。
在这个过程中,还设计了很多不同类型的永动机。
(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。
【例题1】下列对能的转化和守恒定律的认识正确的是()A.某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机器——永动机是不可能制成的D.石子从空中落下,最后静止在地面上,说明机械能消失了【例题2】一个物体沿粗糙斜面匀速滑下,则下列说法正确的是()A.物体机械能不变,内能也不变B.物体机械能减小,内能不变C.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量减小D.物体机械能减小,内能增大,机械能与内能总量不变(三)能量转化和转移的方向性教师抛出问题:既然能量是守恒的,不可能消灭,为什么我们还要节约能源?师生活动1:活动要求:根据给定器材设计活动,使能量发生转化和转移;思考并记录:活动的目标是什么、使用了何种能源、能量转化过程怎样、能量最终去了哪里?第1组:长木板弹簧小车第2组:干电池导线小电珠开关第3组:高功率红外灯电动机小型叶片(或者蜂鸣器)第4组:电吹风电动机小型叶片第5组:脸盆水水车教师提问:现在请各小组派一代表来说一下你们这组的活动目标是什么?利用什么能源?能量的转化情况如何?学生回答:略师生总结:(1)虽然我们的器材不同、使用的能源不同,但是能量在转化和转移的过程中都完成了目标,因此能源的利用本质就是能量的转化和转移;(2)所有的能量最终“归宿”都为内能。
浅析能源安全与可持续发展

消费强度较高。随着经济规模进一步扩大 , 能源需求还会 持 续较 快地 增加 , 能 源供 给 形 成很 大 压 力 , 求 矛 盾 将 对 供
长 期存 在 。 6 能源 资源尤其 是石 油资源对 国外 的依 存度 较 大 , . 国 际 能源 市场 变化 对 我 国能 源供 应 的影 响较 大 。我 国石 油
滞 后 , 响 了能源生产 能力 的提高 。 影 2 对于 主要能 源呈 现“ 少一 多” 象 。既 石油 和 天 . 两 现 观 。可持续 发展 强 调 : 展 与 经济 增 长 有 根 本 区别 , 展 发 发 是集社 会 、 技 、 化 、 境 等 多 项 因素 于 一 体 的 完 整 现 然 气 的储量 较少 , 科 文 环 煤炭 的储量非 常丰 富 。 象 ; 的经 济和社 会 的发展不 能超 越 资 源和 环境 的 承载 人类 3 能源 利用效 率 低下 , 源大 量 浪 费 现 象严 重 , . 能 同样 D 能力 ; 人在 发展 与消 费时应 努力 做 到使 后代 人有 同样 单 位 能耗生 产 的 G P只相 当 于发 达 国 家 的 十 分 之 一 左 当代
摘 要 : 何 实现 能 源 的 可 持 续 发 展 是 本 文论 述 的 重 点 内容 。在 经 济 全 球 化 深 入 发展 和 中国现 代 化 加 快 推 进 的 大 如
背景 下, 中国经济社会持 续快速发展 , 离不开有力的能 源保 障, 但是 我们在 开发 利用 能源资源的 同时 , 一定要保 护 也 好我们赖 以生存 的 自然环境 。对能源资源的开发 利用在满足 当今我 国经济社会 高速发展的 同时 , 也要保 证子孙后代 的永续 开发利 用。实现 能源的可持 续发 展对 我 国具 有重 大战略 意义 , 证 着我 国经济安 全, 保 社会 安全 和 国防安全 。 本 文在 立足全球 经济一体化 大背景 下 , 并结合我 国实际能源现状 , 着重论 述实现 能源可持续发展的对策 。
《能源与可持续发展》参考教案

第四节能源与可持续发展郏县第一实验中学王晓峰●教学目标1.知识与技能知道能源消耗对环境的影响2.过程与方法通过收集信息、阅读材料,从可持续发展的角度分析能源,资源及日常诸多现象,提出自己的观点及其可行的做法,培养收集信息、处理信息、合作交流的能力3.情感、态度与价值观目标通过了解能源消耗对环境的影响,认识科技对人类社会发展的负面影响,提高节能意识和环保意识,并在个人力所能及的范围内对社会的可持续发展有所贡献;有将科学服务于人类的意识,有理想,有抱负,热爱祖国,有振兴中华的使命感和责任感。
●教学重点能源的消耗对环境的影响●教学难点太阳能的利用●教学方法能源的消耗对环境的影响●教具准备有关挂图、投影、录像资料等●课时安排1课时●教学过程一、温故致新1、平板式集热器的箱面是玻璃,内表面涂黑,这是因为( )A.黑色物体容易反射太阳光的能量B.黑色物体容易吸收太阳光的能量C.黑色物体的比热容大D.黑色物体的密度大2、人类历史上的三次能源革命:第一次能源革命,以____________为标志,导致了以柴薪作为主要能源的时代的到来;第二次能源革命,以_________为发明为标志,导致人类的主要能源由柴薪能源转化为化石能源;第三次能源革命,以___________的发明为标志,促使核能在许多经济发达国家成为常规能源。
答案:1、B2、解:每天水吸收的热量:人类面临着能源危机和环境日益恶化的危机,人类如何应对这方面的危机是我们共同的课题。
二、分组自学请同学们阅读课本,独立回答下列问题:自学思考题:1、能量转移和能量转化的方向性2、21世纪消耗能源的速度是增快还是减慢?3、目前人类主要应用什么能源?是否取之不尽用之不竭?4、消耗能源时对环境人造成哪些影响?产生哪些危害?5、未来的“理想能源”要满足哪几个条件?三、重点突破1、能量转移和能量转化的方向性2、能源消耗对环境的影响21世纪消耗能源的速度明显加快,目前人类主要应用化石燃料,例如:煤、石油,消耗能源时,会造成大气污染、水污染、固体废弃物污染,人类活动排入大气的酸性气体形成酸雨,可致水、土壤酸化,对植物、建筑构件造成危害。
人教版物理九年级第二十二章《能源与可持续发展》教学设计

3.情感态度与价值观方面的重难点:
-培养学生形成能源节约和环保的意识,并将其内化为日常行为。
-引导学生理解可持续发展的意义,形成长远发展的观念。
(二)教学设想
1.针对教学重难点,设计以下教学策略:
-利用多媒体教学资源,通过图片、视频等形式直观展示各种能源的形态和应用,帮助学生形象理解能源种类及其特点。
2.提出问题:请学生思考以下问题:(1)这些图片和视频中展示了哪些能源形式?(2)这些能源是如何为我们提供能量的?(3)能源在我们生活中有哪些应用?
