資源簡介

12.4 能源與可持續發展
【學習目標】
1．理解能量守恒定律
2．知道能量轉移或轉化的方向性
3．知道能量耗散
4．知道能量的分類與應用
5．知道能源與社會發展的關系
【開啟新探索】
前面幾節課，同學們了解了電路中的能量轉化：在電路中，電源將其他形式的能轉化為電能，負載又將電能轉化為人類需要的內能、光能和機械能……在能量轉化過程中遵循什么樣的規律呢？
【質疑提升1】能量守恒定律、能量轉移或轉化的方向性
1. 通過機械能和電路知識的學習，我們知道動能和勢能，機械能和內能、電能、光能、機械能之間可以相互轉化，并且在轉化過程中能量的總和保持不變。閱讀課本，理解能量守恒定律。
能量守恒定律：能量既不會憑空 ，也不會憑空 ，它只能從一種形式 為其他形式，或者從一個物體 到別的物體，在 或 的過程中，能量的總量保持 。這個規律叫作能量守恒定律。
2. 在自然界所經歷的種種變化之中，有一個稱為能量的物理量是不變的……既然能量是守恒的，不會憑空消失，為什么我們還要節約能源呢？閱讀教材P93說一說你的理解。
【質疑提升2】能源的分類與應用
1. 　依據不同的標準，我們可以將能源進行分類。如化石能源無法在短時間內再生，這類能源稱不可再生能源。水能、風能、潮汐能等能源，都來自于太陽能，這些能源在自然界內可以再生，稱可再生能源。再如，如果在生產及消費過程中對生態環境的污染程度低，我們叫做清潔能源，可再生能源都是清潔能源，不可再生能源當中的天然氣，清潔煤等也是清潔能源。
　　閱讀教材，P95、96，理解能源的分類，并說明我國在能源開發方面取得哪些成就？
【質疑提升3】能源與社會發展
1. 人類對能源的利用大致經歷了三個時期，即柴薪時期、 煤炭時期、石油時期。能源科技的每一次突破，都是里程碑，都帶來 了生產力的巨大飛躍和社會的進步。在能源利用的同時，人類也付出了很大的代價：溫室效應、酸雨、光化學煙霧、浮塵等。能源短缺和過度使用化石能源帶來的環境惡化已經成為關系到人類社會能否持續發展的大問題。閱讀課本P97，了解能源與社會發展的關系，理解人類對能源發展的需求和方向。
【素養提升專練】
1．關于能源的利用、能量耗散，下列說法正確的是(　　)
A．因為自然界的能量是守恒的，在能源的利用過程中能量在數量上并未減少，所以不需要節約能源
B．能量耗散說明能量在不斷減少，表明能量守恒定律具有一定的局限性
C．能量耗散說明能量不能憑空產生，但可以憑空消失
D．能量耗散從能量角度反映出自然界的宏觀自發過程具有方向性
2．下列供熱方式最有利于環境保護的是 (　　)
A．用煤做燃料供熱 B．用石油做燃料供熱
C．用天然氣或煤氣做燃料供熱 D．用太陽能灶供熱
3．關于能量和能源，下列說法正確的是 (　　)
A．化石能源是清潔能源，水能是可再生能源
B．人類在不斷地開發和利用新能源，所以能量可以被創造
C．能量耗散是指在一定條件下，能量在轉化過程中總量減少了，不遵守能量守恒定律
D．能量耗散現象說明：在能量轉化的過程中，雖然能的總量并不減少，但能量品質降低了
4. 如圖是某工程師的輕軌車站設計方案，與站臺前后連接的軌道都有一個小坡度，列車進站時要上坡，出站時要下坡。假設站臺高度比途中軌道高出2 m，列車在途中軌道進站前的速度為28.8 km/h。
（1） 此時切斷電源，不考慮阻力，列車能否“沖”上站臺？ 如果能，到達站臺上的速度是多大？g取10 m/s2。
（2） 你認為工程師這樣設計的意圖是什么？
　進站時，將動能轉化為重力勢能，出站時將重力勢能轉化為動能。較好的應用重力進行減速、加速，節約能源。
5. 某地區的風速為14 m/s，空氣的密度為1.3 kg/m3。若使風力發電機轉動的風通過的截面積為400 m2 ，且風能的20%可轉化為電能，則發電功率是多少？
142688Ｗ
6. 如圖是架在屋頂的太陽能熱水器。已知單位時間內太陽垂直射到地面附近單位面積的能量E0為7×103 J/( m2·s)。一臺熱水器的聚熱面積為2 m2，若每天相當于太陽直射熱水器4 h，太陽能的20%可轉化為水的內能，那么這個熱水器一天內最多能利用的太陽能為多少？
