22.1 能源利用的现状和面临的挑战（课件，教材配套版）物理新教材人教版九年级全一册

该初中物理课件围绕“能源与可持续发展”，系统讲解能源分类、能量转化方向性、能源消耗趋势及清洁利用技术，通过生活实例提问导入，沿“历史—分类—挑战—技术”线索构建知识支架，衔接前后学习内容。 其亮点在于以四维教学目标落实核心素养，科学思维上引导分析能源消耗数据，科学探究中对比碳捕集等技术作用与局限，科学态度与责任强调节能减排行动。实例丰富且结构清晰，助力学生理解应用，教师教学更具系统性与针对性。

第二十二章 能源与可持续发展 22.1 能源利用的现状 和面临的挑战 从能源历史到清洁利用，理解我们共同面对的选择 本页展示章节主题与学习情境。引导学生关注能源与每个人的生活联系。 要点：能源推动文明；能源问题与每个人息息相关。时长：2分钟。 四维教学目标 02 第二十二章 能源与可持续发展 物理观念 1. 能说出能源、一次能源、二次能源、 化石能源、可再生能源的含义。 2. 知道电能是便于输送和转化的二次能源。 科学思维 1. 用能量转化和转移观点解释节约能源。 2. 认识能量转化具有方向性和条件。 3. 读图概括能源消耗增长趋势。 科学探究 1. 依据教材图表和实例提取证据。 2. 比较燃料燃烧、火力发电、碳捕集 等技术的作用与局限。 科学态度与责任 1. 认识能源利用与环境保护的联系。 2. 关注“节能减排”、开发新能源。 3. 从身边做起，为可持续发展作贡献。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 2 说明本课时四维目标：物理观念、科学思维、科学探究、科学态度与责任。时长：3分钟。 问题引入：我们使用的能量来自哪里？ 03 第二十二章 能源与可持续发展 在前面的学习中，我们已经认识了各种形式的能量。 生产和生活中利用的这些能量，是通过哪些能源提供的？ 请观察身边的生活： 电灯、电风扇、空调、交通工具、工厂机器…… 它们所需要的光能、内能、动能等，最终来自哪些能源？ 本节将沿着“历史—分类—挑战—技术”的线索寻找答案。 核心问题：能源利用为什么既带来文明进步，也带来新的挑战？ 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 3 从电灯、空调、交通工具等生活实例提问“能量来自哪些能源”。时长：3分钟。 一、人类利用能源的历史 04 第二十二章 能源与可持续发展 从火到蒸汽机：能源推动文明进步 • 自从原始人发现使用火的方法以后，能源就成为人类文明 发展的重要物质基础。 • 钻木取火在人类利用能量的历史上非常重要。 • 从利用自然火到利用人工火的转变，结束了远古人类的茹 毛饮血，开启了以柴薪作为主要能源的时代。 • 这个时代持续了近一万年；现在，柴薪仍是某些地区的 生活能源。 • 蒸汽机的发明是人类利用能源的新里程碑。人类逐步以 机械动力代替人力和畜力，主要能源由柴薪转向煤，进入 工业化社会。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 4 沿“火—柴薪—煤—蒸汽机”的历史线索讲解能源推动文明进步。时长：5分钟。 二、化石能源：漫长地质年代的“储能” 05 第二十二章 能源与可持续发展 化石能源的由来 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，因此称为 化石能源。 化石能源不能在短期内从自然界得到补充，称为不可再生能源。 关键词：形成时间长 · 补充速度慢 · 不可再生 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 5 结合煤、石油和天然气形成图，明确化石能源与不可再生能源的含义。时长：5分钟。 三、能源的分类：一次、二次、化石与可再生 06 第二十二章 能源与可持续发展 按能否直接从自然界获得 一次能源 可再生能源：水能、风能等， 可在短期内从自然界得到补充。 不可再生能源：柴薪、煤、石油、天然气等， 不能在短期内得到补充。 一次能源都可以直接从自然界获得。 二次能源：电能 电能通常由其他能源转化而来。 电能便于输送和转化，可转化为光能、内能、动能等。 电能不能从自然界直接获得，必须通过消耗一次能源 得到，所以称为二次能源。