22.4 能源与可持续发展（导学案）-【上好课】九年级物理全一册同步高效课堂（人教版）

22.4 能源与可持续发展（导学案） 【学习目标】 1. 知道能量的转移和转化都是有方向性的。 2. 认识伴随大量能源消耗对环境的影响问题，对于能源开发利用有可持续发展的意识。 3. 了解未来理想能源的特征。 【学习重点】 能源的分类，能源消耗对环境的影响，开发新能源。 【学习难点】能量转化的方向性。 【自主预习】阅读教材，完成以下问题： 1.能量的转化和转移都是具有 性，人们在能量的转化和转移的过程中利用 ，能源的利用是有条件的，并不是所有能源都能利用，所以要 能源。 2. 能源消耗对环境的影响： 污染、大气污染、 效应、生态破坏、有害辐射、废物污染。 3. 不可再生能源：像 能源、核能等能源会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充的能源。可再生能源：像风能、 能、 能等可以在自然界里源源不断地得到的能源。 4. 未来理想能源：必须足够 ；必须足够便宜；必须技术成熟；必须安全、清洁。 【合作探究】 探究一、能量转移和能量转化的方向性 1. 能量转移具有方向性 （1）探究能量转移具有方向性 ①实例一：把一杯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？ 【现象】若把水放到温度较高的环境中，水吸收热量，温度 ，内能 。若把水放到温度较低的环境中，水放出热量，温度降低，内能 。水的内能会传给空气，水 变热（选填“会”或“不会”）。 【分析】这是因为在热传递的过程中，热量只能自发地从 温物体转移到 温物体，而不能自发地从低温物体转移到高温物体。 你见过生活中热量从低温物体转移到高温物体的吗？ ②实例二：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 。例如，电冰箱工作时将热量从温度较低的内部转移到温度较高的外部，需要消耗额外的 能。 （2）探究归纳 在热传递的过程中，能量总是自发地从 物体转移到 物体，不能相反。所以能量的转移具有 性。 2. 能量转化具有方向性 （1）探究能量转化具有方向性 ①实例一：火力发电厂把煤中贮存的化学能转化为电能，供生产和生活用。用电器将电能转化为内能、光能、机械能多种形式的能后，但是这些能量无法再变回可以被 的能源。 ②实例二：汽车制动时，由于摩擦，动能转化成了轮胎、地面和空气的 能，但这些能量不能自动地收集起来再次驱动汽车。这些能量虽然没有消失，但也不能再被我们 。 （2）探究归纳：能量的 具有 。 3. 综合上述探究可得出结论：能量的转移和转化具有方向性。 4. 节约能源 实际上，能量的转化、能量的转移，都是有方向性的，人们是在能量的转化或转移的过程中利用 能量的。有些能量可以利用，有些则不能。能源的利用是有 的，我们所能利用的能源是 的， 所以需要 能源。 【例题1】如图甲所示，用两个玻璃杯做“棉纱滴水实验”，过一段时间后 （a/b）杯中的棉纱末端有水滴出。图乙为某轿车输出的能量与输入能量之间的关系图，图中损失的化学能可以使质量为8kg的水温度升高 ℃[水的比热容为4.2×103 J/（kg⋅℃）]。轿车刹车时，由于摩擦，轿车损失的机械能不能自动地集起来再次开动轿车，这说明能量的转化和转移具有 。    探究二、能源消耗对环境的影响 人类消耗各种能源时给自己带来了便利，不可避免地对环境造成影响，对环境造成了污染。例如，化石能源是现代的主要能源。化石燃料在燃烧利用过程中, 产生的各种气体与固体废物和余热对环境造成污染。 【想一想】能源消耗对环境有哪些影响？ 1. 能源消耗对环境的影响，主要体现在以下几个方面 （1）热污染 化石能源通过燃烧转化为 能，相当一部分内能没有被有效利用，从而造成了热污染。汽车 是造成空气污染和城市热岛效应的罪魁祸首之一。 （2）大气污染 化石能源在使用中会产生一氧化碳、二氧化硫、氮氧化合物、粉尘等，会造成大气的污染，形成 ，导致水、土壤的酸化，对植物、建筑物、金属构件造成危害. ①酸雨 酸雨是指pH小于5.6的雨雪或其他形式的降水。雨、雪等在形成和降落过程中，吸收并溶解了空气中的二氧化硫、氮氧化合物等物质，形成了pH低于5.6的酸性降水。酸雨主要是人为的向大气中排放大量酸性物质所造成的。例如燃料燃烧生成的二氧化硫、氮氧化物和一氧化碳等有害物质。 ②酸雨的危害 酸雨可导致土壤酸化。土壤酸化后，可加速土壤中含铝的原生和次生矿物风化而释放大量铝离子，形成植物可吸收的形态铝化合物。植物长期和过量的吸收铝，会中毒死亡。 （3）温室效应 温室效应是指透射阳光的空间由于