17.2 能源的开发与利用 课件-------2025-2026学年沪科版（五四学制）物理九年级下学期

该初中物理课件围绕能源的开发与利用，系统讲解能源的定义、分类（直接/间接获得）、开发历程及新能源应用。通过上海东海大桥风电场等实例导入，衔接能量转移转化规律，搭建从生活现象到物理概念的学习支架。 其亮点在于融合视频（《能源》《人类能源进化史》）与实例分析，结合科学思维（分类辨析）和科学态度与责任（可持续发展）。例题（抽水蓄能电站、氢燃料无人机）联系实际，总结结构化，提升训练分层。学生能建立能量观念，教师可高效教学。

第2节 能源的开发与利用 通过本章内容的学习，你将知道能量守恒定律；了解能量利用效率及能量转移和转化具有方向性； 认识到人类面临的能源危机，体会节约能源和可持续发展的重要性。 九年级下册•沪科版 （五四•学制） 崇山峻岭间奔腾的水流通过发电机把机械能转化为电能。合理地利用自然界中蕴藏的能量，是人类需要解决的重大课题。本章我们将学习能量转移和转化的规律、能源开发利用与可持续发展的关系。 第17章 能量的转移和转化 能源 导入新课 第2节 能源的开发与利用 广阔海面上的风蕴含着巨大的能量，这种能量可以转化为帆船的动能，使帆船航行；也可以驱动风力发电机的叶轮进行发电。图所示为上海东海大桥海上风力发电场，通过风力发电机把风能转化成电能。 在广阔的大自然中我们如何才能获得所需的能量呢？ 能量的由来 01 能源的开发与利用的历程 02 STSE——燃料电池 03 课堂总结 04 提升训练 05 第2节 能源的开发与利用 一、能量的由来 第2节 能源的开发与利用 一、能量的由来 1. 能源 能量以各种形式蕴藏在大自然中，使世界呈现出生机勃勃的景象。例如，水能，风能，内能，太阳能等。 把能够提供能量的物质资源叫做能源。例如，秸秆、薪柴、石油、煤炭、天然气等。 一、能量的由来 2. 能量的由来——太阳 地球上大部分能源所具有的能量都来自太阳。 草原上的日出 水能 太阳的照射使地表的水蒸发形成雨和雪，雨雪降落到地面形成河流，流动的水具有水能。 一、能量的由来 由于地球上的日照不均匀，地球表面的不同区域存在温差，引起大气流动产生风能。 中国内蒙古辉腾锡勒草原上的风电场集群 一、能量的由来 3. 能量的分类 （1）从自然界直接获得的能源 大自然给予我们丰富的馈赠，有些能源可以从自然界直接获得，如风能、水能、地热能、核能、煤、石油、天然气等能源，在农村生活中常见的秸秆、薪柴等也可以从自然界直接获得。 地热能 秸秆 焦炭 一、能量的由来 （2）经过加工或转化而来的能源 有些能源不能从自然界直接获得，但可以经过加工或转化而来，例如需对石油进行提炼才能获得汽油，需对煤进行加工才能获得焦炭，生活中常见的电能也是由其他形式的能源转化而来的。 一、能量的由来 视频欣赏——《能源》 一、能量的由来 【例题1】下列需要消耗自然界的能源来获取的是（　　） A．水能 B．风能 C．电能 D．太阳能 C 【解析】ABD．水能、风能、太阳能都可以从自然界源源不断的得到，不需要消耗自然界的能源来获取，故ABD不符合题意； C．我们生活中使用的电能不是直接从自然界中获得的，需要消耗自然界的其它能源来获取；故C符合题意。 故选C。 二、能源的开发与利用的历程 第2节 能源的开发与利用 二、能源的开发与利用的历程 能源的开发与利用对人类文明的进步有着深远影响，人们探索开发利用能源的脚步从未停止过。历史上曾经历多次重大能源变革，每一次新的能源开发利用和技术突破，都极大地促进了生产力的提高和文明的进步。 二、能源的开发与利用的历程 1. 火的利用 人类历史上第一次意义重大的能源革命是对火的利用，由此人类开发利用能源的时代正式开启。 从“钻木取火”开始，意味着火这种自然力被人类初步掌握，从而使人类走出了茹毛饮血的时代。农业文明时代的秸秆、薪柴等是火力的主要来源。 钻木取火 二、能源的开发与利用的历程 2. 风能 风能曾作为重要的能源很早就被人们开发利用，主要用于船舶航行、风车灌溉等。唐代诗人李白留有脍炙人口的著名诗句“乘风破浪会有时，直挂云帆济沧海”，可见古人已知道利用风能。 二、能源的开发与利用的历程 3. 水能 水能的开发利用也有着悠久的历史，应用于农业、冶炼、纺织等多个领域。