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 6 比较一次能源、二次能源、可再生能源、不可再生能源；强调电能便于输送和转化。时长：6分钟。 四、能量转化具有方向性 07 第二十二章 能源与可持续发展 为什么还要节约能源？ 我们已经知道能量是守恒的。 但能量的转化和转移具有方向性， 并不是所有能量都能被人们利用。 人们是在能量的转化或转移过程中利 用能量的。 教材实例：汽车制动与冰箱制冷 • 汽车制动时，由于摩擦，动能转化成轮胎、地面和空 气的内能，这些消耗的能量不能再自动地用来驱动汽车。 • 热量只能自发地从高温物体转移到低温物体，不能相反。 • 若要使热量从低温物体转移到高温物体，需消耗其他 形式的能量， 例如电冰箱需要消耗电能。 结论：能量转化有方向性、不可逆；可利用的能源是有限的。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 7 用汽车制动和电冰箱说明能量转化、转移具有方向性和不可逆性。时长：5分钟。 五、能源消耗量持续增长 08 第二十二章 能源与可持续发展 增长的原因与趋势 由于世界人口增加和经济不断发展，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。 如果把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。 挑战：需求增长 × 资源有限 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 8 读图认识世界能源消耗量持续增长及化石能源可能耗尽的挑战。时长：5分钟。 六、能源利用对环境的影响 09 第二十二章 能源与可持续发展 燃烧带来的问题 • 化石能源燃烧产生大量二氧化碳， 加剧地球温室效应。 • 煤、石油、天然气等燃料往往含有杂质。 • 不完全燃烧会产生粉尘和一氧化碳。 • 二氧化硫等有害物质会危害人和环境。 全球课题 开发新能源、更加合理地利用已知能源，是全世界范围内的重要课题。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 9 结合燃油汽车图片，说明二氧化碳、二氧化硫、粉尘和一氧化碳等影响。时长：5分钟。 七、清洁高效的火力发电 10 第二十二章 能源与可持续发展 煤发电的基本原理 煤燃烧产生的热量加热水，使水变成高温高压的水蒸气， 然后推动汽轮发电机组发电。 现代化发电厂会对水蒸气进行二次加热，使它继续推动发 电机发电，提高发电效率。 降低污染的处理环节 燃烧前：洗选除去杂质；燃烧充分； 燃烧后：脱硫、脱硝、除尘等净化处理，减少污染物排放。 技术方向：提高效率 + 减少二氧化硫、氮氧化物、粉尘等污染物排放 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 10 讲解煤发电原理、二次加热提高效率及洗选、脱硫、脱硝、除尘等净化处理。时长：6分钟。 八、碳捕集示范工程 11 第二十二章 能源与可持续发展 把二氧化碳“捕集”起来 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。 2021 年 1 月，我国建成了燃煤电厂每年 15 万吨燃烧 后二氧化碳捕集示范工程。 另一个年产 150 万吨的燃煤电厂燃烧后二氧化碳捕集 项目也正在加紧建设。 从源头减排到末端捕集：能源利用技术不断进步。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 11 说明碳捕集示范工程和 99.5% 工业级液态二氧化碳，联系“碳达峰碳中和”。时长：4分钟。 课文要点回扣：从能源到可持续发展 12 第二十二章 能源与可持续发展 一条主线 能源利用推动文明进步 → 能量转化有方向性 → 资源与环境挑战 → 清洁高效技术 概念网络 一次能源：直接从自然界获得 二次能源：由一次能源转化而来 可再生能源：短期可补充 不可再生能源：短期不可补充 化石能源：煤、石油、天然气 行动指向 节约能源：因为可利用能量有限 减排：减少污染物与温室气体 创新：开发新能源、改进利用技术 责任：从身边做起，促进可持续发展 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 12 用概念网络回扣本节内容，过渡到练习。