资料简介
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第一节 能量的转化与守恒
第二节 能源的开发和利用
第二十章 能源、材料与社会
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1.通过实例了解能量及其存在的不同形式。
2.通过实例认识能量可以从一个物体转移到另一物体，
不同形式能量可以互相转化。
3.知道能量守恒定律。能举出日常生活中能量守恒的
实例。
3
4.初步了解在现实生活中能量的转化和转移有一定的
方向性。
5.能结合实例，说出不可再生能源和可再生能源的特
点。
6.了解核能的优点和可能引发的问题。
4
你知道其中的能量是如何转化的吗？
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一、多种形式的能量
1.能量的表现形式
6
能量的表现形式
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2.自然界的能量类别
木材燃烧时产生光和
热就来源于木材里储存的
化学能。人体运动所消耗
的能量都来源于食物里储
存的化学能。
机械能、电磁能、内能、化学能、核能等
①化学能:
发生化学反应时，由于物质的分子结构变化而
产生的能量
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②核能
由于核反应，物质的原子核结构发生变化而产
生的能量
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核能
秦山核电站我国第一颗原子弹爆炸
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你能说出下列物体所具有的能量吗？
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二、能量的转移与转化
1.各种形式的能量是可以相互转化的
内能
电能 机械能
火力发电机电 炉
电动机
风力发电机
火箭发动机摩擦生热
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转移 转化
它们的能量如何转化？
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它的能量如何转化？
化学能 电能
机械能
声能
光能
转化 转化
能量的转化与守恒
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活动一：
在教室中用现有条件做几
个能量的转化或转移的实
验
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活动二：
规则：全班分成男女两组进行比赛，如男同学说“电动
机工作”（电能→机械能），则女同学要举出机械能转
化成其他能量的例子，依次接龙，举对一个加10分，错
一个扣10分。
接龙游戏：
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树
木
充
电
器
充
电
太
阳
燃
煤
电
厂
活动三：
1
2 3
4
根据能量转化的顺序来排序，并
讲述能量转化的故事
树木
太阳
燃煤
电厂
剃须刀
1 2
34
太阳能 化学能
内能电能
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12 3
4
活动四：
根据能量转化的顺序来排序，并
讲述能量转化的故事
1 2
34
太阳
自行车
小麦
人(进食)
太阳能 化学能
化学能机械能
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举重运动员将500N的杠铃举高
2m，运动员对杠铃至少做多少
功？
解：W=Gh=500N×2m=1000J
答：运动员对杠铃至少做功1000J
1000J
1000J
此时杠铃的势能增加多少J？
有多少化学能转化为杠铃的势能？
算一算
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接在36V电路中的一盏电灯，通过电灯的电流
为1A，通电10s，电流做功 J，消耗电
能 J，那么，就有 J的电能转
化为 能。
360
360
360
热能和光
放在桌上的热水袋冷却，热水的内能消失了吗？
说一说
填一填
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1.能量守恒定律
三、能量守恒定律
大量的研究表明：自然界的能量是守恒的
能量守恒定律:能量既不会消灭，也不会创生，它
只会从一种形式转化为另一种形式，或者从一个
物体转移到另一个物体，而能的总量保持不变。
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能量守恒定律
动能和势能的转化
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1.电风扇工作时，消耗的电能与电动机获得的机械
能相等吗？
2.掉在地上的弹性小球为什么越跳越低?