3.引导学生:通过讨论,让学生意识到能源无处不在,且与我们生活密切相关。进而引出本节课的主题——《能源与可持续发展》。
(二)讲授新知
1.能源种类及其特点:详细讲解可再生能源和不可再生能源的定义、特点,举例说明各种能源在实际生活中的应用。
(四)课堂练习
1.设计练习题:结合本节课所学内容,设计具有针对性和实用性的练习题,如填空题、选择题、简答题等。
2.学生练习:让学生独立完成练习题,巩固所学知识。
3.解答疑惑:针对学生在练习过程中遇到的问题,教师进行解答,帮助学生理清思路,提高解题能力。
(五)总结归纳
1.教师总结:对本节课的主要内容进行梳理,强调能源与可持续发展的关系,提醒学生关注能源问题。
在情感态度方面,九年级学生正处于青春期,对新鲜事物充满好奇,对社会问题开始关注,具有较强的好奇心和求知欲。他们对能源问题有一定的认识,但可能缺乏深入思考,对能源可持续发展的重要性认识不足。
在此基础上,教师应结合学生的认知发展水平,运用生动、形象的教学方法,引导学生深入了解能源知识,培养他们的能源节约意识和环保责任感。同时,注重激发学生的兴趣,鼓励他们主动参与课堂讨论和实践活动,提高学生的自主学习能力。通过本章节的学习,使学生在掌握能源知识的同时,形成正确的价值观和可持续发展观念。
能源与可持续发展的教案设计

能源与可持续发展的优秀教案设计一、引言1. 教学目标:让学生了解能源的概念和分类让学生认识到能源对人类社会的重要性引导学生思考能源与可持续发展的关系2. 教学内容:能源的概念和分类能源在人类社会发展中的作用能源与可持续发展的关系3. 教学方法:讲授法:讲解能源的概念、分类和作用引导法:引导学生思考能源与可持续发展的关系二、能源的分类与利用1. 教学目标:让学生了解不同类型的能源及其特点让学生掌握能源的利用方式2. 教学内容:化石能源:煤炭、石油、天然气可再生能源:太阳能、风能、水能、生物质能核能能源的利用方式:直接利用和转换利用讲授法:讲解不同类型能源的特点和利用方式案例分析法:分析具体能源利用的案例三、能源与可持续发展1. 教学目标:让学生了解可持续发展理念让学生认识到能源可持续发展的重要性2. 教学内容:可持续发展理念的内涵能源可持续发展的重要性能源可持续发展面临的挑战3. 教学方法:讲授法:讲解可持续发展理念和能源可持续发展的重要性讨论法:分组讨论能源可持续发展面临的挑战和应对策略四、我国能源现状与政策1. 教学目标:让学生了解我国能源资源状况让学生掌握我国能源政策和发展战略2. 教学内容:我国能源资源状况我国能源政策和发展战略国家能源发展战略的重要组成部分讲授法:讲解我国能源资源状况和能源政策案例分析法:分析国家能源发展战略的具体举措五、能源节约与环保1. 教学目标:让学生了解能源节约的意义和方法让学生认识到环保在能源可持续发展中的重要性2. 教学内容:能源节约的意义和方法环保在能源可持续发展中的作用节能环保技术的应用3. 教学方法:讲授法:讲解能源节约的意义和方法实践操作法:演示节能环保技术的应用六、能源技术的创新与应用1. 教学目标:让学生了解能源技术的重要性让学生掌握新型能源技术的发展趋势2. 教学内容:能源技术在可持续发展中的作用新型能源技术:太阳能光伏、风能发电、电动汽车、智能电网等能源技术创新的趋势与挑战讲授法:讲解能源技术的作用和创新趋势案例分析法:分析具体新型能源技术的应用案例七、全球能源合作与贸易1. 教学目标:让学生了解全球能源合作的意义让学生掌握能源贸易的基本情况2. 教学内容:全球能源合作的意义与挑战能源贸易的基本情况:商品贸易、投资合作、技术转移等国际能源合作组织与机制3. 教学方法:讲授法:讲解全球能源合作的意义和能源贸易的基本情况讨论法:分组讨论国际能源合作组织与机制的作用八、能源政策分析与评价1. 教学目标:让学生了解能源政策分析的方法让学生掌握能源政策评价的原则2. 教学内容:能源政策分析的方法:成本效益分析、环境影响评估等能源政策评价的原则:公平性、有效性、可持续性等能源政策案例分析与评价讲授法:讲解能源政策分析的方法和评价原则实践操作法:分组进行能源政策案例分析与评价九、能源市场与价格机制1. 教学目标:让学生了解能源市场的功能让学生掌握能源价格机制的运行2. 教学内容:能源市场的功能与结构能源价格机制的运行原理能源市场政策与监管3. 教学方法:讲授法:讲解能源市场的功能和价格机制的运行原理案例分析法:分析具体能源市场政策与监管的案例十、未来能源发展趋势1. 教学目标:让学生了解未来能源发展的方向让学生认识到能源可持续发展的重要性2. 教学内容:未来能源发展的趋势:能源结构优化、能源效率提升、新能源技术应用等能源可持续发展的重要性与挑战个人和企业在能源可持续发展中的责任与机遇3. 教学方法:讲授法:讲解未来能源发展的趋势和能源可持续发展的重要性讨论法:分组讨论个人和企业在能源可持续发展中的角色十一、能源安全与地缘政治1. 教学目标:让学生了解能源安全的重要性让学生掌握能源安全与地缘政治的关系2. 