12.3 水能和风能2023－2024学年 初中物理教科版八年级下册

第十二章 机械能 第三节 水能和风能 学习目标 新知导入 新知学习 课堂练习 1.了解水能和风能的特点； 2.知道水能和风能的利用对我国社会主义建设的重要意义； 3.通过水能和风能知识加强对“能”的理解。 学习目标 动能和势能可以互相转化，在一定条件下，机械能也可以和其他形式能（如光能、风能、水能等）相互转化。 新知导入 水电站将水的机械能转化为电能 奋力蹬车时，人体内的一部分化学能转化为动能 汽车刹车过程中，刹车片会发热，将动能转化为内能 下面的场景给我们带来哪些启迪？ 甲.雄伟的三峡大坝 乙.壮观的风力发电场 交流讨论 1.三峡大坝不仅可以防洪，还可以用来发电，给我们带来经济效益； 2.风力发电是人类利用自然资源最好的例子； 3.这说明高处的“水”和流动的“风”具有能量。我们称之为“水能”和“风能”。 水能和风能的利用，是我们认识自然、利用自然的过程。 自然界的瀑布、湍流、急速的河水和海浪都能做功，都具有(机械)能量。 高山流水具有水能 大海的潮汐具有水能 水流量越大，落差（上下游水位差）越大，水流能越大 新知学习 水 能 一 1.水能 自然条件： 1.地形：有集水区，落差大。 2.地质：地质条件稳定。 3.气候：年降水量大（年降水量稳定更好）。 4.河流流量大。 5.河流的含沙量小（泥沙不易淤积）。 水的势能 水的动能 电能 2.水能的利用 早在1900多年前，我们的祖先就制造了木质的水轮，让流水冲击水轮转动，用来汲水、磨粉、碾谷。 （1）古代对水能的利用 水磨 摘自《天工开物》 水磨 水排：通过曲柄连杆机构将回转运动转变为连杆的往复运动 水车 水碓 水轮直接利用水的动能 水碾 （2）水力发电 通过水轮机带动发电机，可以将水的机械能转化为电能，再通过输电线送到用电地区。 一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。 三峡水电站 水电站剖面图 流动的风具有能量 风是流动的空气，风把风筝吹到天空，也就是对风筝做功；风能使你做的小风车飞转，即对小风车做功。所以，风具有机械能。 优点：不会枯竭，利用比较简单，不污染环境； 缺点：单机容量小，不稳定，变化大。 风 能 二 1.风能 2.风能的利用 （1）古代对风能的利用 其中立轴式大风车，是中国古代一项杰出的发明，主要应用于我国沿海地区及长江流域，用来带动龙骨水车等提取海水制盐或提水灌溉水田。 立轴式大风车（模型） 我国早在2000多年前就开始利用风来驱动帆船航行。至少1700多年前已开始利用风来推动风车做功。 利用风能的帆船 风力发电的原理：利用风吹动风车叶片旋转，将风能转化为风车叶片的动能，再通过发电机或其他机器将动能转化为电能。 （2）风力发电 内蒙古辉腾锡勒 风电场 新疆达坂城 风力发电场 浙江临海括苍山 风电场 甘肃酒泉千万千瓦级 风电场 中国新能源战略已经把发展风力发电作为重点项目 1.下列关于水能和风能的说法中，正确的是（ ） A、流动的河水只有动能，没有重力势能； B、风只具有动能，不具有重力势能； C、利用水能和风能都可以做连续性的工作； D、水能和风能都不会污染环境 【解析】流动的河水、风都具有动能和重力势能；利用水能和风能（不稳定）不可以做连续性的工作； 水能和风能都不会污染环境； 所以选项A、B、C均错误，D正确。 D 课堂练习 2.下列说法中错误的是(　　)。 A．潮汐能也像风能一样，取之不尽，用之不竭； B．用拦河坝提高水位，是为了增加水的重力势能； C．现代的大型水轮机，不但功率大，而且效率高； D．用水库的水发电，再把电送到工厂去，因此工厂一定要建在水库边 D 3.风能的优点是________和________；主要缺点是________和________。 【解析】风能是一种清洁的能源，利用起来比较简单，不污染环境，缺点是受自然条件影响比较大，不稳定也不便与储存，不适宜做一些连续性的工作。 答案是：利用简单；不污染环境；不稳定；不便储存。 4.如图所示，是中国科技馆“水能”展品。通过压水装置把质量相同的水提到不同的高度，水落下时带动水轮机发电，使 LED 灯亮起来。下列说法正确的是（ ）。 A．水能是不可再生能源； B．水力发电是将电能转化成机械能； C．水位越高，发电量越大； D．水被提升的高度越高，对其做功的功率越大 C $$