讨论：
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我国有句俗语：“既要马儿跑，又要马儿不吃草。”
你认为这可能吗？为什么？
这个
“永动
机”能旋转
不息吗？
永动机的设计图
1.“永动机” ：不消耗任何能量和燃料，却源源不
断对外做功的机器。
2.由能量守恒定律知：无法实现。
3.工程技术的任务，在于设法找出合理利用能源的途
径，并减少机器运转过程中不必要的能量损耗，而不
是去研制永远无法实现的“永动机”。
无法实现的“永动机”
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原子弹为什么有那么大的威力？
1.当一块炽热的铁块投入水中时,能量如何转移？
2.当杂技演员沿竹竿下滑时，能量又是如何转化？
铁块的内能 水的内能(温度相同)
铁块能自发地从同温度的水中吸收热量，使自己变得
炽热吗？
演员的重力势能 手和竹竿的内能
手和竹竿的内能能使演员上升吗？
分析以上事例你能得出结论吗？
分析:
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遵循能量的转化和守恒定律
的事件是否一定会发生呢？
能量的转移和转化有一定的方向性。
问题：
能量的转移和转化的方向性
1.热量只能从温度高的物体传向温度低的物体或
从高温部分传向低温部分。
2.当重力势能转化为内能为自发时，内能转化为
重力势能就不可能为自发。
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活动五：
举出能量的转
移和转化有一
定的方向性的
例子
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中国石油危机
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中国南海发现可燃冰发育区 能解人类能源危机
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月球资源将挽救地球将来出现的能源危机
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观察挖掘机、火车、摩托车、汽车、火箭、太阳能汽
车、滑翔机的图片思考给它们提供运转能量的物质是
什么？
动动脑筋思考问题：
能源与社会
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挖掘机
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火车
39
摩托车
40
汽车
41
火箭
42
太阳能汽车
43
滑翔机
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能源的概念
像煤、天然气、汽油、水流、风、电、太阳光等能
够提供能量的物质资源，我们把它们都叫作能源。
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可再生能源
你还知道人类已经利用的其他能源吗？
风能、水能、太阳能、生物能等
煤、石油、天然气、核能等 不可再生能源
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按来源划分:一次能源和二次能源
一次能源是自然界直接提供的能源。
由自然界提供的能源转化而来的能源是二次能源。
风能、汽油、沼气分别属于什么能源呢?
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原始人对火的利用
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奴隶社会、封建社会对畜力的利用和水力的利用
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现代化的煤矿开采
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火 畜力、水力 现在的各种能源
能源的开发和利用与社会发展的关系
利用资源的种类 少 多
利用资源的规模 小 大
社会发展水平 低 高
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我国的能源构成：煤75%、石油17% 、
天然气2% 、其他6%
看图，世界能源以哪三种为主？
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目前世界和我国的能源消耗都以煤﹑石油、天
然气为主,分析这样的能源结构是否合理?如果这样
发展下去会出现什么问题?
据专家预测世界上的煤还可开采约192年,天然
气还可开采约67年,石油还可开采40多年。2010年,
我国石油消费50%靠进口。
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能源的大量使用促进了社会的发展,但同时也
带来了许多资源和环境问题,结合本课谈一谈你认
为会带来哪些问题?
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主要国家能源消耗量
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能源的大量应用造成环境污染
光化学事件 伦敦烟雾事件
酸雨腐蚀佛像
酸雨破坏树木
温室效应
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以前我们的家园
是
多
么
的
美
丽
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蓝
天、
白
云、
空
气、
怡
人
的
丽
日
58
可
是
今
天
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社会的发展离不开能源,人类将如何才能解决
好能源与保护环境这一问题呢?作为未来的主人,
请畅所欲言。
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某报第二版头条新闻油城私家车开始和气“热恋”
据记者了解,对私家车进行改装,让汽车由“喝油
”变为“烧气”,是近些年才出现的。如今随着国内
油价的不断上涨,汽车油改气的话题越来越引起人们
的关注,私家车改装在油城也呈愈演愈烈之势。
通过这段文字你能想到什么?你怎样看待这种现象?
