第1节 能源利用的现状和面临的挑战（教学课件）物理新教材人教版九年级全一册

第1节 能源利用的现状和面临的挑战 物理九年级全一册 •人教版 第二十二章 能源与 可持续发展用 学习目标 01 02 03 04 物理观念 ①了解人类利用能源的历程，区分不同类型的能源，列举常见的不可再生能源和可再生能源。②了解人类能源利用面临的挑战，强化能量观念。 科学思维 收集各种形式能源的资料，并结合能源特点进行分类整理、归纳总结发展科学思维能力。 科学探究 通过观察和分析生活现象，感悟各种能量与生产生活的联系，发展观察和分析能力。会通过多种方式收集信息，发展获取证据的能力。 科学态度与责任 了解我国和世界的能源状况，增强保护环境、节约能源的意识，具有在力所能及的范围内为人类可持续发展作贡献的意识。 重点难点 教学重点 教学重点 ①能源的分类方式； ②世界及我国能源利用的现状；③能源利用引发的环境问题。 ①分析能源消耗数据，预测能源趋势；②从多学科视角理解能源利用与环境、经济的复杂联系。 课堂导入 注意看，来自飞机与汽车的速度较量，想想他们的动力是从何而来的？ 探究新知 人类利用能源的历程 1.能源：能够提供热、光、机械能和电能等各种形式的能量来源就叫能源。 篝火 蜂窝煤 燃气灶 路灯 风力发电 工业炼钢 太阳能发电 电动车 生产和生活中利用的这些能量，是通过哪些能源提供的？ 探究新知 2. 人类利用能源的历程 柴薪能源 石油 电能 钻木取火,开启了人类以柴薪为主要能源的时代。 蒸汽机令人类成功地将燃烧获取的内能转化为机械能。主要能源从柴薪转向热值更高的煤。 煤 内燃机的出现使得，世界进入石油时代。 电能的广泛应用又开启了一个新的时代。电能是我们所使用的最主要的能源之一， 化石能源 探究新知 化石能源 　　我们今天大规模使用的煤、石油和天然气，是千百万年前埋在地下的动植物经过漫长的地质年代形成的称为化石能源。 石油、天然气的形成 煤的形成 探究新知 电能 　　现代社会，电能是我们所使用的最主要的能源之一，电能便于输送和转化，是我们最方便使用的能源。各种各样的用电设备，将电能转化为其他各种形式的能量。 电能便于输送和转化 探究新知 　　2012年7月4日，三峡水电站32台机组全部投入工作。自2003年三峡工程正式开始发电，到2012年7月之间，三峡电站发电量累计达到5648亿千瓦时，相当于从滚滚长江中捞起了近2亿吨标准煤，减排二氧化碳4亿吨、二氧化硫500多万吨。 提高上游水位 增加水的势能 水快速流动，推动水轮机转动 水轮机转动带动发动机发电 探究新知 3. 能源的分类 能在短期内从自然界得到补充的能源。 不能在短期内从自然界得到补充的能源。 如：煤、石油、天然气等化石能源。 如：太阳能、风能、水能以及生物质能等。 能源 一次能源 二次能源 可再生能源 不可再生能源 由一次能源转化而来的能源叫作二次能源。 如电能、氢能、酒精沼气等。 探究新知 能源利用面临的挑战 ①涉及热现象的能量转化和转移过程是有方向性、不可逆的。 1.能源利用的现状 低温物体 高温物体 消耗其他形式的能量 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转移到高温物体，就需要消耗其他形式的能量。 探究新知 ②能源是有限的 　　由于世界人口的增加和经济的不断发展，能源的消耗量持续增长。特别是近几十年来，能源消耗量的增长速度明显加快。 全世界的能源消耗量折合成热值为2.93×107 J/kg的标准煤来计算，1950年为26亿吨，1987 年为110多亿吨，2007年 达 到 160 亿 吨，2022 年 达 到 205 亿 吨。