《2019-2020年高中物理 10.6《能源和可持續(xù)發(fā)展》三維目標教案 新人教版選修3-3.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019-2020年高中物理 10.6《能源和可持續(xù)發(fā)展》三維目標教案 新人教版選修3-3.doc（4頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

2019-2020年高中物理 10.6《能源和可持續(xù)發(fā)展》三維目標教案 新人教版選修3-3 三維目標 知識與技能 1.理解能量耗散和品質(zhì)降低的概念。 2.理解能源的利用實際上是能量的轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移過程。 3.了解常規(guī)能源的使用帶來的環(huán)境污染。 4.了解開發(fā)新能源的方法和意義。 過程與方法 從日常生活現(xiàn)象了解能源，了解常規(guī)能源的儲量與人類需求的關系 情感、態(tài)度與價值觀 知道能源和可持續(xù)發(fā)展的關系，培養(yǎng)學生探究知識的欲望和學習興趣 教學重點難點 　　重點：理解能源的概念和能源的使用與環(huán)境污染的關系． 　　難點：能源的開發(fā)和利用與環(huán)境的關系． 教學方法：探究教學 教具：多媒體課件 教學過程設計： 引入新課 能源和環(huán)境是兩個全球所關注的問題，能源是現(xiàn)代社會生活的重要物質(zhì)基礎，而常規(guī)能源的有限儲藏量與人類的需求存在矛盾，同時大量消耗常規(guī)能源帶來了環(huán)境問題，正確地協(xié)調(diào)和解決這一矛盾和問題是生活在地球上每一個人的職責. 新課教學 （一） 能量耗散和品質(zhì)降低 由熱力學第二定律知，能量的轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化具有方向性。 1.能量耗散：系統(tǒng)的內(nèi)能流散到周圍環(huán)境中，沒有辦法把這些內(nèi)能收集起來加以利用，這種現(xiàn)象叫做能量耗散。 2.品質(zhì)降低：能量從高度有用的形式降級為不大可用的形式叫品質(zhì)降低。 能量在利用過程中，總是由高品質(zhì)的能量最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。 從被利用的價值來看，內(nèi)能較之機械能、電能等，是一種低品質(zhì)的能量。由此可知，能量耗散雖然不會使能的總量減少，卻會導致能量品質(zhì)的降低。煤、石油、天然氣等能量，在利用它們的時候，高品質(zhì)的能量釋放并最終轉(zhuǎn)化為低品質(zhì)的內(nèi)能。所以我們要節(jié)約能源. (二)能源與人類社會發(fā)展 能源是社會存在與發(fā)展永遠不可或缺的必需品.是國民經(jīng)濟運動的物質(zhì)基礎.它與材料、信息構(gòu)成現(xiàn)代社會的三大支柱。能源科技的每一次突破，都帶來了生產(chǎn)力的巨大飛躍和社會的進步。 遠古時代火的使用,使人們脫離了茹毛飲血的時代 18世紀末蒸汽機的發(fā)明和完善,帶動了第一次產(chǎn)業(yè)革命和資本主義社會的成長. 內(nèi)燃機的發(fā)展,推動了19世紀末、20世紀初開始的機械化和電氣化進程. 20世紀中葉,蒸汽輪機和燃氣輪機的發(fā)展為大規(guī)模發(fā)電和航空事業(yè)奠定了基礎. (三) 能源與環(huán)境 　　常規(guī)能源的大量消耗帶來了環(huán)境問題 （1）溫室效應：溫室效應是由于大氣里溫室氣體（二氧化碳、甲烷等）含量增大而形成的．石油和煤炭燃燒時產(chǎn)生二氧化碳． （2）酸雨：大氣中酸性污染物質(zhì)，如二氧化硫、二氧化碳、氫氧化物等，在降水過程中溶入雨水，使其成為酸雨．煤炭中含有較多的硫，燃燒時產(chǎn)生二氧化硫等物質(zhì)． （3）光化學煙霧：氮氧化合物和碳氫化合物在大氣中受到陽光中強烈的紫外線照射后產(chǎn)生的二次污染物質(zhì)——光化學煙霧，主要成分是臭氧． 　　另外常規(guī)能源燃燒時產(chǎn)生的浮塵也是一種污染． 　　常規(guī)能源的大量消耗所帶來的環(huán)境污染既損害人體健康，又影響動植物的生長，破壞經(jīng)濟資源，損壞建筑物及文物古跡，嚴重時可改變大氣的性質(zhì)．使生態(tài)受到傷害． （四）開發(fā)新能源 （1）.新能源：指目前尚未被人類大規(guī)模利用而有待進一步研究、開發(fā)和利用的能源，如核能、太陽能、風能、地熱能、海洋能、氫能等。 （2）.