第5章 第2、3、4节 能源的利用方式 能量的转化与守恒 能源与环境（word教参）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第三册（粤教版2019）

第二、三、四节　能源的利用方式 能量的转化与守恒 能源与环境 核心素养导学 物理观念 (1)列举各种实例，说明能量是如何转化的，解释能量守恒定律的含义。 (2)通过实例分析知道能量耗散，认识自然界中能量转化的方向性。 科学态度与责任 (1)收集资料，讨论能源的开发与利用所带来的环境污染问题，认识环境污染的危害，思考科学、技术、社会、环境协调发展的关系，具有环境保护的意识和行动。 (2)了解太阳能、水能、核能和风能等能源的开发利用，知道利用能源是人类生存和社会发展的必要条件之一。 (3)知道人类利用的能源有可再生能源和不可再生能源，认识合理使用能源的重要性，具有可持续发展观念，养成节能的习惯。 一、能源的利用方式 1．水能：是一种能源，是指水体的动能、势能和压力能等能量资源，主要用于水力发电。水能资源最显著的特点是可再生、无污染。 2．风能：是因空气流动而提供给人类的一种可利用的能量。风力发电是利用风力带动风车叶片旋转，把风的动能转变为风车叶片的机械能。风能是一种清洁、安全、可再生的绿色能源。 3．太阳能：对太阳能的利用主要有太阳能的光热转换、光电转换和光化学转换。利用太阳能发电，可省去费用庞大的输电设备，随着太阳能电池转换效率的提高及制作成本的降低，前景非常诱人。 4．核能：是一种储存在原子核内部的能量，原子核发生核反应时，会释放巨大的能量。目前核能主要用于发电。 二、能量的转化与守恒 1．各式各样的能量：自然界中存在不同形式的能量，有机械能、内能、电能、电磁能、核能、化学能。 2．能量的转化和转移：能量的存在形式多种多样，不同形式的能量可以相互转化。 3．能量守恒：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；在转化和转移过程中其总量不变。 4．能量转化(转移)的方向性：热传导过程是有方向性的，热量从高温物体向低温物体的热传导过程是能自发进行的，而其相反方向的过程是不能自发进行的。在自然界的一切自发过程中，能量的转化(转移)都是有方向性的，但都不违反能量守恒定律。 三、能源与环境 1．能源的分类：按能源的基本形态分类，有一次能源和二次能源；根据能源消耗后是否造成环境污染，可分为污染型能源和清洁型能源；根据能源使用的类型，可分为常规能源和新型能源等。 2．能源与环境：对大气环境的影响，对生态环境的影响，对居住环境的影响。 1.(1)请你将两手手心对着压紧，用力来回快速摩擦10～15 s(如图)，有什么感觉？想想看，在这一过程中能量发生了怎样的转化或转移？这些能量的转化或转移是有方向性的吗？ 提示：发热；机械能转化为内能；有。 (2)平时生活中我们常说，热量能从高温物体传给低温物体，这体现了能量传递的方向性，而电冰箱是让“热”由低温环境传递到高温环境。这是不是与能量传递的方向性矛盾呢？说明理由。 提示：不矛盾，电冰箱能够把热量从低温环境传递到高温环境，在该过程中电冰箱要消耗电能。一旦切断电源，电冰箱就不能把其内部的热量传给外界的空气了，相反，外界的热量会自发地传给电冰箱，使其温度逐渐升高。 2．可燃冰是一种藏在深海海底的新型能源，1 m3 的可燃冰可转化为164 m3的天然气和0.8 m3的水。试对以下结论作出判断。 (1)可燃冰是不可再生能源。(√) (2)1 m3的可燃冰比0.8 m3的水质量小。(×) (3)不可再生能源在利用过程中加剧了温室效应现象。(√) 新知学习(一)|对能量守恒定律的理解 [任务驱动] (1)在验证机械能守恒定律的实验中，计算结果发现，重物减少的重力势能的值总大于增加的动能的值，即机械能的总量在减少。机械能减少的原因是什么？减少的部分机械能是消失了吗？ 提示：机械能减少的原因是由于要克服摩擦阻力和空气阻力做功，机械能转化成了内能；减少的部分机械能并没有消失。 (2)请说明下列现象中能量是如何转化或转移的？ ①植物进行光合作用。 ②放在火炉旁的冰融化变热。 ③电流通过灯泡，灯泡发光。 提示：①光能转化为化学能。 ②内能由火炉转移到冰。 ③电能转化为光能。　　　　 [重点释解] 1．能量的形式 (1)含义：一个物体能够对外做功，我们就说这个物体具有能量，例如流动的河水、被压缩的弹簧、高温高压气体……都能对外做功，因此这些物体都具有能量，流动的河水和被压缩的弹簧具有机械能、高温高压气体具有内能。 (2)能量的转化与能量的转移：各种不同形式的能量可以相互转化，而且在转化过程中总量保持不变，也就是说当某个物体的能量减少时，一定存在其他物体的能量增加。 (3)功是能量转化的量度：不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的，做功的过程就是各种形式的能量转化的过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)，因此，功是能量转化(或转移)的量度。 2．