我国劳动人民对水力的机械化利用远在汉代时就已经出现，如图所示，汉代学者桓谭在《桓子新论》中记载了一种用水力舂米的机械—水碓。 正是由于水力机械的广泛应用，极大地推动了当时社会生产力的发展。 二、能源的开发与利用的历程 4. 化石能源 （1）煤炭 在近代，能源的开发利用迅猛发展。18世纪蒸汽机的发明，开启了人类将内能大规模转化为机械能的时代，煤炭以其高热值、分布广的优点成为全球第一大能源。 早期的蒸汽机 二、能源的开发与利用的历程 （2）石油 随后，人们发明了以汽油和柴油为燃料的内燃机，石油以其更高热值、更易运输等特点，成为了新的重要能源。 石油炼化厂 二、能源的开发与利用的历程 5. 电能 19 世纪初电磁感应现象的发现，使人类进入了大规模获取电能的时代，电能被广泛应用于动力、照明、通信、广播等各个领域，在我们的生产生活中起到重大的作用。 智能家居控制在厨房 二、能源的开发与利用的历程 6. 核能 20 世纪近代物理学的成果为核能的利用奠定了理论基础，核能技术的不断进步和转化应用，极大提高了人类社会生产力水平。 核电站 二、能源的开发与利用的历程 视频欣赏——《人类能源进化史》 【例题2】2022年3月23日，位于我市境内的山东最大抽水蓄能电站沂蒙电站正式投产，总装机容量120万千瓦。抽水蓄能电站 是为了解决电网高峰、低谷之间供需矛盾而产生的，是间接储存电能的一种方式。在下半夜用电低谷时，它利用过剩的电力驱动水泵，将水从下水库抽到上水库储存起来，次日白天和前半夜用电高峰时，再将水放出发电，并流入下水库。其工作原理如图。 属于 二、能源的开发与利用的历程 （1）储能时，水泵利用多余的电能将下水库的水抽到上水库，多余的电能转化为水的重力势能；抽水机抽水是利用________的作用把水“吸”上来的； （2）发电时，发电机将水的动能转化为_____能，发电机的工作原理是_______；发电时所利用的水能，_______从自然界直接获得的能源。（选填“属于”或“不属于”）。 大气压 电 磁感应现象 【解析】 （1）蓄能时，水被抽到上水库中，水的高度增加，所以电能转化为水的重力势能，抽水机抽水时通过活塞上移或叶轮转动使抽水机内水面上方的压强减小，水在外界大气压的作用下被压上来。 （2）发电时，发电机是利用电磁感应的原理工作的，工作时将水的动能转化为电能，因为水能从自然界源源不断地获得，属于从自然界直接获得的能源。 二、能源的开发与利用的历程 三、STSE——燃料电池 第2节 能源的开发与利用 三、燃料电池 燃料电池是一种新型能量转化装置，它将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转化成电能。 燃料电池具有很高的经济价值，目前实际运行的各种燃料电池的转换效率一般在45%～60%。燃料电池被誉为继水力、火力、核电之后的第四代发电技术。 1. 燃料电池 化学能 电化学反应 燃料与氧化剂 电能 25 三、燃料电池 20世纪60年代初，我国便开始燃料电池的研究，目前在燃料电池的研发和应用方面取得了许多重要成果。 2023年3月2日，由我国自主研发的国内首列氢燃料混合动力铰接轻轨车正式下线，创造了零排放、零污染中运量轨道交通列车的“国内首例”。 2. 燃料电池的应用 氢燃料混合动力铰接轻轨车 26 三、燃料电池 2023 年10月11日，我国首艘氢燃料电池动力示范船“三峡氢舟1”号在湖北宜昌首航成功，标志着氢燃料电池技术在我国内河船舶应用上实现零的突破。 “三峡氢舟1”号氢燃料电池动力船行驶在宜昌长江三峡西陵峡 27 【例题3】2024年珠海航展再度引领全球航空科技 的目光，数十款国产新型无人机成为航展上的耀眼明星，无人机蜂群加速升空时，重力势能_______（选填“增大”“减小”或“不变”，下同），到达一定高度时保持水平匀速飞行过程中，机械能_______ ，青鸥30B无人机采用氢燃料电池发电为无人机提供动力，从能的转化角度看，氢燃料电池工作时把______能转化为电能。 化学 三、燃料电池 【解析】无人机蜂群加速升空时，质量不变、高度增加，重力势能增大。 到达一定高度时保持水平匀速飞行过程中，质量不变，高度不变、速度不变，动能和势能都不变，动能和势能统称为机械能，所以机械能保持不变。 