教学内容:能源安全的概念与内涵能源安全与地缘政治的关系能源安全面临的挑战与应对策略3. 教学方法:讲授法:讲解能源安全的概念与地缘政治的关系案例分析法:分析具体能源安全与地缘政治的案例十二、能源教育与普及1. 教学目标:让学生了解能源教育的重要性让学生掌握能源普及的方法与途径2. 教学内容:能源教育的概念与重要性能源普及的方法与途径:学校教育、社会宣传、实践活动等能源教育的有效实施与评估3. 教学方法:讲授法:讲解能源教育的概念与重要性实践操作法:演示能源普及的方法与途径十三、企业与能源管理1. 教学目标:让学生了解企业在能源管理中的作用让学生掌握企业能源管理的方法与策略2. 教学内容:企业在能源管理中的责任与作用企业能源管理的方法与策略:能源审计、节能技术应用、能源管理体系等企业能源管理的案例分析3. 教学方法:讲授法:讲解企业在能源管理中的作用与方法案例分析法:分析具体企业能源管理的案例十四、个人与能源消费1. 教学目标:让学生了解个人在能源消费中的作用让学生掌握个人节能减排的方法与策略2. 教学内容:个人在能源消费中的责任与作用个人节能减排的方法与策略:日常生活中的节能习惯、环保出行方式等个人能源消费的案例分析3. 教学方法:讲授法:讲解个人在能源消费中的作用与方法实践操作法:演示个人节能减排的具体做法十五、课程总结与展望1. 教学目标:让学生总结能源与可持续发展的知识点让学生认识到能源可持续发展的重要性2. 教学内容:回顾本课程的主要知识点能源可持续发展的重要性与挑战未来能源与可持续发展的发展方向3. 教学方法:讲授法:总结本课程的主要知识点讨论法:分组讨论未来能源与可持续发展的发展方向重点和难点解析本文教案设计涵盖了能源的概念、分类与利用,能源与可持续发展的关系,我国能源现状与政策,能源节约与环保,能源技术的创新与应用,全球能源合作与贸易,能源政策分析与评价,能源市场与价格机制,未来能源发展趋势,能源安全与地缘政治,能源教育与普及,企业与能源管理,个人与能源消费等十五个章节。
《能源与可持续发展》教案

学案5 能量的转化与守恒 能源与可持续发展(选学)[学习目标定位] 1.了解各种不同形式的能,知道能量守恒定律的探索过程.2.能够叙述能量守恒定律的内容,会用能量守恒的观点分析、解释一些实际问题.3.知道能源短缺和环境恶化问题,增强节约能源和环境保护意识.知识储备区一、能量的转化与守恒1.能量的多样性:自然界中能量的形式多种多样,例如,机械能、内能、电磁能、光能、化学能、核能、生物能等.2.能量守恒定律的确立过程:目前科学界公认迈尔、焦耳、亥姆霍兹是能量守恒定律的奠基者.3.能量守恒定律:能量既不能凭空产生,也不能凭空消失,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另一个物体,在转化或转移的过程中其总量不变.4.能量守恒定律确立的意义(1)揭示了自然界各种运动形式不仅具有多样性,而且具有统一性.物体的各种运动形式之间可以相互转化.(2)宣布“第一类永动机”不可能制成. 二、能源与可持续发展1.能量的转化效率:能量的转化效率=有用的能量输入的能量.2.能量转化和转移的方向性:能量的转化和转移具有方向性,或者说能量的转化和转移具有不可逆性.3.第二类永动机不可能性:第二类永动机并不违背能量守恒定律,但违背了能量转化和转移的不可逆性.学习探究区一、能量守恒定律 [问题设计]在验证机械能守恒定律的实验中,重物带着纸带下落时,计算结果发现,减少的重力势能的值大于增加的动能的值,即机械能的总量在减少.原因就是存在纸带和打点计时器之间的摩擦力和空气的阻力等.是不是考虑了各种摩擦和阻力后这部分能量就消失了呢?答案 不是.它转化成了机械能以外的其他形式的能量,除重力或弹力做功外,其他任何力对物体做功使物体的机械能增加或减少的过程,实质上都是其他形式的能与机械能相互转化的过程,在转化的过程中,能的总量是不变的.这是大自然的一条普遍规律,而机械能守恒定律只是这一条普遍规律的一种特殊情况.[要点提炼]1.能量守恒定律的理解某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加,且减少量和增加量一定相等. 某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等. 2.能量守恒定律的表达式 (1)从不同状态看,E 初=E 终. (2)从能的转化角度看,ΔE 增=ΔE 减. (3)从能的转移角度看,ΔE A 增=ΔE B 减.3.第一类永动机违背能量守恒定律因而不能制成. 二、能量的转化效率 [问题设计]观察教材中轿车的能量流向图,计算下列问题.(1)轿车行驶时,做有用功的能量占燃料能量的比例是多少? (2)在散热器和排气管中散失的能量占多大比例?答案 (1)燃料的能量为70 kW,做有用功的能量为9 kW,所以有用功的能量占的比例为970×100%≈12.9%.(2)散失的能量为52 kW,比例为5270×100%≈74.3%. [要点提炼]1.