资源简介 (共41张PPT)第四章 能源与可持续发展第1节 能量 能量守恒定律第2节 能 源第3节 环境保护与可持续发展1.掌握能量守恒定律。知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。2.了解能量转化和转移的方向性,认识到人类珍惜和保护能源和资源的必要性。3.了解我国的能源状况,认识到能源与环境协调发展的必要性。1课前知识梳理2课堂 深度探究3随堂 巩固落实PART01课前知识梳理一、机械能的守恒与不守恒1.系统机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功。2.外力做正功,系统的机械能增加,反之系统的机械能减少。3.系统内力做功,如相互作用的滑动摩擦力做功,机械能减少,有热量产生,减少的机械能转化为内能。二、能量的分类能量的形式与物质的运动形式直接相关:机械运动对应着机械能;热运动对应着内能;电磁运动对应着电磁能;化学变化对应着化学能;原子核的变化对应着核能;等等。能量根据研究①______不同而划分的,也是根据物质的②__________来划分的。对象运动形式三、能量守恒定律能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式③______ 为另一种形式,或者从一个物体④______到另一个物体,在转化或转移的过程中其⑤__________。这就是能量守恒定律。转化转移总量不变四、能量的品质1.在自然界,一切自发的过程都有一定的方向性。2.从人类对能量的利用的角度看,能量是有品质高低之分的,内能(热能)是品质最低的能量。人类消耗的各种能量,最终都将转化为内能而散失到周围的环境中,从而很难再次被利用。五、能源 能源的分类1.能够提供人类所需能量的自然资源称为能源。2.能源的分类(1)一次能源和二次能源。(2)可再生能源和非再生能源。(3)传统能源和新能源。六、解决能源问题的出路一方面节流,另一方面开源。节流,就是减少消耗;开源,即开发新能源。七、环境保护与可持续发展1.发展与能源消耗。2.环境保护与可持续发展。判断下列说法是否正确。(1)任何能量之间的转化都遵循能量守恒定律。( )√(2)因为能量守恒,所以我们不需要节能。( )×(3)能量的转化和转移具有方向性。( )√PART02课堂 深度探究知识点一 能量守恒定律(1)如图,这是小型汽油机模型,汽油机在工作过程中能量是怎样转化的?提示:汽油燃烧时化学能转化为内能,汽油释放出来的内能转化为飞轮的机械能。(2)内燃机工作时可以把内能全部转化为机械能吗?提示: 不能,因为内燃机工作时总有内能损失,不可能全部转化为机械能。1.适用范围:能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律,是各种自然现象中普遍适用的一条规律。2.对能量守恒定律的理解某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加,且减少量和增加量一定相等。某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。例1 (2025·广西桂林市期末)光伏发电是利用太阳能的技术之一,它利用太阳能电池板,将照射在太阳能电池板上的太阳能转化为电能。农村居民院落或屋顶的光伏发电装置除满足居民家庭用电,还可向电网A. B. C. D.供电获得收益。如图所示,太阳光垂直照射在太阳能电池板上,在每平方米的面积上,平均每分钟能得到 的太阳能,如果我们能利用太阳能的,那么在面积为 的屋顶上可以利用的太阳能的功率最大值约为( )√解析:令历时为 ,能够利用的太阳能,根据功率的表达式有 ,解得 。例2 (2025·浙江嘉兴市期末)如图为一海上风电厂的照片,该海上风电厂的风力发电机的叶片长为 ,有400个发电机组。假设一年中有约100天左右时间可以发电,且发电时风速约 ;发电机将风能转变为电能A. B.C. D.的效率约为。空气密度为 ,试通过估算判断:该海上风电厂年发电量与下列选项中哪一个最接近( )√解析:风力发电是利用动能转化成电能,假设在 时间内,吹到风叶上的空气质量为,有 ,每台发电机发电功率,一年发电量 。知识点二 能量转移或转化的方向性如何正确理解能量耗散和品质降低(1)各种形式的能最终都转化为内能,流散到周围的环境中,分散在环境中的内能不管数量多么巨大,它也不过只能使地球、大气稍稍变暖一点,却再也不能驱动机器做功了。(2)从可被利用的价值来看,内能较之机械能、电能等,是一种低品质的能量。