16.3 能源：危机与希望 课件 2023-2024学年北师大版九年级物理全一册

16.3 能源：危机与希望 北师版 九年级 物理全一册 教学目标 1.物理观念： （1）知道能量的转化和转移有一定的方向性。知道能量转化和守恒定律。 （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。 2.科学思维： 能用辩证的观点来看待资源利用与环境保护的关系。 教学目标 3.科学探究： （1） 认识永动机不可能制造； （2）了解中国“环流器”装置。 4.科学态度与责任： 认识伴随大量能源消耗所产生的环境问题，对于能源的开发和利用有可持续发展的意识。 教学目标 教学重点 能量的转化与守恒定律，核裂变、核聚变。 教学难点 能量与能源，能量转化的方向性。 新知导入 2006 年建的中国“人造太阳”EAST，由中国科学院等离子体物理研究所建在安徽合肥。2021 年底，EAST 实现了 1056 秒的长脉冲高参数等离子体运行，其间电子温度近 7000 万摄氏度，创下马克装置高温等离子体运行的最长时间纪录。 新知导入 2020 年 12 月 4 日，由中核集团自主设计、建造的新一代“人造太阳”装置（HL-2M）建成。今年 10 月， 取得了突破性进展——等离子体电流突破 100 万安培（1 兆安）。标志着我国距离聚变点火越来越近。什么是核聚变？ 新知讲解 自然界中的物质存在着不同的运动形式，如汽车的运动、分子的运动、电荷的运动等，这些不同的运动形式对应着不同的能量。从钻木取火到用火箭发射卫星，从伏打电池的发明到三峡电站的并网发电，从蒸汽机车的使用到高速铁路的普及，从灯泡的发明到丰富多彩的家用电器，这些都离不开能量及其转化的过程。人们正是在利用不同形式的能量及其转化过程，为人类社会的生产和生活服务，不断提高人们的生活质量。 一、能量转化与守恒定律 新知讲解 观察如图所示的各种情景，请你说明：各种不同的运动形式都存在着什么能量?分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化?不同形 式的能量之间的相互转化有怎样的规律? 观察与思考 行驶的汽车和飞行的飞机 新知讲解 各种不同的运动形式都存在着什么能量?分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化?不同形式的能量之间的相互转化有怎样的规律? 观察与思考 行驶的汽车和飞行的飞机，具有机械能，热机利用燃料燃烧释放内能，内能转化为机械能。 新知讲解 各种不同的运动形式都存在着什么能量?分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化?不同形式的能量之间的相互转化有怎样的规律? 观察与思考 汽车飞越黄河，具有机械能，热机利用燃料燃烧释放内能，内能转化为机械能。 新知讲解 各种不同的运动形式都存在着什么能量?分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化?不同形式的能量之间的相互转化有怎样的规律? 观察与思考 水力发电，流水具有动能，动能转化为电能。 新知讲解 各种不同的运动形式都存在着什么能量?分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化?不同形式的能量之间的相互转化有怎样的规律? 观察与思考 “天宫”一号飞行器上的太阳能电池板，将太阳能转化为电能。 新知讲解 各种不同的运动形式都存在着什么能量?分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化?不同形式的能量之间的相互转化有怎样的规律? 观察与思考 大亚湾核电站，原子核裂变释放核能，核能转化水的内能，水的内能转化为蒸汽轮机的机械能，发动机将机械能转化为电能。 新知讲解 各种不同的运动形式都存在着什么能量?分别有哪些不同形式的能量在发生相互转化?不同形式的能量之间的相互转化有怎样的规律? 观察与思考 新疆风力发电厂，风的机械能转化为电能。 新知讲解 大量事实表明：不同形式的能量之间可以相互转化，在一定量的某种形式的能量减少的同时，总伴随着其他形式的能量在等量地增加。也就是说：能量既不会凭空消失，也不会凭空产生，它只会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，而在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变。这就是能量转化与守恒定律(law of energy conservation) 。 一、能量转化与守恒定律 新知讲解 我们知道，在热传递过程中，热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。如果要使热量从低温物体流向高温物体，就需要消耗其他形式的能量，例如电冰箱就需要消耗电能。 能量转移和能量转化的方向性