机器做功不能将输入的能量全部转化为有用的能量,必然会有一部分能量损失掉. 2.能量转化效率是转化为有用功的能量跟输入能量的比值,即能量的转化效率=有用的能量输入的能量.三、能量转化和转移的方向性 [问题设计]一碗热水放在室内,过一会自动变凉,说明热量从高温的水传给了周围的空气.若把一碗凉水放到温度较高的环境中,水是否会自动变热?把水放到温度较低的环境中,水是否会自动变热?答案 会,凉水放到温度较高的环境中,吸收周围空气的热量,水的温度升高;不会,将水放到温度较低的环境中水不会自动变热.[要点提炼]1.能量的转化和转移具有方向性,或者说,能量的转化和转移具有不可逆性.(1)热传递具有方向性,即与热现象相关的能量转化过程是有方向性的.内能总是自发地从高温物体向低温物体转移,而不能自发地从低温物体向高温物体转移.(2)做功具有方向性:机械能可以全部转化为内能,但内能不能全部转化为机械能而不引起其他变化.2.第二类永动机不违背能量守恒定律,但违背了能量转化和转移的不可逆性.四、功能关系的理解1.功和能的关系可以从以下两个方面来理解:(1)不同形式的能量之间的转化通过做功来实现,即做功的过程就是能量转化的过程;(2)做了多少功就有多少能量从一种形式转化为另一种形式,即能量转化的多少可用做功的多少来量度.2.常用的几种功能关系功 能的变化表达式重力做功正功重力势能减少 重力势能变化WG=-ΔEp=Ep1-Ep2负功重力势能增加弹力做功正功 弹性势能减少 弹性势能变化W弹=-ΔEp=Ep1-Ep2负功 弹性势能增加合力做功正功动能增加负功动能减少动能变化 W合=ΔEk=Ek2-Ek1除重力(或系统内弹力)外其他力做功 正功机械能增加机械能变化W其他=ΔE=E2-E1负功机械能减少两物体间滑动摩擦力对物体系统做功 内能变化 fs相对=Q注意 功和能的本质不同,并且功和能也不能相互转化,而只能是通过做功实现能量的转化.典例精析一、对能量守恒定律的理解例1 下列关于能量守恒定律的认识正确的是( )A.某种形式的能减少,一定存在其他形式的能增加B.某个物体的能量减少,必然有其他物体的能量增加C.不需要任何外界的动力而持续对外做功的机械——永动机不可能制成 D.石子从空中落下,最后静止在地面上,说明机械能消失了解析 根据能量守恒定律可知,能量既不会凭空产生,也不会凭空消失.能量只能从一种形式转化为其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,A、B对,D错.永动机违背了能量守恒定律,故它不可能制造出来,C对.答案 ABC二、能量守恒定律的应用例2 如图1所示,一个粗细均匀的U形管内装有同种液体,液体质量为m .在管口右端用盖板A 密闭,两边液面高度差为h ,U形管内液柱的总长度为4h ,拿去盖板,液体开始运动,由于管壁的阻力作用,最终管内液体停止运动,则该过程中产生的内能为( )图1A.116mghB.18mghC.14mghD.12mgh解析 去掉右侧盖板之后,液体向左侧流动,最终两侧液面相平,液体的重力势能减少,减少的重力势能转化为内能.如图所示,最终状态可等效为右侧12h 的液柱移到左侧管中,即增加的内能等于该液柱减少的重力势能,则Q =18mg ·12h =116mgh ,故A 正确.答案 A三、对功能关系的理解及应用例3 如图2所示,在光滑的水平面上,有一质量为M 的长木块以一定的初速度向右匀速运动,将质量为m 的小铁块无初速度地轻放到长木块右端,小铁块与长木块间的动摩擦因数为μ,当小铁块在长木块上相对长木块滑动L 时与长木块保持相对静止,此时长木块对地的位移为s ,求这个过程中图2(1)系统产生的热量;(2)小铁块增加的动能;(3)长木块减少的动能;(4)系统机械能的减少量.解析 画出这一过程两物体位移示意图,如图所示.(1)m 、M 间相对滑动的位移为L ,根据能量守恒定律,有Q =μmgL ,即摩擦力对系统做的总功等于系统产生的热量.(2)根据动能定理有μmg (s -L )=12mv 2-0,其中(s -L )为小铁块相对地面的位移,从上式可看出ΔE k m =μmg (s -L ),说明摩擦力对小铁块做的正功等于小铁块动能的增加量.(3)摩擦力对长木块做负功,根据功能关系,得ΔE k M =-μmgs ,即长木块减少的动能等于长木块克服摩擦力做的功μmgs .(4)系统机械能的减少量等于系统克服摩擦力做的功ΔE =μmgL . 答案 (1)μmgL (2)μmg (s -L ) (3)μmgs (4)μmgL课堂要点小结一、能量守恒定律的表达式E 初=E 终或ΔE 增=ΔE 减或ΔE A 增=ΔE B 减.二、能源与可持续发展1.能量的转化效率:转化为有用功的能量跟输入能量的比值. 2.能量转化和转移的方向性. 三、功能关系的理解 1.功是能量转化的量度. 2.常用的几种功能关系.自我检测区1.(对能量守恒定律的理解)利用能源的过程实质上是( ) A.能量的消失过程B.能量的创造过程 C.能量不守恒的过程D.