22.3 跨学科实践：为节约能源设计方案 课件 2025-2026学年人教版九年级物理全一册

跨学科实践:为节约能源设计方案 人教版九年级物理 阅读思考 化石能源目前仍是世界上许多国家的主要能源,但化石能源的大量开采利用使化石能源接近枯竭,也给人类生存环境带来极大的隐患。石油危机、环境污染,在全球范围内引起了人类对能源问题的思考,我国对此问题尤为重视。为了解决环境污染、能源枯竭问题,中国率先在75届联合国大会上提出“碳达峰”、“碳中和”两个奋斗目标,同时大力发展风能、太阳能等新能源。 阅读思考 由以上材料和图中的数据,我们能清晰看到,能源的过度消耗不仅让我们面临能源短缺的危机,还对环境造成了严重破坏。那么,作为新时代的我们,能为节约能源做些什么呢?这就是我们今天要探讨的课题——为节约能源设计方案。 一、项目提出 为节约能源设计方案之前,请思考并回答下面的问题: (1)冬天我们用热水袋取暖,这是能量的哪种形式变化? (2)家里的铁锅导热很快,铁的热导率高吗?能否快速将热量传递给食物? (3)保温瓶内胆所用材料热导率高还是低?能否减少热量散失? 内能的转移(热传递) 铁的热导率较高,在金属中属于中等偏上水平 保温瓶的内胆通常由玻璃制成,玻璃属于热的不良导体;此外,保温瓶内胆夹层抽成真空,能有效减少热量散失。 一、项目提出 (4)你在生活中遇到过哪些浪费能源、污染环境的问题? ①家庭用电:用电器长时间待机等。 ②资源利用:一次性用品过度使用等。 ③工业生产:工厂废气、废水未经处理直接排放等。 …… 二、项目分析 制订优化自己家 庭 能 源 使 用 的 具 体 方 案,首 先应该了解家庭使 用 能 源 的 具 体 情 况,然 后 有 针对性地提出优化 方 案,分 析 它 的 有 效 性 和 可 行性,并与他人交流讨论,对方案进行改进。 三、项目实施 1.调查家中能源的使用情况 调查家中能源的用途、类型,估算每种能源一段时间内的消耗量,确定哪些用途的能源消耗比较多,设计表格,并将能源消耗量记录在表格中。 7 三、项目实施 2.选取优化对象与确定改进方法 (1)根据调查结果,思考家中在哪些方面的能源使用可以优化,其中又有哪些是要优先改进的。 (2)确定节能方法时,需要从哪些角度分析? 3 .制订与检验设计方案 方案一:为房屋加装保温层 ①明确思路。选择保温能力比较强的材料将房间“包裹”起来。 三、项目实施 ②选取材料。 根据材料的厚度、热导率、干燥程度、与外界的接触面积,以及外界温度等因素进行选取,还要从材料的环保性、价格、耐火性,以及是否容易安装等方面进行评估。 ③确定方案。 选定了保温材料后,围绕房间的安装位置,保温材料的规格、尺寸需要满足的要求,门窗保温处理的方法等问题制订具体的设计方案。 三、项目实施 ④制作模型与测试。 制作一个简易模型来模拟我们的家,选择身边容易获取、安装,与实际保温材料热导率相近的材料,将其安装在“家”中的相应部位。为了检测保温效果,可以将相同质量的冰块装在塑料袋中,分别放入没有保温材料和装有所选保温材料的“家”中,将“家”放置在相同的环境下,经过相同的时间后将冰块取出并进行比较,通过比较冰块质量的变化来评估设计的保温效果。 三、项目实施 方案二:为家庭用车提供建议 ①明确思路:调查新能源汽车能否替代自己家中的燃油汽车,以减少能源消耗,并对环境更加有益。 ②开展调查并论证以下问题 与传统燃油汽车相比,新能源汽车是否更加节能和环保?与传统燃油汽车相比,新能源汽车是否满足人们的日常使用需要?还有哪些局限性,还需要如何改进? 练习 “能源和环境”是世界各国共同面临的问题,保护环境、节约能源要从我做起,下列做法需要改正的是( ) A .尽可能用太阳能热水器代替电热水器 B .养成及时关掉水龙头和人走关灯的习惯 C .用洗脸水冲厕所,将废报纸、空酒瓶等送到废品收购站 D .及时将厨余垃圾、废旧电池装在一起丢入垃圾箱 D 四、展示交流 1.形成具体的方案后,需要与大家进行交流讨论,找出方案的不足和改进办法。 2.归纳出一些具体的家庭能源使用的优化方法。估算一下,如果你的家庭按照设计方案优化能源的使用,每年会节约多少能源?如果全国所有家庭都采取类似的节能措施,会节约多少能源? 13 跨学科实践:为节约能源设计方案 项目实施 项目分析 调查家中能源的使用情况 选取优化对象与确定改进方法 制订与检验设计方案 展示交流 项目提出 14 $