12.3 水能和风能 课件-2024-2025学年物理教科版（2024）八年级下册

12.3 水能和风能 教科版（2024）物理八年级下册 第十二章 机械能 1 目录 素养目标 01 课程导入 02 新课讲解 03 总结归纳 04 课堂练习 05 正确教育 2 素养目标 1.了解水能、风能都可以做功 2.知道水能和风能的利用及能量转化情况 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 在地球上，海水朝夕涨落，江河日夜奔流；有时微风拂面，有时狂风劲吹。从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。我们该如何利用这些资源？ 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 水能 5 观看视频：河流瀑布 自然界中的瀑布、河水和海浪都具有能量 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 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。 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 古代对水能的利用 水碓 水碾 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 我国水资源分布 我国水能资源非常丰富，蕴藏量约6.8×108kW，居世界第一位。但中国水能资源的地区分布很不平衡，70%分布在西南地区。按河流统计，以长江水系为最多，占全国的近40%，其次是雅鲁藏布江水系。黄河水系和珠江水系也有较多的水能蕴藏量。 金沙江拱坝 藏木水电站 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 修筑拦河坝提高上游水位，坝底装水轮机，发电机装在水轮机上面，它们的轴连接在一起，水轮机带动发电机发电。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。 水能发电站：将水的机械能转化成电能. 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 知识小结 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 风能 12 风把风筝吹到天空，对风筝做了功 风使小风车飞转，对风车做了功 风具有机械能 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 古代对风能的利用 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。 立轴式大风车（模型） 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。 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 利用风能的帆船 我国早在2000多年前就开始利用风来驱动帆船航行。 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几百台风力发电机，组成“风车田”，连在一起供电。 风能发电站 将风的机械能转化成电能. 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 利用风吹动风车叶片旋转，将风的动能转移为风车叶片的动能，再通过发电机或其他机器将动能转化为电能，这就是风力发电的原理。截至2022年底，我国风电装机容量达3.65×105MW，已经连续多年稳居世界第一。 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 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 我国大力实施新能源发展战略，风力发电机遍布山川、平原和海洋。风的流动无休无止，风能似乎取之不尽，这也曾启发了古人利用风来做功的设想。早在宋代之前就有了关于立轴式大风车的发明和使用的记载。这一类型风车的构造是怎样的？它如何借助风力来转动？ 请查阅资料弄明白这些问题，并试着做一个立轴式大风车模型。 立轴式大风车 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 视频演示：立轴式大风车 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 知识小结 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 我市利用如图所示的装置发电，能量主要来源于( ) A.潮汐能 B.化学能 C.风能 D.内能 C 经典例题 答案：C 解析：图示中的装置主要利用的是风力发电，将风能转化为电能。 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 简要回答下列有关水电站的问题。 （1）从能量转化的角度分析水力发电过程中的能量是怎样转化的。 （2）为水电站选址时，从能量利用角度来看，你将选择图甲所示A址，还是选择图乙所示B址？请说明理由。 经典例题 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 解析：（1）在水电站处，通常都要修筑拦河大坝以提高上游水位，其目的是增大水的高度，从而增大水的重力势能，水下落时转化的动能就越多，水推动水轮机转动，水轮机带动发电机发电，转化为电能。 （2）建设水电站选址时，从能量利用角度来看，选择图所示的B址；原因：B址与A址相比，B址的地势低，与水库的水位落差更大；在水的质量一定时，以B址为参照面，水库中的水相对于B址的重力势能更大，下落时，转化成的动能更多，推动水轮机发的电也更多。 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 正确教育 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 请阅读《风能及其利用》回答问题。 风能及其利用 风具有能量吗？“八月秋高风怒号，卷我屋上三重茅。”很久以前我们的祖先就用诗句描述了风可以推动物体，具有对外做功的本领。风能是空气流动产生的动能。动能是人类很早就认识的一种能量形式。你知道风能在人类的生活和生产中有哪些应用吗？ 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 我国风能资源丰富，立轴大风车及其驱动的龙骨水车（广泛应用不晚于12世纪）是体型巨大，结构复杂的风力提水机械，曾应用于农田灌溉和制盐生产（如图为现代仿制立轴大风车及龙骨水车）。立轴大风车最为特别之处在于风帆的自动调节功能，它巧妙地借助了中国式船帆的结构与操控方式，当风帆转到顺风一边，它自动与风向垂直，受风面积最大；当风帆转到逆风一边时，就自动与风向平行，所受阻力最小。风帆升起后，不论风向如何，风车可以接受360度任何方向的来风，使风吹动风帆转动起来，进一步驱动龙骨水车向上提水，操控运行便捷，灵活。 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 风能资源不同于化石燃料，风能是可再生无污染的清洁能源。在当今能源短缺情况下，开发风力发电满足能源需求得到重视（如图为风力发电机）。 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 风力发电是通过一定的装置，将风能转变成机械能，再将机械能转变为电能。如图所示为某风力发电机结构示意如图，它的原理是利用风力带动风车的旋转器（叶 片）旋转，再通过增速机将旋 转速度提升到发电机的额定转 速，又通过调速机构使其转速 保持稳定，然后连接到发电机 上发电，发电机利用电磁铁将 动能转化为电能。 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 依据目前的风力发电技术，大约3m/s的微风速度即开始发电。太小的风速不能利用，风力机能正常工作的风速一般为3~22m/s，超风速时，风力机自动闭锁。据测定，一台55kW的风力发电机组，当风速为9.5m/s时，机组的输出功率为55kW；风速为8m/s时，功率为38kW；风速为6m/s时，功率只有16kW；风速为5m/s时，功率仅为9.5kW。 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 我国的风力资源极为丰富，许多地区的平均风速都在3m/s以上，特别是东北、西北、西南地区和沿海岛屿，平均风速更大，适宜发展风力发电。风力发电的优点很多：清洁，环境效益好；可再生，永不枯竭；基建周期短；装机规模灵活。但也有一些不可回避的问题，如噪声大，占用土地多，不稳定不可控，影响鸟类生存等。 请根据上述材料，回答下列问题： （1）立轴风车及其驱动的龙骨水车风力提水机械工作过程中，风吹动风帆转动起来，进一步驱动龙骨水车向上提水，水被提到高处后，实现了风的___________（选填“动能”或“势能”）向水的势能的转换。 动能 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 （2）风力发电机工作时，有多种形式的能量转移或转化，请举出一例__________________。 （3）一位同学认为：对于同一台风力发电机组而言，任何风速情况下，风速越大，机组输出的功率越大。请写出你是否同意这位同学的说法___________，同时简述你的理由___________。 风能转变成机械能 不同意 见解析 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 答案：（1）动能 （2）风能转变成机械能 （3）不同意；见解析 解析：（1）风吹动风帆转动起来，风具有动能，驱动龙骨水车向上提水，水被提到高处，将风的动能转化为水的势能。 （2）由材料可知，风力发电是通过一定的装置，将风能转变成机械能，再将机械能转变为电能。 （3）不同意这位同学的说法，不是风速越大，机组输出的功率越大，风力机能正常工作的风速一般为3~22m/s，超风速时，风力机自动闭锁。 素养目标 课程导入 新课讲解 总结归纳 课堂练习 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 Lavf58.20.100 Packed by Bilibili XCoder v2.0.2 $$