21.2 跨学科：能源的开发与利用 课件 2025-2026学年沪科版九年级全一册物理

该初中物理课件围绕能源的开发与利用，涵盖能源分类、核能特点及新能源开发等核心知识点。通过展示中国与世界能源结构饼图导入，引导学生从能源分类、利用阶段到环境问题，构建“现状-问题-解决方案”的知识支架。 其亮点在于融合科学思维（如饼图数据分析）与科学态度与责任（雾霾、北极熊等环境案例），通过核能链式反应原理、羊八井地热电站等实例培养能量观念。采用情境探究与当堂检测，助力学生联系实际，教师可高效开展教学。

第二十一章 能源、材料与社会 第2节 跨学科：能源的开发与利用 1.能列举常见的不可再生能源和可再生能源。 3.通过具体的事例，体会新能源的开发和利用与人类生存和社会发展的密切关系。 2.知道核能的特点和核能利用可能带来的问题。 学习目标 阅读下列材料，你有什么想说的？ 观察思考 新知导入 自然界中部分能源情况 自然界存在多种能为人类提供生活、生产所需的能源。 知识点一、人类对能源的利用 新知探究 1.能源的分类 （1）可再生能源：可长期提供或可以再生的能源 如：太阳能、风能、水能以及动植物等 （2）不可再生资源：一旦消耗就很难再生的能源 如：煤、石油、天然气和铀矿等矿物能源 新知探究 2.能源利用的几个阶段 （1）人类对木材、水力、风力、畜力等 自然资源的利用； 我国古代对水能的利用 新知探究 （2）大约在200多年前，由于煤的大量开采，人类利用能源的历史进入了一个崭新的时期。 用煤作燃料的蒸汽机的发明，带来了人类历史上的第一次工业革命。各种机械以及交通工具的相继发明大大提高了社会生产力。随后，石油、天然气先后成为人类生产、生活广泛使用的能源。 新知探究 通过对电磁的研究，人类找到了开发和利用能源的新途径，各种电器设备的发明，使人们生活水平、生活质量得到极大的改善。 （3）电能的利用为人类带来了一个光明、灿烂的新世界 新知探究 能源的大量开发和使用，也造成了环境污染与生态破坏 石油泄漏造成的污染 工厂的废气污染 3.能源与环境 新知探究 雾霾中的北京 全球暖化导致北极熊饥不择食，大熊吃小熊 泄露的石油会污染海洋、煤燃烧产生的二氧化碳和烟尘会造成空气污染、温室效应……怎样解决利用能源与保护环境的问题呢？ 新知探究 核能 由于原子核的变化而释放出的巨大能量叫做核能。核能的开发和利用采用以下两种方式：一种是利用核裂变释放能量；另一种是利用核聚变释放能量。 （1）核裂变 ①概念：较重的原子核裂变为较轻的原子核的一种核反应。研究发现，铀原子核在中子的轰击下将会产生裂变反应。 每一个铀原子核的裂变除了要产生大量的热量以外，还要产生2到3个以上的中子。 ②说明：原子核在裂变时，能够释放出巨大的能量 。1kg铀全部裂变，释放的能量超过 2000 t 煤完全燃烧时释放的能量。 知识点二、开发核能与重视核安全 新知探究 ③链式反应 用中子轰击铀 235原子核 ，铀核分裂时释放出核能， 同时还会产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核，使其他铀核发生裂变……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量的核能。这就是裂变中的链式反应（如图所示）。 新知探究 ④ 核电站 a. 核心设备：核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。 b. 核反应特点：核反应堆中发生的链式反应是可控的，核反应堆能缓慢地释放出核能。 c. 核电站的工作原理：它以铀为核燃料，反应堆中放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮机转化为机械能，再通过发电机转化为电能。 d. 能量转化：核能→内能→机械能→电能。 新知探究 ⑤ 原子弹 а.原理：链式反应不加控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放出巨大的能量。 b.特点：威力巨大，破坏力强，爆炸地长时间有放射性残留，不再适宜人类居住。 我国第一颗原子弹爆炸 新知探究 （2）核聚变 ①概念：核聚变是较轻的原子核结合成为较重的原子核的一种核反应。它是产生核能的另一种方式。 如图所示是氘核和氚核结合成为氦核的聚变过程。这种核反应会释放巨大的能量。 利用核聚变也能制造核武器。氢弹就是利用核聚变原理制造的一种威力比原子弹还要大得多的核武器。 新知探究 ②聚变的应用 a. 氢弹：大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量，氢弹就是利用这一原理制成的。 b. 现在无法和平利用：迄今，人们还不能像控制核裂变那样，使核聚变在人工控制的条件下进行。 c. 太阳内部时刻进行着大規模的聚变，并以电磁波的形式向外释放核能，这就是太阳能的来源。 利用核聚变原理制造的氢弹爆炸时产生的巨大的蘑菇云 新知探究 优点：能量巨大、分布广泛、无污染、安全、经济。 缺点：能量分散、且又间断和不稳定。 太阳能的特点 太阳能的利用 太阳能储热 太阳能直接发电 知识点三、开发新能源 1. 太阳能 新知探究 太阳能储热 太阳能热水器、太阳能灶等 太阳能转变为热能 新知探究 太阳能直接发电 太阳能电池、太阳能汽车等 太阳能转化为电能 新知探究 风具有很大的能量，人们很早就学会了利用风能行船、抽水、磨谷…… 风力发电 2.风能 新知探究 地热 地球内部具有的热能称为地热能，是地球本身蕴藏的能量。 应用形式：地下热水、地热蒸气。 应用范围：发电、洗浴、取暖、灌溉等 3.地热能 新知探究 西藏羊八井地热电站是我国最大的地热电站 新知探究 潮汐能是由于地球和月球、太阳相互作用产生的能量。 涨潮时 退潮时 潮汐电站工作原理 4.潮汐能 新知探究 浙江温岭江厦潮汐电站全国第一、世界第三 新知探究 跨学科： 能源的开发与利用 开发新能源 人类对能源的利用 开发核能与重视核安全 能源的分类 能源利用的几个阶段 核裂变 能源与环境 核聚变 太阳能 风能 地热能 潮汐能 课堂小结 1．下列能源中，属于不可再生能源的是( ) A．太阳能　　　　 　 B．风能 C．石油 D．水能 C 当堂检测 2．关于核反应，下列说法正确的是( ) A．核裂变是轻核结合成重核 B．核聚变需要中子轰击 C．原子弹利用核裂变原理 D．氢弹利用核裂变原理 C 当堂检测 3．风能是一种清洁能源，备受我国重视，用风能发电的主要优点是 ( ) A．需要大量燃料 B．清洁且可再生 C．只能在沿海地区使用 D．发电效率稳定不变 B 当堂检测 4．我国正在大力推进新能源开发，下列相关说法正确的是( ) A．潮汐能发电仅利用涨潮时的水位差 B．氢能源燃烧产物是水，因此储存和运输无安全隐患 C．可控核聚变技术已成熟，可大规模应用 D．光伏发电是将太阳能直接转化为电能 D 当堂检测 $