6. 能源的开发与利用优秀教案范文

【教学设计】

高中物理 教科版 必修二 第四章 第六节 能源的开发与利用

竹山县第二中学 任 重

【学习目标】

1. 了解各种不同形式的能，知道能量守恒定律及能量转化原理．

2．知道什么是能源,什么是非再生能源，什么是再生能源. 3．理解能量耗散，能源短缺和环境恶化问题。

4.增强环境保护，节约能源和新能源利用的意识. 5. 理解新能源的开发与应用.

【教材分析】

本章我们学习了能量的知识，学习能量问题的目的是我们要认识到能源对人类的作用，有有利的一面，也有有害的一面。如何开发和利用新能源是我们人类利用自然，开发资源的一个新话题，也是我们关注的一个热点。现在国家提倡绿水青山就是金山银山，使用节能环保新能源，作为高中生我们有必要了解这些知识。

（先观看一段关于人类利用大自然能源的视频资料，认识一下能源的问题）

知识点一：能量守恒定律

[先填空] 1．能量的转化

自然界存在着各种不同形式的能量—机械能(动能和势能)、 、 、

、 等，各种不同形式的能量可以相互 ．

2．能量守恒定律

(1)定律内容

能量既不会凭空产生，也不会凭空消失，它只能从 转化为另一种形式，或者从一个物体转移到 ，在转化或转移的过程中其 保持不变．

(2)机械能守恒定律与能量守恒定律的关系

机械能守恒定律是普遍的能量守恒定律在特种背景下一种特殊表现形式．

[再判断] （2）做功越多，能量的转化也越多．( ) （3）物体做了多少功，就有多少能量消失．( )

[后思考] （1）当一个物体的能量减少时，一定有其他物体的能量增多．（ ）

一个叫丹尼斯·李(Dennis Lee)的美国人在《美国今日》《新闻周刊》等全国性报刊上刊登大幅广告，在全美各地表演，展示其号称无需任何能源的发电机．你认为这种发电机能造出来吗？并说明原因．

【提示】

不能．丹尼斯·李发明的发电机不消耗其他能量而源源不断地产生电能，违背了能量守恒定律，因此这种发电机不能制造出来．

【合作探讨】

“神舟十号”飞船返回舱进入地球大气层以后，由于它的高速下落，而与空气发生剧烈摩擦，返回舱的表面温度达到1 000摄氏度．

探讨1：进入大气层很长一段时间，返回舱加速下落，返回舱表面温度逐渐升高．该过程动能和势能怎么变化？机械能守恒吗？

【提示】

该过程动能增加，势能减少，机械能不守恒．（机械能转化为内能）

探讨2：返回舱表面温度越高，内能越大．该过程中什么能向什么能转化？机械能和内能的总量变化吗？

【提示】

该过程机械能向内能转化．根据能量守恒定律，机械能和内能的总量不变

3、功与能量的转化关系

不同形式的能量之间的转化是通过做功实现的．做功的过程就是各种形式的能量之间转化(或转移)的过程，且做了多少功，就有多少能量发生转化(或转移)．因此，功是能量转化的量度．

知识点二：能源的利用和新能源的开发

[先填空] 1．能源的利用

(1)能源：是指能够提供某种形式能量的 ．

(2)人类利用能源的历史主要分为： 时期、 时期和 时期．

(3)煤、石油和天然气为 燃料，这些能源不可再生，也不可重复使用，所以又称为 能源，能量的大量使用也引起了 问题．

2．新能源的开发

目前，正在开发的新能源有风能、海洋能、 、地热能、氢能、生物质能及 等．

[再判断] （1）煤、石油、天然气属于常规能源．( )

（2）电能、焦炭、氢能属于一次能源．( ) （3）冒起的煤烟和散开的炭灰可以重新合成一堆煤炭．( )

3．常规能源和新能源的转化途径

[后思考] 近几年流行一种“自发电电动车”(如图465)，基本原理是将一小型发电机紧靠车轮处，车轮转动时，带动发电机运转，发出的电又继续供给电动车，你认为仅靠这种方式，电动车能持续运动下去吗？