如果长期大规模开采，化石能源最终将会消耗殆尽。 探究新知 中国能源的生产与消费以煤炭为主，人均能源拥有量不足世界平均水平的一半，人均能源消费量也明显低于世界平均水平。 探究新知 2. 环境污染 　　在耗用各种能源时，不可避免地会对环境造成影响。 此外，煤、石油、天然气等燃料往往含有杂质，致使燃烧生成的气体中含有二氧化硫等有害物质。燃料的不完全燃烧还会产生粉尘和一氧化碳，对人和环境造成危害。 开发新能源、更好地利用已知能源，是全球范围内的重要课题。 探究新知 新能源汽车是电力驱动，相对于传统汽车的优点: 零污染、能源转化率更高。 我国是世界上第一产煤大国，煤的储藏量很大，直到现在煤在我国仍作为第一能源。煤中能量从根本上说来源于（　　） A．地热与地压的作用 B．光合作用固定的太阳能 C．细菌的分解和侵蚀作用 D．地球与其他天体的相互作用 【学习任务一】能源及其分类 探究新知 B 解：植物进行光合作用制造有机物，储存能量，植物死后，其尸体的一部分被腐生细菌或是真菌分解，剩下的植物的这些残骸经过一系列的演变形成了煤炭，所以，煤中储存的能量来源于植物，植物中的能量来源于太阳能（或光能），故B正确。 故选：B。 下列说法正确的是（　　） A．目前核电站利用的核能与太阳内部能量的产生方式相同，核能属于不可再生能源 B．太阳能、风能和地热能属于可再生的一次能源，电能属于二次能源 C．卫星通信利用高频率微波来传输信号是因为电磁波的频率越高传输速度越快 D．北斗卫星导航系统利用了电磁波能够传递能量的性质 【变式训练一】可再生能源和不可再生能源 探究新知 B 解：A、目前核电站利用的核能是核燃料发生核裂变产生的，太阳内部能量的产生方式是核聚变，核能会越用越少，不能在短期内从自然界得到补充，属于不可再生能源，故A错误； B、太阳能、风能和地热能可以从自然界直接获得，属于可再生的一次能源，电能无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，属于二次能源，故B正确； C、卫星通信利用高频率微波来传输信号，但电磁波的传输速度一定，故C错误； D、北斗卫星导航系统利用了电磁波能够传递信息的性质，故D错误。 故选：B。 2024年上半年，中国汽车出口量增长31%，有望连续两年位居全球出口量第一。其中某款电动智能汽车采用内燃机与电动机混合动力系统，该款汽车启动时，内燃机不工作，电池输出能量驱动汽车。下列对电动智能汽车的分析正确的是（　　） A．电动智能汽车替代燃油汽车，会增加碳的排放 B．人工智能系统所使用的芯片主要由超导体材料制成 C．电动智能汽车启动时，电池输出的电能属于二次能源 D．电动智能汽车启动时，电池的化学能直接转化为汽车的机械能 【变式训练二】能源及其分类 探究新知 C 解：A．电动智能汽车替代燃油汽车，会较少碳的排放，故A错误不符合题意； B．人工智能系统所使用的芯片主要由半导体材料制成，故B错误不符合题意； C．电能是消耗其它能源经过加工转换来的，属于二次能源，故C正确符合题意； D．电动智能汽车启动时，电池将化学能转化为电能，然后通过电动机将电能转化为机械能，从而驱动汽车运行，故D错误不符合题意。 故选：C。 科学·技术·社会·环境 燃煤发电的清洁技术 　　煤发电的原理是：用煤燃烧产生的热量加热水，使之变成高温高压的水蒸气，然后推动汽轮发电机组发电。 探究新知 提高发电效率：对水蒸气进行二次加热，使它继续推动发电机发电。 