能量转化或转移并且耗散的过程 答案 D解析 利用能源的过程实质上是能量转化或转移的过程,在能源的利用过程中能量是耗散的,A、B、C错误,D正确.2.(能量守恒定律的应用)一颗子弹以某一速度击中静止在光滑水平面上的木块,并从中穿出,对于这一过程,下列说法正确的是( )A.子弹减少的机械能等于木块增加的机械能B.子弹和木块组成的系统机械能的损失量等于系统产生的热量 C.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块增加的内能之和 D.子弹减少的机械能等于木块增加的动能与木块和子弹增加的内能之和 答案 BD3.(功能关系的应用)如图3所示,斜面的倾角为θ,质量为m 的滑块距挡板P 的距离为s 0,滑块以初速度v 0沿斜面上滑,滑块与斜面间的动摩擦因数为μ,滑块所受摩擦力小于重力沿斜面向下的分力.若滑块每次与挡板相碰均无机械能损失,求滑块经过的总路程.图3答案 1μ(v 202g cos θ+s 0tan θ)解析 滑块最终要停在斜面底部,设滑块经过的总路程为s ,对滑块运动的全程应用能量守恒定律,全程所产生的热量为Q =12mv 20+mgs 0sin θ 又因为全程产生的热量等于克服摩擦力所做的功,即Q =μmgs cos θ解以上两式可得s =1μ(v 202g cos θ+s 0 tan θ).。
高中物理人教必修三第12章第3节能源与可持续发展 讲义
4 能源与可持续发展1.知道自然界中能量的转化情况,知道能量守恒定律的内容.2.知道能量转移或转化的方向性,知道什么是能量耗散.3.知道什么是不可再生能源和可再生能源,了解能源的利用与社会发展的关系.一、能量守恒定律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,在转化或转移的过程中,能量的总量保持不变.这个规律叫作能量守恒定律.二、能量转移或转化的方向性1.能量转移或转化的方向性:一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的.2.能量耗散(1)能量耗散的概念:燃料燃烧时一旦把热量释放出去,就不会再次自动聚集起来供人类重新利用.电池中的化学能转化为电能,电能又通过灯泡转化成内能和光能,热和光被其他物质吸收之后变成周围环境的内能,我们很难把这些散失的能量收集起来重新利用.(2)能量品质降低:能量耗散虽然不会导致能量总量的减少,却会导致能量品质的降低,从便于利用的能源变成不便于利用的能源.(3)能量耗散从能量转化的角度反映出自然界中的宏观过程具有方向性.三、能源的分类与应用1.可再生能源:在自然界中可以再生的能源,如:水能、风能、潮汐能等.2.不可再生能源:自然界中无法在短时间内再生的能源,如:煤炭、石油、天然气等.3.我国在能源的开发利用方面,有以下几种发电方式:太阳能发电、水力发电、风能发电、核能发电.四、能源与社会发展1.人类对能源的利用大致经历了三个时期,即柴薪时期、煤炭时期、石油时期.2.人类社会可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡.人类要树立新的能源安全观,转变能源的供需模式:既要提倡节能,又要发展可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等清洁能源.一、能量的转化与守恒1.自然界中不同形式的能量可以相互转化,一种形式的能量减少一定伴随着其他形式的能量增加,能量的总量保持不变.2.能量守恒定律的适用范围能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律,是在各种自然现象中普遍适用的一条规律.3.能量守恒定律的表达式(1)E初=E末,初状态各种能量的总和等于末状态各种能量的总和.(2)ΔE增=ΔE减,某些能量的增加量等于其他能量的减少量.4.应用步骤(1)明确研究对象及研究过程;(2)明确该过程中,哪些形式的能量在变化;(3)确定参与转化的能量中,哪些能量增加,哪些能量减少;(4)列出增加的能量和减少的能量之间的守恒式(或初、末状态能量相等的守恒式).二、能源的分类与应用1.地球上的绝大部分能源来源于太阳的辐射能2.能源的分类(1)可再生能源:自然界可以源源不断地提供,或在自然界中可以再生,如:水能、风能、潮汐能.(2)不可再生能源:自然界无法在短时间内再生,如:煤炭、石油、天然气.三、能源与社会发展1.能源的重要性:能源是社会存在与发展永远不可或缺的必需品,是国民经济运动的物质基础,它与材料、信息构成现代社会的三大支柱.2.能源和环境污染(1)温室效应:石油、煤炭的燃烧增加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.温室效应造成的影响: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;温室效应使全球降水量变化,影响气候和植被变化,影响人体健康.