时长：3分钟。 课后练习 1 13 第二十二章 能源与可持续发展 柴薪、煤、石油、天然气通过燃烧可以提供能量。 请你再列举两种人们利用能源的实例。 解题指导 示例：水力发电把水能转化为电能；风力发电把风能转化为电能。 其他合理实例均可，需说明“能源 → 有用能量”的转化。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 13 1 先独立作答，再展示答案。时长：4分钟。 课后练习 2 14 第二十二章 能源与可持续发展 2 以下列出了各种形式的能源：柴薪、煤、石油、天然气，风能、水能、电能、太阳能、地热能。 在这些能源中，哪些是化石能源？哪些是一次能源？哪些是二次能源？请填在下表中。 解题指导 一次能源：柴薪、煤、石油、天然气、风能、水能、太阳能、地热能。 二次能源：电能。 化石能源：煤、石油、天然气。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 14 先独立作答，再展示答案。时长：5分钟。 课后练习 3 15 第二十二章 能源与可持续发展 3 蒸汽机的发明对人类利用能源有什么意义？ 电能的广泛使用对人类利用能源有什么意义？ 解题指导 蒸汽机的发明是人类利用能源的新里程碑，使机械动力逐步代替人力和畜力，能源由柴薪转向煤，人类进入 工业化社会。 电能便于输送和转化，可转化为光能、内能、动能等多种形式，方便人类使用。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 15 先独立作答，再展示答案。时长：5分钟。 课后练习 4 16 第二十二章 能源与可持续发展 4 能源的使用，不过是一种形式的能转化为另一种形式的能而已。 自然界的能量是守恒的，既不能创生，也不会消失。既然如此，为什么还要节约能源呢？ 解题指导 能量守恒不等于能量都能被利用。能量转化和转移具有方向性、不可逆性；有些能量会转化为难以利用的内能。 可利用的能源是有限的，化石能源还会因长期大规模开采而消耗殆尽；能源利用还会影响环境，所以要节约能 源、减少排放。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 16 先独立作答，再展示答案。时长：5分钟。 课后练习 5 17 第二十二章 能源与可持续发展 5 某同学有个困惑：电能是可再生能源还是不可再生能源？ 他查了好几本书也没有查到答案，请你告诉他怎样看待这个问题。 解题指导 “可再生/不可再生”是针对一次能源能否在短期内从自然界补充而言的。 电能不能从自然界直接获得，必须通过消耗一次能源转化得到，因此电能属于二次能源，不能简单归为可再生 能源或不可再生能源。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 17 先独立作答，再展示答案。时长：4分钟。 课后练习 6 18 第二十二章 能源与可持续发展 6 我们经常听说“节能减排”，什么是“减排”？为什么要“减排”？ “减排”为什么是和“节能”连在一起的？ 解题指导 “减排”是减少污染物和温室气体等的排放。 能源燃烧会产生二氧化碳、二氧化硫、粉尘、一氧化碳等，危害人和环境，因此要减排。 节能可减少一次能源消耗和燃烧量，从源头减少污染物与二氧化碳排放，所以二者紧密相连。 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 18 先独立作答，再展示答案。时长：4分钟。 课堂总结 19 第二十二章 能源与可持续发展 能源问题与每个人息息相关。 理解规律，合理利用，节能减排，共同走向可持续发展。 我会解释 一次能源 / 二次能源 化石能源 / 可再生能源 能量转化的方向性 我会分析 读能源消耗增长图 说明环境影响 比较清洁利用技术 我会行动 节约能源 减少排放 关注新能源与碳捕集 人教版九年级物理 · 22.1 能源利用的现状和面临的挑战 19 总结“理解规律—合理利用—节能减排—可持续发展”，布置从身边行动。时长：3分钟。 $