【提示】

仅靠这种方式，不能使电动车持续运动下去．因为靠这种方式，只能将电动车的一部分能量收集起来，但电动车运动时受到的阻力做负功，不断把电动车的机械能转化为内能，根据能量守恒定律，要想使电动车持续运动下去，必须不断地给电动车补充新的能量，如用脚蹬电动车或给电动车的电源充电．

[合作探讨]

探讨1：既然能量是守恒的，为什么当今社会会出现能源危机？

【提示与思考】

能源利用的过程中，能量在总的数量上并没有减少，但在可以利用的品质及数量上降低了，所以会出现能源危机．为什么会减少？（学生讨论探究回答）

探讨2：解决能源危机的途径是什么？

【提示与思考】

一是节约能源，如何节约能源？（学生讨论探究回答）

二是开发新能源，如何有效开发新能源？（学生讨论探究回答）

（观看一段关于新能源开发与利用的小视频，认识如何开发新能源）

[核心点击]

人类与能源的关系

一、目前利用能源的有利与不利方面

(1)有利方面：能源的利用给人类的生活带来了极大的改善，人类社会每一次重大的经济飞跃和生产革命，都与新的能源和动力机械的利用密切相关，能源消耗的多少已经成为一个国家和地区经济发展水平的重要标志．

(2)不利方面：能源的大量使用会给环境带来极大的破坏，如大气污染、温室效应、酸雨等，对人类造成很大的危害．

二、如何开发和利用新能源？

1、合理开发（不造成二次污染或治理比开发更难）

2、有效利用（合理分配资源，使用不浪费，达到高效节能的目的）

1．煤、石油、天然气和生物质能作为能源的共同特点是(

) A．都为可再生能源，取之不尽，用之不竭

B．都为不可再生能源，用一点，少一点

C．都为来自太阳辐射的能量

D．都为污染环境的能源

【解析】

煤、石油、天然气是不可再生能源，对环境污染严重，生物质能是可再生能源，对环境无污染或污染少，但它们都来自太阳辐射．因此，选项C正确，其他选项均错．

2．关于能源的利用，下列说法中不正确的是(

) A．由于我国煤和石油的储量无限，所以太阳能和核能的开发在我国根本没有必要

B．能源的利用过程，实质是能的转化和转移过程

C．现在人类社会使用的能源主要是煤、石油和天然气

D．煤、石油和天然气的化学能归根到底来自太阳能

【解析】

石油、煤等为非再生的能源，储量有限，能源的利用中虽然总量不变，但品质降低，可再利用能源越来越少，所以新能源的开发和利用是当今世界各国面临的课题，A错，B、C、D对．

3．能源短缺和环境恶化指的是(

) ①煤炭和石油的开采与技术有关，在当前技术条件下，煤炭和石油的开采是有限的，这叫能源短缺．

②煤炭和石油资源是有限的，以今天的开采和消耗速度，石油储藏将在百年内用尽，煤炭资源也不可能永续，这叫能源短缺．

③煤炭和石油具有很大的气味，在开采、存放和使用过程中这些气味会聚集在空气中污染空气，使环境恶化．

④大量煤炭和石油产品在燃烧时排出的有害气体污染了空气，改变了大气成分，使环境恶化．

A．①③

B．①④ C．②③ D．②④

【解析】

煤炭和石油都是由几亿年以前的生物遗体形成的，这些能源不能再次生成，也不可重复使用，它们的储量是有限的，并不是取之不尽、用之不竭的，这是所讲的能源短缺，②正确；能源在使用时会排出有害气体污染空气，这是所讲的环境恶化，④正确．故D正确．

【研究课题】

如何开发和利用新能源?

新能源开发与利用原则：

(1) 要以人为本，可持续发展，绿色无污染．

(2)应优先使用新能源，可再生、能耗低、经济适用，．

作业：

请同学们以上面课题利用你所学的物理知识在课下研究如何利用和开发新能源？写出科技小论文为我国新能源的开发与利用提供一手资料。