(2)酸雨:酸雨是指pH值小于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,以及工业生产等释放到大气中的二氧化硫等物质使雨水酸度升高,形成“酸雨”,腐蚀建筑物、酸化土壤.(3)光化学烟雾:内燃机工作时的高温使空气和燃料中的多种物质发生化学反应,产生氮的氧化物和碳氢化合物.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——光化学烟雾.这些物质有毒,能引起人的多种疾病.另外,常规能源燃烧时产生的浮尘也是一种污染物.1.以下属于一次能源的是()A.太阳能B.电能C.煤气D.焦炭2.在阳光的照射下,悬挂在墙上的太阳能小风扇快速转动,这说明()A.动能可以凭空产生B.不同形式的能可以相互转化C.可以制造出不需要消耗能量的“永动机”D.太阳可以提供无穷无尽的能量,不需要节约能源3.能量守恒定律是自然界最基本的规律之一。
《能源与可持续发展》优教教案
《能源与可持续发展》优教教案一、教学目标1. 让学生了解能源的定义、分类和作用,以及可持续发展的重要性。
2. 使学生掌握常见能源的优缺点,认识新能源的开发和利用。
3. 培养学生节约能源、保护环境的意识,提高学生的可持续发展观念。
二、教学内容1. 能源的定义与分类2. 能源的作用与重要性3. 常见能源的优缺点4. 可持续发展概念的提出5. 新能源的开发和利用三、教学方法1. 采用问题驱动法,引导学生思考能源与可持续发展的问题。
2. 运用案例分析法,分析常见能源的优缺点和新能源的开发利用。
3. 利用小组讨论法,培养学生的团队合作精神和解决问题的能力。
4. 采用情景模拟法,让学生亲身体验能源利用和环境保护的过程。
四、教学准备1. 准备相关能源和可持续发展的图片、视频等教学资源。
2. 设计问题讨论和小组活动的教学方案。
3. 准备情景模拟的道具和实验器材。
五、教学过程1. 引入新课:通过展示能源危机和环境问题的图片或视频,引起学生的关注。
2. 讲解能源的定义与分类:介绍能源的基本概念,讲解不同类型的能源及其特点。
3. 分析能源的作用与重要性:阐述能源对人类社会发展的影响,强调能源可持续发展的重要性。
4. 探讨常见能源的优缺点:让学生了解化石能源、核能、可再生能源等的特点和利弊。
5. 引入可持续发展概念:讲解可持续发展的内涵和原则。
6. 介绍新能源的开发和利用:讲解太阳能、风能、地热能等新能源的特点和应用。
7. 小组讨论:让学生分组讨论能源选择和可持续发展战略。
8. 情景模拟:让学生参与情景模拟活动,体验能源利用和环境保护的过程。
9. 总结与反思:引导学生总结能源与可持续发展的关系,反思个人在能源利用中的责任。
六、教学评价1. 采用课堂问答、小组讨论、情景模拟等方式,及时了解学生的学习情况。
3. 观察学生在团队合作、问题解决等方面的表现,评价学生的综合素质。
七、教学拓展1. 组织学生参观能源企业、新能源研发机构等地,加深对能源产业和新能源技术的了解。
《能源和可持续发展》教案
《能源和可持续发展》教案一、教学目标:1. 让学生了解能源的种类、特点和利用方式。
2. 使学生掌握可持续发展的概念、原则和目标。
3. 培养学生节约能源、保护环境的意识。
二、教学内容:1. 能源的种类和特点化石能源:煤、石油、天然气renewable energy:太阳能、风能、水能、生物质能核能2. 能源的利用方式直接利用:如火力发电、水力发电间接利用:如石油制品的交通工具、煤炭的供暖和制冷3. 可持续发展的概念和原则概念:满足当前需要,不损害后代满足其需要的发展原则:公平性、持续性、共同性4. 可持续发展的目标经济目标:实现经济增长与资源环境保护的平衡社会目标:提高人民生活水平,缩小贫富差距环境目标:保护生态环境,实现人与自然和谐共生三、教学重点与难点:重点:能源的种类、特点和利用方式,可持续发展的概念、原则和目标。
难点:可持续发展的内涵和实际应用。
四、教学方法:1. 讲授法:讲解能源的种类、特点和利用方式,可持续发展的概念、原则和目标。
2. 案例分析法:分析典型能源问题和可持续发展案例,引导学生深入理解。
3. 小组讨论法:分组讨论能源利用和可持续发展问题,培养学生的合作和沟通能力。
五、教学过程:1. 引入新课:通过展示能源危机和环境问题的图片或视频,引起学生对能源和可持续发展问题的关注。
2. 讲解能源的种类、特点和利用方式,可持续发展的概念、原则和目标。
3. 分析典型能源问题和可持续发展案例,引导学生深入理解。
4. 小组讨论:分组讨论能源利用和可持续发展问题,培养学生的合作和沟通能力。
六、教学评价:1. 课堂讲解评价:观察学生在课堂上的参与程度、提问回答情况和知识点掌握程度。
2. 小组讨论评价:评估学生在小组讨论中的表现,包括合作能力、沟通能力及对问题的深入分析。
3. 作业评价:通过学生提交的作业,评估其对能源节约和环境保护的理解和应用能力。
七、教学资源:1. 教材:《能源与可持续发展》相关教材或教学参考书。
