第12章 第4节 能源与可持续发展（Word教参）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第三册（人教版2019）

第4节　能源与可持续发展 物理观念 科学思维 科学态度与责任 1.了解各种不同形式的能，知道不同形式的能之间可以相互转化。 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。 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。 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，知道利用能量是人类生存和社会发展的必要条件之一。 3．知道人类利用的能量来自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。 [对应学生用书P122] 1．(物理与生活)自然界中各种形式的能都可相互转化，如图所示，试判断下列说法的正误。(对的画“√”，错的画“×”) (1)自然界中的任何变化过程都满足能量守恒。(　　√　　) (2)能量是守恒的，但能量的利用过程是不可逆的。(　　√　　) (3)由能量守恒定律知，能量是取之不尽、用之不竭的，所以不必要节约能源。(　　×　　) (4)大量消耗常规能源会使环境恶化，故提倡开发利用新能源。(　　√　　) (5)能量的耗散就是能量的总量在减少。(　　×　　) 2．(知识拓展)清洁能源 清洁能源即绿色能源，是指其开发、使用对环境无污染的能源，其中包括可再生能源和其他新能源。大力发展清洁能源是当前国际社会应对能源紧缺、保障能源供应的重要发展方向，是我国的基本国策。 能源发展轨迹和规律是从高碳走向低碳，从不清洁走向清洁，从不可持续走向可持续。 一、能量守恒定律 1．内容：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别的物体，在转化或转移的过程中，能量的总量保持不变。 2．意义：能量守恒定律的建立，是人类认识自然的一次重大飞跃。它是最普遍、最重要、最可靠的自然规律之一，而且是大自然普遍和谐性的一种表现形式。 二、能量转移或转化的方向性 1．一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的。 3．节约能源的根本原因：在能源的利用过程中，能量在数量上虽未减少，但在可利用的品质上降低了，即从便于利用的能源变为不便于利用的能源。 4．自然界中的宏观过程具有方向性。 三、能源的分类与应用 1．能源的分类 (1)不可再生能源：煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源。化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源叫作不可再生能源。 (2)可再生能源：水能和风能等能源，归根结底来源于太阳能。这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。 2．能源的开发与应用 近年来，我国在能源开发方面取得了很大的成就，如：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、煤炭时期和石油时期。自工业革命以来，煤和石油成为人类的主要能源。 2．能源短缺和环境恶化已成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。 3．能量耗散反映了能量转化的宏观过程具有方向性，所以自然界的能量虽然守恒，但还是很有必要节约能源。 4．人类与能源的关系 (1)有利方面：能源的利用给人类的生活带来了极大的改善，人类社会每一次重大的经济飞跃和生产革命，都与新的能源和动力机械的利用密切相关，能量消耗的多少已经成为一个国家和地区经济发展水平的重要标志。 (2)不利方面：能源的大量使用会给环境带来极大的破坏，如大气污染、温室效应、酸雨等，对人类造成很大的危害。 [对应学生用书P124] 探究点一___能量守恒定律__能量转移或转化的方向性 　　　　　　　　　　　　　　　　 有人发明了一种“自发电电动车”(如图所示)，基本原理是将一个小型发电机紧靠车轮处，车轮转动时，带动发电机运转，发出的电又继续供给电动车。 [问题设计] 你认为仅靠这种方式，电动车能持续运动下去吗？ 提示：仅靠这种方式，不能使电动车持续运动下去。因为靠这种方式，只能将电动车的一部分能量收集起来，但电动车运动时受到的摩擦力不断把电动车的机械能转化为内能，根据能量守恒定律，要想使电动车持续运动下去，必须给电动车补充新的能量。 1．对能量守恒定律的理解 (1)能量守恒定律是普遍适用的，对宏观世界与微观世界、高速运动与低速运动等都成立。 (2)某种形式的能减少，一定有其他形式的能增加，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．对能量耗散的理解 (1)各种形式的能最终都转化为内能，流散到周围的环境中，分散在环境中的内能不管数量多么巨大，它也不过只