降低污染：煤在燃烧前会经过洗选，在充分燃烧后， 发电厂会对排出的烟气进行脱硫除尘等净化处理， 减少二氧化硫等污染物的排放。 碳捕集技术：碳捕集技术能够将烟气中的二氧化碳大规模收集起来，制成纯度为99.5%的工业级合格液态二氧化碳产品，对实现“碳达峰碳中和”目标具有重要意义。 清洁高效的火力发电 课堂小结 能源利用的现状和面临的挑战 人类利用能源的历程 能源利用面临的挑战 能源 人类利用能源的历程 能源的分类 一次能源 二次能源 可再生能源 不可再生能源 1. （2025•武侯区校级模拟）能源是世界永恒的话题。对于能量、能源的认识，下列说法正确的是（　　） A．做功过程只能实现能量的转化不能实现能量的转移 B．水能是可再生能源也是一次能源，电能是二次能源 C．要做到“节能减排”唯一途径是提高能量转化效率 D．只要做好技术保护，核能是没有污染的 B 课堂练习 解：A、做功过程不仅能实现能量的转化也能实现能量的转移，故A错误； B、水能可以在自然界里源源不断地得到，也可以从自然界直接获取，因此既属于可再生能源，也属于一次能源；电能无法从自然界直接获取，必须通过消耗一次能源才能得到，属于二次能源，故B正确； C、提高能量转化效率不是“节能减排”的唯一途径，只是措施之一，例如提倡绿色出行也可以节能减排，故C错误； D、核能利用过程中存在放射性物质泄漏和核事故的风险。核废料的处理和处置是一个难题，需要解决长期储存和处置问题。因此，即使做好技术保护，也不能完全排除核能污染的可能性，故D错误。 故选：B。 课堂练习 点评：此题考查了能量的转化和转移、能源的分类、核能的利用，难度不大，属基础题目。 2. （2023•宜宾）人类在现代生活中广泛使用化石燃料，燃料燃烧时发热，将_____能转化为内能，同时产生了大量的____________气体，加剧了地球的温室效应。因此减少化石燃料的使用，开发新能源是未来理想能源的发展方向。 二氧化碳 课堂练习 解：温室效应是指由于二氧化碳排放量增大，而导致的地球变暖的现象，现代工业的发展、工厂废气大量排放、汽车、飞机尾气的大量排放都会造成二氧化碳排放过量，加剧温室效应；化石燃料燃烧过程中将化学能转化为内能，同时产生了大量的二氧化碳气体。 故答案为：化学；二氧化碳。 点评：本题考查了能量的转化、温室效应问题。 化学 3.（2025•江油市二模）关于信息、能源和材料，下列说法中正确的是（　　） A．为降低能量损耗，可用超导材料制成电饭煲的电热丝 B．目前核电站利用核能发电，核反应堆中发生的是核聚变反应 C．5G网络与4G网络的电磁波在真空中传播的速度相等 D．我国南海海域深处蕴藏的大量石油属于可再生能源 课堂练习 C 解：A．电饭煲的电热丝是利用电流的热效应工作的，根据焦耳定律可知，电流通过超导材料不会产生热量，不可用超导材料制成电饭煲的电热丝，否则电饭煲煮不熟饭，故A错误； B．核电站利用核能发电，核反应堆中发生的是可控的核裂变反应，而核聚变反应目前还不能用于核电站发电，故B错误； C．电磁波在真空中传播的速度相同，所以5G网络与4G网络电磁波在真空中传播的速度相等，故C正确； D．我国南海海域深处蕴藏的大量石油是经过漫长的地质年代形成的，短期内不能再生，属于不可再生能源，故D错误。 故选：C。 课堂练习 点评：本题主要考查学生对超导体、核裂变与核聚变、电磁波的传播、可再生能源和不可再生能源等知识的了解和掌握。 布置作业 1.基础性作业：完成课件中的课堂练习。 2.拓展性作业： 根据你的了解，说出你家庭近20年能源使用的变化。说出能源形式的变迁情况和人均能源消耗数量的变化情况。 谢谢聆听 谢谢聆听 $