人教版高中物理必修第3册 12.4《能源与可持续发展》教学设计
12.4能源与可持续发展一、教材分析《能源与可持续发展》是普通高中教科书物理必修第三册第十二章第4节的内容。
本节内容是由“能量转移和能量转化的方向性”、“能源消耗对环境的影响”、“能源与可持续发展”三部分内容组成的。
根据能量守恒定律可知,使用能量的过程中,能量的总量保持不变,那么还会出现能源危机吗?因为能量在转化和转移的过程中具有方向性,把能量转化或转移后,能量不能自动再转化到原来形式或转移到原来的物体,这部分内容学生不太容易理解,是本节教学的难点。
通过了解世界和我国使用能源状况,全世界对能源的需求量在不断增大,并且以不可再生能源为主,所以人类不得不面对能源危机,要实现能源与可持续发展,需要开发和探索各种新能源。
所以了解世界和我国的能源状况是本节的教学重点。
二、学情分析学习本节之前,学生已经学习了能量守恒的知识,为学习本节内容奠定了一定的基础。
因此,可以先让学生回忆能量守恒定律,能量在转化和转移过程中的总量会保持不变,提出问题为什么还会出现能源危机,使学生产生一个矛盾,激发学生的学习兴趣,提出能量转移和转化的方向性的问题。
通过分析实例来说明能量转移和转化的方向性,如汽车散失的热不能收集起来,虽然能量守恒,但散失的能量无法再次被使用。
通过图片、视频等介绍在能源使用过程中对环境造成的危害,通过一些触目惊心的图片,使学生认识到使用能源时要注意环境保护,要辩证地看待能源的使用与环境保护间的关系。
展示我国和世界近年来消耗能源的结构和数量,了解地球上储存的不可再生能源是有限的,人类正面对着能源危机,需要开发和利用新能源来解决这个问题。
结合前面能源使用对环境的影响,提出新能源需要具备哪些特点。
三、教学目标(一)物理观念1.知道能量的转化和转移有一定的方向性。
2.了解我国和世界的能源状况和能源消耗的趋势。
3.了解未来理想能源的特征。
(二)科学思维1.认识能源的利用对环境的影响。
2.能用辨证的观点来看待资源利用与环境保护的关系。
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能源与可持续发展教案_浅析节约能源与可持续
发展
能源与可持续发展教案_浅析节约能源与可持续发展摘要本文介绍了当前能源消耗的状况,能源浪费、短缺、污染等问题,分析了开发新能源的途径。
提出节约能源是可持续发展的基本要求。
关键词能源消耗;短缺、污染;节能;可持续发展在烈日炎炎的盛夏,你却坐在凉爽的轿车里行驶,你还可坐在舒适的办公室里休息、工作,这就是因为你消耗了能源。
什么是能源,凡是能为人类提供能量的物质资源都叫做能源。
如煤、天然气、石油(汽油、煤油、柴油)、水、热力、电力等。
能源的广泛使用,促进了人类文明的巨大进步。
人们生产、工作学习、研究、及生活起居一举一动,无时无刻都离不开能源的消耗。
特别是改革开放以来,中国社会进入了经济增长的快车道,经济的持续发展,国内生产总值迅速增长,能耗速度也明显加快。
如果把能源消耗量折合成热值2.93107J/kg的标准煤来计算,1978年我国能源消耗量为5.71亿吨标准煤,x年为22.4亿吨标准煤,到x年消耗量就达到了32.5亿吨。
我国的人均能源消费量也迅速增长,从1978年的0.09吨增长到x年的1.70吨标准煤。
中国既是能源生产大国,也是能源消
耗大国。
从1993年起中国成为成品油净进口国,1996年成为原油净进口国。
并且进口量不断攀升,x年原油和成品油净进口数量分别是11875万吨和1742万吨,石油进口依存度超过40。
到x年我国作为石油进口国和第二大石油消费国,石油进口依赖程度已达55。
能源,一个简单的词,一段深刻的意。
它不仅仅是一种资源,更是千千万万人民的生命之源,是人类生存和发展的重要物质基础。
有这样一组数据每个人维持一天的生存,大约需要0.5升油当量的能源,实际消耗却是9.3升;又因能源利用率较低,其中4.3升被白白浪费;而生产9.3升油当量的产品,则需要耗用14升的一次能源。
由此可知能源利用率是非常低。
随着工业、科学技术的发展及各种热机的广泛应用,和人口总量的增加,人们的生产和生活条件逐渐提高,对能源的需求则日益增长。
长此以往,能源短缺和环境污染就成为不可回避的两大难题。
目前世界上能源消耗中90以上是不可再生的化石能源(煤、石油、天然气),其中石油占40、煤占35、天然气占20;而我国的能源结构主要是以煤为主,比重大约为煤占75、石油占17、天然气占2、其他(水力发电、核发电等新能源发电)占6。
我国的能源结构中,不可再生能源所占据的比例很大;另外,每万美元国民生产总值能耗方面是世界各国之首,是印度的2.2倍,是发达国家的46倍,使用能源的设备效率偏低,造成能源的浪费。
人类生存依赖的化石能源已临近枯竭,能源即将耗尽,环境也遭到了破坏。
人类活动所造成的空气污染主要来自三个方面(1)燃料的燃烧过程;(2)工业生产过程;(3)交通运输等。
其中燃烧(包括煤、汽油、柴油、天然气等),产生的空气污染物约占全部污染物的70;工业生产的空气污染物约占20;其他占10。