無窮無盡的太陽能：太陽以其巨大的、無窮無盡的輻射能形式提供地球最清潔的能源能。 ①數(shù)量巨大：太陽輻射功率為3.91026瓦。能到達地球表面的太陽能每年約為1.31010噸標準煤，是目前全世界所消耗的各種能量總和的1104倍。 ②時間長久：根據(jù)天文學的研究結(jié)果，可知太陽系已存在大約5109年左右，估計尚可繼續(xù)維持大約1010年之久。 ③清潔安全：太陽能素有“干凈能源”和“安全能源”之稱，它不僅毫無污染，也毫無危險。 6.永葆青春的風能：風能是由于太陽輻射造成地球各部分受熱不均勻，而引起的空氣流動所產(chǎn)生的能量。整個地球接受到的太陽能輻射能約有0.2%被轉(zhuǎn)換成風能，全球的風能總量估計有1.61022J。這是一個巨大的潛在的能源寶庫，如果1%被利用，即可滿足人類對能量的全部需求。 7.豐富干凈的海洋能：包括潮汐能、波浪能、海流能、溫差能等，它們不僅可以再生，還具有不污染環(huán)境的優(yōu)點。據(jù)科學家估計，世界海洋能源總量為40多萬億千瓦，這些能量超過目前世界能源消費的一萬倍，如果開發(fā)出其中一小部分，即可滿足人類對能源的全部需求。 8.深藏不露的地熱能：地球本身是一個巨大的天然儲熱庫。地熱能指地球內(nèi)部可釋出來的熱量。據(jù)估計，從地球內(nèi)部每年傳到地球表面的熱量，相當于370億噸標準煤燃燒時所放出的熱量。 9.未來能源的希望——核能：在當前開發(fā)和利用的新能源中，核能尤其重要。核能包括裂變能和聚變能，其中受控熱核聚變的原料氘和氚可取自海洋，足夠人類使用幾十億年，是取之不盡的能源。 典例探究 例1 某地的平均風速為5m/s，已知空氣密度是1.2kg/m3，有一風車，它的車葉轉(zhuǎn)動時可形成半徑為12m的圓面，如果這個風車能將此圓內(nèi)10%的氣流的動能轉(zhuǎn)變?yōu)殡娔?，則該風車帶動的發(fā)電機功率是多大？ 解析：首先可以求出在時間t內(nèi)作用于風車的氣流質(zhì)量為 m=лr2υtρ，這些氣流的動能為mυ2；轉(zhuǎn)變的電能為，故風車帶動發(fā)電機發(fā)電的功率為 代入數(shù)據(jù)以后得P=3.4kW 友情提示：從能量守恒定律入手，注意能量轉(zhuǎn)移的方向性是解答本題的關鍵。 例2據(jù)《中國環(huán)境報》報道：從一份科技攻關課題研究結(jié)果顯示，我國酸雨區(qū)已占國土面積的40％以上，研究結(jié)果還表明，我國農(nóng)業(yè)每年因遭受酸雨而造成的經(jīng)濟損失高達15億多元．為了有效控制酸雨，目前國務院已批準《酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)劃分方案》等法規(guī)． （1）在英國進行的一項研究結(jié)果表明：高煙囪可有效地降低地面濃度．在20世紀的60～70年代的10年間，由發(fā)電廠排放的增加了35％，但由于建造高煙囪的結(jié)果，地面濃度降低了30％之多．請你從全球環(huán)境保護的角度，分析這種作法是否可??？說其理由．　___________________________________________________________________ （2）用傳統(tǒng)的煤、石油做燃料，其主要缺點是什么？與傳統(tǒng)的煤、石油做燃料相比，哪種物質(zhì)可以作為新能源？主要優(yōu)點是什么缺點又是什么？ 【解析】本題涉及能源、環(huán)保等社會熱點問題，我們要從化學視角去關注這些與生態(tài)環(huán)境、人們的健康密切相關的問題．環(huán)境污染的惡果是直接影響人類的延續(xù)和發(fā)展，酸雨是影響全球的問題． 減少酸雨的產(chǎn)生是要杜絕污染源，而不是建造高煙囪轉(zhuǎn)移污染．而杜絕酸雨的污染途徑一般有三個：一是對煤、石油等傳統(tǒng)能源進行處理，使其在燃燒過程中不產(chǎn)生；二是對污染物進行回收利用，三是開辟新能源．而目前最理想的能源為氫能源，因為它原料來源豐富，燃燒的產(chǎn)物又是水，既不污染環(huán)境，又可以循環(huán)利用． （1）不可取，因為的排放總量并沒有減少，進一步形成的酸雨仍會造成對全球的危害． （2）煤、石油是不易再生的化工燃料，其資源是有限的，其次燃燒后產(chǎn)生的、等嚴重污染大氣，進而形成酸雨，燃燒后產(chǎn)生的又會造成溫室效應．第一，可以用水作為原料來制取；其次，燃燒時放熱多，放出的熱量約為同質(zhì)量汽油的3倍；第三，氫燃料的最大優(yōu)點是燃燒產(chǎn)物為水，不易污染環(huán)境，還可循環(huán)使用． ［小結(jié)］常規(guī)能源儲存量有限，在利用過程中會帶來環(huán)境污染，新能源的開發(fā)和利用成為當務之急．