生活与社会
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面对日趋严重的能源危机，我们既要_____________，
又要_____________。
树立节能观
开发新能源
能源危机日趋严重 怎么办？
哪些新能源具有广阔的前景？
开发新能源
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太阳能的开发和利用
太阳深处的极高温度是1500万℃和极高压力约
2×1016Pa，据粗略估计，太阳向地球表面辐射的功率
为8.1×1014 kW相当于3.5万倍标准煤释放的能量。
看了数据再请同学们计算一下：太阳每小时辐射到
地球的总能量有多少 ？
W=Pt=8.1×1017W×3600s=2.92×1021J
太阳能十分巨大。
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请同学们计算一下：
太阳能以光和热的形式向四周辐射，那么它的光
和热到达地球上要经过多长时间？
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地球每小时从太阳获得的太阳能量有2.92×1021
焦，这比目前全世界在一年内能源生产的总量还多，
可见太阳能有多么巨大．
那么太阳能会不会用完呢？根据科学家推算，太
阳像现在这样不停地向外辐射能量，还可以维持50亿
年以上，对于人类来说，太阳能可以说是一种取之不
尽，用之不竭的永久性能源。
太阳能供应时间长久。
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我们到哪里去取太阳能？怎样获取呢？（只要太阳
能照到的地方，就有太阳能，不用专门去寻找；只
要用东西接收就行了，不需要挖掘开采）
太阳能分布广阔，获取方便。
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太阳能储热
太阳能热水器、太阳能灶等
太阳能转变为热能
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太阳能直接发电
太阳能电池、太阳能汽车等
太阳能转化为电能
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太
阳
能
手
提
灯
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既然太阳能有那么多优点，为什么不大量推广、
大范围应用呢？目前还有些技术问题没有解决。
广泛利用太阳能的困难
1.太阳能虽然十分巨大，但它太分散
2.太阳能不稳定，不能正常使用
3.目前太阳能转换器的效率不高
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太阳能的开发和利用
优点：能量巨大、供应时间长、分布广
泛获取方便、无污染、安全经济。
缺点：能量分散、间断、不稳定。
太
阳
能
的
特
点
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沼气能源
我国农村3/4人口使用草木燃料，造成了土壤
肥力的下降，水土流失、土壤沙化等生态平衡被破
坏的现象，而且是对能源的极大浪费。
将人畜排泄物和作物秸秆等混合物投入沼气池内进行
微生物发酵。可得到燃烧值高的沼气和有机肥料。
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沼气地
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76
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地热能
地热
地球内部具有的
热能称为地热能，
是地球本身蕴藏
的能量。
应用形式：地下热水、地热蒸汽。
应用范围：发电、洗浴、取暖、灌溉等。
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西藏羊八井地热电站是我国最大的地热电站
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潮汐能
潮汐能是由于地球和月球、太阳相互作用产生的
能量。
涨潮时 退潮时
潮汐电站工作原理
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浙江温岭江厦潮汐电站为全国第一、世界第三的
潮汐电站
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核能
83
秦山核电站
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能
量
与
能
源
能量
的转
化与
守恒
多种
形式
的能
量
化学能
内能
电磁能
机械能
应
用
能
源
与
社
会
能源
分类
能源
与环
境
开
发
新
能
源
其他新
能源
核能
太阳能
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1.下列做法属于能量转化的是（ ）
A.人烤火取暖
B.划火柴点火
C.用热水袋取暖
D.用煤气炉给一壶水加热
B
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2.分析各现象中能的转化或转移
（机械能→内能）
（内能→机械能）
（机械能→电能）
（电能→机械能）
（电能→内能 光能）
（化学能→内能）
（光能→化学能）
（原子核能→内能→电能）
（机械能→内能）
（电能→化学能）
（化学能→内能）
（机械能→电能→内能 光能）
锯木头，锯条发热
气体膨胀做功，温度降低
水轮机带动发电机发电
电动机带动水泵转动
电流通过灯丝使灯丝发光
煤燃烧
光合作用
原子能发电
压缩气体做功
给蓄电池充电
木材燃烧
手摇发电机发电使灯泡发光
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3.能源问题是现代社会发展的三大要素之一,在能源家
族中:⑴柴薪、⑵煤炭、⑶石油、⑷天然气、⑸水能、
⑹风能、⑺太阳能、⑻地热能等,在大量消耗各种能源
时,会造成空气污染的有______________;会造成水
土流失和沙漠化的是_____(填序号)。
⑴ ⑵ ⑶ ⑷
⑴
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4.汽车刹车时，由于摩擦，汽车的动能转化为地
面、空气的______能，这些能量不能自动地用来
再次开动汽车，这说明能量的转化、转移具有
______________。
内
方向性
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灵感，不过是“顽强地劳动而获得的奖赏”。
——列宾
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