4.032×107Ｊ12.4 能源與可持續發展
【學習目標】
1．理解能量守恒定律
2．知道能量轉移或轉化的方向性
3．知道能量耗散
4．知道能量的分類與應用
5．知道能源與社會發展的關系
【開啟新探索】
前面幾節課，同學們了解了電路中的能量轉化：在電路中，電源將其他形式的能轉化為電能，負載又將電能轉化為人類需要的內能、光能和機械能……在能量轉化過程中遵循什么樣的規律呢？
【質疑提升1】能量守恒定律、能量轉移或轉化的方向性
1. 通過機械能和電路知識的學習，我們知道動能和勢能，機械能和內能、電能、光能、機械能之間可以相互轉化，并且在轉化過程中能量的總和保持不變。閱讀課本，理解能量守恒定律。
能量守恒定律：能量既不會憑空 ，也不會憑空 ，它只能從一種形式 為其他形式，或者從一個物體 到別的物體，在 或 的過程中，能量的總量保持 。這個規律叫作能量守恒定律。
2. 在自然界所經歷的種種變化之中，有一個稱為能量的物理量是不變的……既然能量是守恒的，不會憑空消失，為什么我們還要節約能源呢？閱讀教材P93說一說你的理解。
【質疑提升2】能源的分類與應用
1. 　依據不同的標準，我們可以將能源進行分類。如化石能源無法在短時間內再生，這類能源稱不可再生能源。水能、風能、潮汐能等能源，都來自于太陽能，這些能源在自然界內可以再生，稱可再生能源。再如，如果在生產及消費過程中對生態環境的污染程度低，我們叫做清潔能源，可再生能源都是清潔能源，不可再生能源當中的天然氣，清潔煤等也是清潔能源。
　　閱讀教材，P95、96，理解能源的分類，并說明我國在能源開發方面取得哪些成就？
【質疑提升3】能源與社會發展
1. 人類對能源的利用大致經歷了三個時期，即柴薪時期、 煤炭時期、石油時期。能源科技的每一次突破，都是里程碑，都帶來 了生產力的巨大飛躍和社會的進步。在能源利用的同時，人類也付出了很大的代價：溫室效應、酸雨、光化學煙霧、浮塵等。能源短缺和過度使用化石能源帶來的環境惡化已經成為關系到人類社會能否持續發展的大問題。閱讀課本P97，了解能源與社會發展的關系，理解人類對能源發展的需求和方向。
【素養提升專練】
1．關于能源的利用、能量耗散，下列說法正確的是(　　)
A．因為自然界的能量是守恒的，在能源的利用過程中能量在數量上并未減少，所以不需要節約能源
B．能量耗散說明能量在不斷減少，表明能量守恒定律具有一定的局限性
C．能量耗散說明能量不能憑空產生，但可以憑空消失
D．能量耗散從能量角度反映出自然界的宏觀自發過程具有方向性
2．下列供熱方式最有利于環境保護的是 (　　)
A．用煤做燃料供熱 B．用石油做燃料供熱
C．用天然氣或煤氣做燃料供熱 D．用太陽能灶供熱
3．關于能量和能源，下列說法正確的是 (　　)
A．化石能源是清潔能源，水能是可再生能源
B．人類在不斷地開發和利用新能源，所以能量可以被創造
C．能量耗散是指在一定條件下，能量在轉化過程中總量減少了，不遵守能量守恒定律
D．能量耗散現象說明：在能量轉化的過程中，雖然能的總量并不減少，但能量品質降低了
4. 如圖是某工程師的輕軌車站設計方案，與站臺前后連接的軌道都有一個小坡度，列車進站時要上坡，出站時要下坡。假設站臺高度比途中軌道高出2 m，列車在途中軌道進站前的速度為28.8 km/h。
（1） 此時切斷電源，不考慮阻力，列車能否“沖”上站臺？ 如果能，到達站臺上的速度是多大？g取10 m/s2。
（2） 你認為工程師這樣設計的意圖是什么？
5. 某地區的風速為14 m/s，空氣的密度為1.3 kg/m3。若使風力發電機轉動的風通過的截面積為400 m2 ，且風能的20%可轉化為電能，則發電功率是多少？
6. 如圖是架在屋頂的太陽能熱水器。已知單位時間內太陽垂直射到地面附近單位面積的能量E0為7×103 J/( m2·s)。一臺熱水器的聚熱面積為2 m2，若每天相當于太陽直射熱水器4 h，太陽能的20%可轉化為水的內能，那么這個熱水器一天內最多能利用的太陽能為多少？

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