由于工业生产、交通运输等燃烧能源产生的各种污染物,如粉尘、烟、飞灰、轻雾、黑烟等。
气态污染物有以二氧化硫为主的含硫化物;以一氧化氮和二氧化氮为主的含氮化合物;碳的化合物;碳氢化合物及卤素化合物等。
这些空气污染物主要通过呼吸道吸入、消化道吞入和皮肤接触等途径侵入人体。
其中以呼吸道吸入的最多最危险,对人体健康危害大多表现为呼吸道疾病。
近几十年来,人类超量使用化石燃料,排放大量二氧化碳等温室气体,加剧了温室效应。
导致全球变暖的后果,使全球降水量重新分配,冰川和冻土层消融,海平面上升。
还有人为地过多使用氯氟烃类化学物质,制作气溶胶、制冷剂、发泡剂等,使大气臭氧层遭到破坏,强紫外线照射地球表面,大量动物、植物濒临灭绝。
既危害了自然生态系统的平衡,又威胁人类的食物供应和居住环境传统能源面临着日趋减少的趋势,我们拿什么能源来支撑今天、明天的文明摆在我们面前的迫切任务一是开发新能源;二是节约能源、提高能源利用率。
当今开发的新能源有风能、太阳能、核能、海洋能(潮汐、海浪能)、地热能、沼气能、氢能等。
中国位于大陆东部,濒临太平洋,季风强盛,所以风能资源十分丰富;特别是核能和太阳能是现在研究解决能源问题的主要出路。
太阳能,我国地处北半球欧亚大陆的东部,西部几省区日照时间较长,太阳能资源丰富,不需要运输,不会对环境造成污染,是最理想的绿色能源,而且取之不尽用之不竭。
看一看城乡楼上、屋顶密布的热水器,就知道新型能源开发和利用的成效。
太阳能电池是利用某些材料能够将太阳能转化为电能的属性制成的,我国已经能够制造多种类型和规格的太阳能电池,用途十分广泛。
然而,现在太阳能只适应小功率用电,受季节、气候和昼夜变化影响较大,技术有待开发,不完善等。
核能的利用和开发已经取得长足发展,核能动力发电,在一些发达国家已经推广应用,在我国建设的秦山核电站、大亚湾核电站等,已并网发电,技术也很成熟。
核能利用,具有使用方便、便于管理、操纵简单、清洁等优点。
但是,核废料的污染,和由于自然灾害引起的核泄漏造成的危害也是让人们担忧。
例如日本科学技术较发达,利用核能发电也较成功。
但是,3.11日本福岛地震海啸,引起的核电站爆炸核泄漏及各种污染灾害,在人们心目中造成很大恐慌。
其他如风能、海洋能、地热能、沼气能等新能源,近些年来虽然已有很大发展,由于受地区、气候、季节和技术开发影响,也仅限于小面积应用和小功率发电。
开发未来的理想新能源要能够大规模替代石油、煤炭、天然气等常规能源,它要满足以下几个条件第一必须足够丰富,可以
保证长期使用;第二必须足够便宜,可保证多数人用得起;第三,相关技术必须成熟,可以大规模使用;第四条最重要,必须足够安全、清洁,可以保证不会严重污染环境。
综合以上分析,现在开发的几种新能源都不满足这几个条件,都算不上理想的新能源。
所以说,人类开发新能源的路还很漫长。
因此,当前最紧迫的任务就是节约能源,提高能源利用率。
可持续发展的核心是经济发展,并且要求与保护资源和保护生态环境协调一致,新的发展观是在保护生态环境基础上的发展,是维持经济增长的生态潜力的发展。
人们在从事生产和社会活动中,必须约束自己的行为,改变传统的发展经营模式,遵从生态规律,以实现社会持久而健康的发展。
既满足当代人的需要,又要让子孙后代能够享受充分的资源和良好的资源环境;健康的经济发展应建立在生态可持续能力、社会公正和人民积极参与自身发展决策的基础上;保护资源和生态环境,要有能力使可持续发展既保证满足目前的需要,又不对后代人的生存和发展构成威胁。
人类如果过度向大自然界索取,而不想办法补救,将会付出沉重的代价。
自然系统如果失去稳定,一切生物(包括人类)都不能生存。
因此节约能源就成为可持续发展最基本的要求。
按照党中央提出"节能减排""构建节约型社会"的战略号召,实施"能源开发与节约并举,把节约放在首位"的方针,制定节约
能源法的配套法规,以及促进节能的经济鼓励政策。
依据国家发
改委提出的"全面推行以节能降耗、清洁生产、资源综合利用为主要内容的循环经济"模式,采取政府驱动,洁净高效,总量控制和公众参与等政策措施加以落实。
节能,又是我们每个社会成员应
尽的责任和义务。
节约能源,保护环境,要从现在做起、从每个
人做起、从生活中节约一滴油、一度电做起。
鼓励人们少自驾
车,多乘坐公共交通工具,尽量近距离工作环境,近距离交通用
自行车代替机动车,或以步代车等。
形成良好地用电习惯,随手
关灯、关计算机,夏天空调不要开的温度过低,以中等合理为
好。
节约纸张,减少打印、复印数量,少上交一些无效的资料。
鼓励使用高效节能设备及节能家电产品,可有效提高能源利
用率,实现节能减排、低碳、绿色、环保等。
总之,人类必须在
提升幸福指数、物质文明的同时,要保持与自然、环境的和谐与
平衡,才能促进社会可持续发展。
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者简介贾占敖,经济师,现供职于中国石油渤海钻探工程技术研究院。