12.4 能源与可持续发展 课件-2026-2027学年高二上学期物理人教版必修第三册

该高中物理课件围绕能量守恒定律、能量转化方向性、能源分类与可持续发展展开，通过图片提问能量转化实例导入，以“能量守恒为何需节约能源”衔接前节知识，搭建从理论到实际应用的学习支架。 其亮点在于结合永动机案例培养科学思维的质疑创新能力，通过温室效应、酸雨等环境问题强化科学态度与责任中的社会责任意识。采用问题驱动和案例分析深化物理观念，随堂练习联系绿色发展实际，助力学生理解能量品质与节约能源的必要性，为教师提供结构化教学资源和实例支撑，提升教学效率。

第十二章 电能 能量守恒定律 第4节 能源与可持续发展 1 我们知道，内能可以转化成电能，电能可以转化成光能、内能或机械能…… 既然能量是守恒的，不会凭空消失，为什么我们还要节约能源呢？ 电能转化为光和内能能 化学能转化为动能和内能 各种形式的能之间可以相互转化 下面图片说明了哪些能量参与转化？ 新知导入 01 掌握能量守恒定律的内容，知道其重要意义 02 了解什么是能量耗散和能源品质降低， 03 认识当前环境问题，增强环境保护和可持续发展的意识 04 认识自然界中能量转移或转化的方向性 学习目标 一、能量守恒定律 机械能守恒定律告诉我们，做机械运动的物体具有动能和势能，相互之间可以转化： 重力势能和动能相互转化 在电路中，电源将其他形式能转化为电能，负载又将电能转化为内能、光能和机械能…… 电能转化为光能、机械能、内能…… 新知探究 能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从一种形式转化为其他形式，或者从一个物体转移到别的物体，在转化和转移的过程中，能量的总量保持不变． 无数事实告诉我们： 这个规律叫做 能量守恒定律 能量守恒定律是自然界普遍存在的规律，不受任何条件的限制 是不是不违反能量守恒定律的过程都能发生呢？ 新知探究 永动机是不可能制成的 磁力永动机 滚珠永动机 软臂永动机 螺旋永动机 水塔式永动机 新知探究 1.能量守恒定律同生物进化论、细胞的发现被恩格斯誉为19世纪的三个最伟大的科学发现。 2.能量守恒定律是在无数实验事实的基础上建立起来的，是自然科学的普遍规律之一。 3.自然界一切已经实现的过程都遵守能量守恒定律。凡是违反能量守恒定律的过程都是不可能实现的，例如“永动机”只能以失败而告终。 4.机械能守恒定律只是能量守恒定律的特例。 能量守恒定律的意义： 新知探究 电热锅里煮鸡蛋，把刚煮熟的鸡蛋拿出来放到冷水中，过一会儿后，鸡蛋和水的温度会怎么变化？ 水的温度逐渐上升 鸡蛋的温度逐渐下降 新知探究 二、能量转移或转化的方向性 ① 机械能和内能的转化过程具有方向性：物体在粗糙水平面上运动，因摩擦二停下，物体绝不可能吸收因摩擦而传递出去的热量，在地面上又重新运动起来. 自然过程的方向性：在整个自然界中，无论有生命的还是无生命的，所有的宏观自发过程都具有一定的方向性，是一种不可逆过程 1 2 新知探究 v0 v = 0 机械能自发的转化为内能 能量只能从高温物体传向低温的物体而不能自发的逆向传递 新知探究 虽然能量是守恒的，不会凭空消失但我们还是需要节约资源 热能光能 热能光能 热能光能 热能光能 集中度较高且有序度较高的能量（如机械能、电能、化学能等） 变为环境中的内能后，成为分散也是无序度更大的能量，很难讲这些内能重新收集起来重新利用，这种现象叫作能量的耗散 新知探究 各种形式的能量 内能 微观领域内 无序程度较小 无序程度较大 自动发生 全额发生 不能自发 能量品质降低 新知探究 三.能源的分类与应用 煤炭、石油和天然气是目前人类生产、生活中使用的主要能源，这类能源又叫作化石能源。