从能的转化角度看，氢燃料电池工作时内部发生化学变化，对外提供电能，其对外供电时，把化学能转化为电能。 增大 不变 28 四、课堂总结 第2节 能源的开发与利用 课堂总结 能源的开发与利用 ①把能够提供能量的物质资源叫做能源； ②地球上大部分能源所具有的能量都来自太阳。 ③能量的分类：从自然界直接获得； 经过加工或转化而来。 ①火的利用； ②风能； ③水能； ④化石能源； ⑤电能； ⑥核能。 能量的 由来 能源的开发与利用 30 五、提升训练 第2节 能源的开发与利用 五、提升训练 【解析】ABD．水能、风能、太阳能都可以从自然界源源不断的得到，不需要消耗自然界的能源来获取，故ABD不符合题意； C．我们生活中使用的电能不是直接从自然界中获得的，需要消耗自然界的其它能源来获取；故C符合题意。 故选C. 1. 下列需要消耗自然界的能源来获取的是（　　） A．水能 B．风能 C．电能 D．太阳能 C 五、提升训练 2. 下列能源中不是来自太阳的是（　　） A．风能 B．水能 C．化石能源 D．地热能 D 【解析】地热能来源于地球内部，而风能，水能，化石能源都间接的来自于太阳能。 故选D. 五、提升训练 【解析】A．核电站利用核裂变反应发电，故A错误； B．太阳向外辐射的能量，来源于内部原子核发生的核聚变反应，故B错误； C．风能、水能、太阳能，都可以从自然界直接获得，故C正确； D．能量的转化与转移都是有方向的，能量守恒定律也总是成立的，故D错误。 故选C. 3. 关于能源和能量，下列说法正确的是（ ） A．核电站利用核聚变反应发电 B．太阳向外辐射的能量，来源于内部原子核发生的核裂变反应 C．风能、水能、太阳能，都可以从自然界直接获得 D．能量的转化与转移都是有方向的，因此能量守恒定律不成立 C 五、提升训练 4．为了满足乡镇居民晚上的照明需要，很多乡镇在街道两旁装了风光互补型太阳能道路灯，查资料得知，它是利用风能和太阳能系统共同发电的装置。如图所示，它是由小风扇、太阳能电池板、蓄电池、照明灯组成，下列解释合理的是（ ） A．太阳能电池板是将光能转化为电能的装置 B．蓄电池白天充电时，将化学能转化为电能 C．照明灯工作时，将电能转化为光能和风能 D．小风扇是风力发电机，工作时将电能转化为机械能 A 五、提升训练 【解析】A．太阳能电池板工作时，消耗光能，产生电能，将光能转化为电能，故A符合题意； B．蓄电池在白天充电时，消耗电能，产生化学能，将电能转化为化学能，故B不符合题意； C．照明灯工作时，将电能转化为光能和内能，故C不符合题意； D．小风扇属于风力发电机，在工作时，将机械能转化为电能，故D不符合题意。故选A. 五、提升训练 5. 关于能量，下列说法正确的是（　　） A．能量是与物体运动有关的物理量，所以静止的物体没有能量 B．火力发电厂将煤炭燃烧释放的能量转化为电能 C．风能、电能、核能等一切能量都来源于太阳 D．不同形式的能量之间可以相互转化，因此能量的转移，转化没有方向性 B 五、提升训练 【解析】A．一切物体都具有内能，静止的物体也有内能，故静止的物体也有能量，故A错误； B．自然界中的各种能量可以相互转化的，且总量不变，火力发电厂就是将煤炭燃烧释放的能量转化为电能，故B正确； C．风能和核能可以直接从自然界获得，而电能不能直接从自然界获得，通常是由其他形式的能转化而来，与太阳无关，故C错误； D．不同形式的能量之间可以相互转化，在转化过程中一部分能量不能被收集起来重新利用，能量转化向减少的方向，因此能量的转移、转化具有方向性，故D错误。故选B. 五、提升训练 6. 该图是上海世博会中国馆展出名为“叶子”的小型低碳化未来汽车。车顶部的巨型叶子实际上是一个高效光电转换器，它可将______能转化为电能；车轮的轮毂其实是四个风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为______能，充入自身电池储存起来。 电 【解析】高效光电转换器，消耗光能，产生电能，即它可将太阳能转化为电能。 风力发电机，可以把捕捉到的风能转化为电能，充入自身电池储存起来。 光 Lavf59.27.100 Lavf59.27.100 $