初中物理苏科版九年级全册能源与可持续发展教学设计

《18.5 能源与可持续发展》教案

 [教学目标]

1.认识能源消耗对环境的影响。

2.通过能量的转化和转移，认识效率。

3.了解世界和我国的能源状况，对于能源的开发利用有可持续发展的意识。

4..收集资料，讨论能源的利用带来的环境影响，如大气污染、酸雨、温室效应等，探讨应该采取的对策。

[教学重点和难点]

能量转化与效率，能源与可持续发展

对效率的认识

[教学过程]

（一）前提测评

上节课我们已经讲了能量转化的基本规律这节的内容,现在同学们来回忆一下,在历史发展的长河中,人类在能量转化规律方面的进步历程是怎么样的呢?

1．各种各样的能量

2．能量之间的转化

3．能量守恒定律

4．能量转化和转移的方向性

(3)写出下列现象中能量的转化或能量的转移关系。

    ①木炭燃烧发出光和热。                     化学能转化为内能 

    ②冬天双手互相摩擦感觉暖和。               机械能转化为内能 

    ③用钢锉锉工件,工件发热。                  机械能转化为内能 

    ④水轮机带动发电机工作。                   水能转化为电能 

    ⑤点燃爆竹后,爆竹腾空而起。                 化学能转化为动能 

    ⑥给蓄电池充电。                            电能转化为化学能 

    ⑦热水瓶中的水蒸气把瓶塞冲起。              内能转化为动能 

    ⑧风吹动帆船前进。                           风能转化为动能 

    ⑨人跑动时,身体发热出汗。                 机械能转化为内能 

    ⑩一杯热水慢慢变凉。                            热传递 

同学们对上节课的内容掌握得还不错。进入21世纪，我们对能量转化技术的掌握是日趋成熟完善，对能源的利用也日趋合理，到底21世纪我们的能源发展是怎么样的呢？好，今天我们就来学习一下能源下可持续发展，来了解一下这个问题。

二、以学定教

1、21世纪的能源趋势
由于世界人口的急剧增加和经济的不断发展，能源的消耗持续增长。特别是近三四十年来，能耗量增长速度明显加快。同学们看图片，了解一下一个多世纪来，人类能源消耗的情况。

学生看完后，老师利用多媒体显示一些有关近年来能源消耗的图片，让学生更形象地了解这方面的知识。叫学生讨论交流，21世纪的能源趋势是怎样的？

2、能量转化与效率

同学们看课本99页图18-24了解白炽灯工作时，能量的转化情况。

我们再来看小娇车的情况，看图18-25，同学们有什么看法？

同学们再看课本图18-26，进行分析引出效率，给出效率的计算方法。

引导学生看课本100页热机的效率，谈热机的效率，如何提高热机的效率。

效率：输出的有用能量与输入的总能量的比值叫做能量转换装置的效率。其计算表达式为效率。

对热机而言，其效率就是用来做有用功的那部分能量和燃料完全燃烧放出的能量之比。由于热机在工作中或多或少总有能量损失，所以热机的效率总小于1。提高热机效率的措施：①让燃料尽量充分燃烧；②减小各种能量损失；③在使用时注意保养，减少因摩擦而消耗的额外功。

例题 一台内燃机运动时能量损耗大致为：汽缸散热损失占25%，废气带走的能量占30%，摩擦等机械损耗占10%，则它的效率为_______________。

精析：在本题中，只给出输出的无用能量占输入的总能量比例，所以要先假设内燃机燃烧燃料所产生的能量为E，在计算出其输出的有用能量。

全解：这台内燃机输出的有用能量为E-E×25%-E30%-E×10%=E×35%。

根据，可得这台内燃机的效率为：

根据上一节课学过的能量转移和转化的方向性，我们知道目前作为人类主要能源的化石能源，并求是取之求尽、用之求竭。化石能源、核能等是不可再生的能源，我们现在开采得越多，留给子孙后代的就越少。人类自1973年以来，共向地球索取了5 000亿桶(约合800亿吨)石油，剩下的石油按现有生产水平计算，还可保证开采44年。天然气也只能持续开采56年，一些国家的煤炭资源已采掘殆尽。为了人类的未来，我们必须要节约能源。因此同学们以后不仅自己节约能源，看到浪费能源的行为也应该勇敢地站出来制止。

3、能源消耗对环境的影响

人类在耗用各种能源时，特别是目前石油、煤炭占了能源的绝大部分，而且年消耗量在不断增长，不可避免地会对环境造成影响。现在我们来看下影像，了解一下它对环境有哪些影响呢？

学生通过各种媒体，可能对能源消耗对环境的影响有一些初步的认识。然后让学生讨论、举出能源消耗还会对环境造成哪些影响，并且在老师的指导下，看课本图18-27，使学生认识到过量使用能源会对环境造成严重的破坏。

4、能源与可持续发展

下面我们进一步讨论能源危机、能源污染、能源开发等综合性问题，最终形成能源的可持续发展的意识。

能源作为过去人类文明发展作出过重大贡献的功臣，在给人类带来无限欣喜的同时，也使人类产生了深深的忧虑与困惑。在能源的利用中，既要考虑当前发展的需要，又要考虑未来发展的需要，不能以牺牲后代人的利益为代价来满足当代人的需求。

5、未来的理想能源

化石能源的大量使用，不仅留给子孙后代的越来越少，而且造成严重的环境问题。根据学过的有关能源的知识，以及课本上提出的条件，在老师的指导下，让学生说一说哪些是未来的理想能源，并说明其道理，同时在课堂上展开讨论。

（三）当堂检测

一、填空题

1．人类在利用能源时给自己带来了极大的便利，也给自己造成了不少的麻烦。总的来说表现为对          造成影响，具体说的是___________污染和_________效应。

2．农作物的秸杆是一种宝贵的资源，但不少农民在收割后为了方便，在农田里大量焚烧。请你指出大量焚烧秸杆的害处（举出两条）：

⑴________________________________；⑵____________________________________。

二、选择题

3．目前工厂生产中所用的节能措施中，你认为错误的是                  （    ）

A.增加热电机组       B.改造工业锅炉

C.沟汰能耗大的机器      D.生产电子高效节能灯

4．如图18-5为内燃机的能流图，则内燃机的效率可表示为             （     ）

A.η=×100%  B.η=×100%

C.η=×100%   D.η=×100%

5.S195型柴油机的部分技术规格如下表所示：

其中，“额定功率”是指柴油机正常工作时对外做功的功率：“燃油消耗率”是指柴油机正常工作时，每输出1kW·h的能量，柴油机所消耗柴油的质量。已知柴油的热值为3.3×107J/kg，水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），则：

⑴若柴油机的水箱中贮有10kg冷却水，当水的温度由20℃上升到40℃时，这些水吸收的热量是___________J。

（2）已知柴油机效率η= ×100%（式中W为柴油机在某时间内对外所做的功，Q为它在这段时间内所消耗的柴油完全燃料所产生的热量），则该柴油机正常工作时的效率约为_______________。