化石能源无法在短时间内再生，所以这类能源被叫作不可再生能源。 水能、风能、潮汐能等能源，归根结底来源于太阳能。这些能源在自然界可以再生，叫作可再生能源。 新知探究 1.太阳能发电 新知探究 2.水力发电 三峡水电站 葛洲坝水电站 新知探究 3.风能发电 连云港临港产业区风车田 新疆达坂城风车田 新知探究 4.核能发电 田湾核电站 大亚湾核电站 秦山核电站 新知探究 1.人类对能源利用的三个时期 柴薪时期 煤炭时期 石油时期 我们的衣食住行和社会的存在与发展都离不开能源。人类历史上，社会的每一次大变革，都伴随着能源科技的突破。 人类对能源的利用大致经历了三个时期： 1．火的使用是人类在能源使用上的第一个里程碑； 2．蒸汽机的出现，化石能源的大规模利用，开始了人类文明的新纪元； 3．内燃机的出现，推进了机械化和电气化的进程。 新知探究 2.煤炭和石油资源的有限性 煤炭和石油都是一次性能源，它们的储量是有限的，用一点少一点。 新知探究 3.环境问题 1.温室效应：温室效应是由于大气里温室气体（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的，石油和煤炭燃烧时产生二氧化碳。 两极冰雪融化，海平面上升 CO2的排放，引起温室效应 新知探究 2.酸雨：大气中酸性污染物质，如二氧化硫、二氧化碳、氢氧化物等，在降水过程中溶入雨水，使其成为酸雨，煤炭中含有较多的硫，燃烧时产生二氧化硫等物质。 3.环境问题 工业排放的废气 酸雨毁坏树木 新知探究 3.光化学烟雾:氮氧化合物和碳氢化合物在大气中受到阳光中强烈的紫外线照射后产生的二次污染物质——光化学烟雾。 城市机动车尾气污染 3.环境问题 汽车排放尾气 新知探究 　随着人口的迅速增长、经济快速发展以及工业化程度的提高，能源短缺和过渡使用化石能源带来的环境恶化已经成为关系到人类社会能否持续发展的大问题。人类的生存与发展离不开能源，能源的开发与利用又会对环境造成影响。可持续发展的核心是追求发展与资源、环境的平衡：既要满足当代人的需求，又不损害子孙后代的需求。一方面要大力提倡节能，另一方面要发展使用可再生能源以及天然气、清洁煤和核能等在生产及消费过程中对生态环境污染程度低的清洁能源，推动形成人与自然和谐发展的生态文明。 4.实现人类可持续发展 新知探究 1.关于能量和能源，下列说法正确的是( ) A.人类在不断地开发和利用新能源，所以能量可以被创造 B.在能源的利用过程中，由于能量在数量上并未减少，所以不需要节约能源 C.自然界中只要涉及热现象的宏观过程都具有方向性 D.能量耗散现象说明：在能量转化的过程中，虽然能的总量并不减少，但能量品质提升了 C 随堂练习 2.二十大报告提出了“推动绿色发展，促进人和自然和谐发展”的理念，以下做法中不符合这个理念的是( ) A.把燃气热水器换成太阳能热水器 B.空调的温度调得越低越好 C.随手关闭长时间不用的电器 D.出行尽可能选择公共交通工具 B 随堂练习 3.（多选）物理兴趣小组在参加完学校的“节能环保、低碳减排”活动后，提出了自己的一些设想，从物理学的角度，你认为可行的是( ) A.制造一种运动装置，将它与地面的摩擦产生的内能全部转化为动能 B.制造一种自行车，把它行进时的一部分动能转化成电能，提供照明 C.将城市的楼顶全部安装光伏发电装置，节能减排 D.利用永久磁铁间的作用力，造一台永远转动的机械 BC 随堂练习 能量 能量守恒定律 多种形式 转化：能量可以从一种形式转化为另一种形式 转化的不可逆性：一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的 分类 可再生能源 不可再生能源 能源与社会发展 课堂小结 $