由此可知,能量耗散虽然不会导致能量的总量减少,却会导致能量的品质降低,实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式。(3)能量耗散导致可利用能源减少,所以要节约能源。例3 如图所示,卫星两翼的太阳能电池板能把太阳能转化为电能供卫星使用。关于电源、能源与可持续发展,下列说法正确的是( )A.干电池、蓄电池对外供电时,电能转化为化学能B.在能的转化和转移的过程中,能量的总量减少C.能量的转移或转化过程中,是具有方向性的D.修建水电站利用水能发电更清洁、安全,有百利而无一害√解析:干电池、蓄电池对外供电时,电池内部发生化学变化,化学能转化为电能,故A错误;在能的转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,这就是能量守恒定律,故B错误;能量的转移或转化过程中,总量是不变的,但是具有方向性,故C正确;修筑拦河坝建造水电站也会对沿河的水域环境造成影响,给河流通航造成影响等,因此不利影响也是存在的,故D错误。例4 关于能源与可持续发展,下列说法正确的是( )A.苹果从树上落下,最后静止在地面上,说明机械能消失了B.大量使用煤炭和石油作燃料符合“低碳生活”理念C.太阳能电池充电时,将太阳能全部转化为内能D.在火力发电中,燃气的内能不可能全部转化为电能√解析:苹果在运动和碰撞中机械能转化为了苹果本身及周围物体的内能,能量并没有消失,故A错误;大量使用煤炭和石油作燃料会增加空气中二氧化碳的含量,不符合“低碳生活”理念,故B错误;太阳能电池充电时,消耗太阳能,产生电能,是将太阳能转化为电能,故C错误;根据能量转化的方向性可知,在火力发电中,燃气的内能不可能全部转化为电能,故D正确。知识点三 能源的开发和利用能源分类方 法 能源分 类名称 特点 举例按形式或转 换特点分 一次能 源 自然形成,未经 加工 太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能二次能 源 由一次能源经加 工转换而成 焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能按利用技术 分 传统能 源 已大规模正常使 用 煤炭、石油、天然气能源分类方 法 能源分 类名称 特点 举例按利用技术 分 新能源 正在开发,或有 新的利用方式 太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气能、风能、水流能按可否再生 分 可再生 能源 可循环使用 水流能、风能、生物质能、地热能不可再 生能源 短期内无法转换 获得 煤炭、石油、天然气、核燃料续表能源分类方 法 能源分 类名称 特点 举例按对环境污 染情况分 清洁能 源 对环境基本上没 有污染 太阳能、海洋能、风能、水流能污染能 源 会严重污染环境 化石燃料(煤炭、石油、天然气)续表例5 以下交通工具中,动力装置所用能源属于可再生能源的是( )A.飞机B.太阳能汽车C.燃油汽车D.蒸汽火车解析:燃油、蒸汽机燃料为不可再生能源,故A、C、D错误;太阳能是可再生能源,故B正确。√例6 下列有关风能的说法正确的是( )①风能其实是太阳能的一种转换形式②风能和水能、太阳能等都是清洁能源③风力发电由风能转化为机械能,再转化为电能④推广使用可利用太阳能、风能的城市照明系统,发展低碳经济和循环经济,有利于改善环境质量A.①②③④ B.②③④ C.①②③ D.①②④√解析:地球表面大量空气流动所产生的动能叫风能,而空气流动主要是由两地受阳光照射的强度不同导致的温度差异引起的,故风能是太阳能的一种转换形式,故①正确;风能和水能、太阳能等是可再生的绿色能源,故②正确;风力发电的原理是:风力带动风车叶片旋转,发电机在风车叶片转轴的带动下发电,实现能量从风能转化为机械能,再转化为电能,故③正确;发展低碳经济和循环经济,推广利用太阳能、风能的城市照明系统,降低发电的能耗,符合低碳环保理念,故④正确。例7 (2025·贵州省部分学校期中)能源是人类活动的物质基础,从某种意义上讲,人类社会的发展离不开能源。下列关于能源的理解正确的是( )A.根据能量守恒定律可知,人类可利用的能源是取之不尽的B.电脑长时间不用时,使其待机比较节能C.太阳能电池板是将光能转化为电能D.只要能源可利用,开发时不必考虑其他因素√解析:能量虽然守恒,但有的资源容易利用,有的资源难以利用,资源短缺成为社会发展的阻碍,因而要合理开发利用,故A错误;电脑长时间处于待机状态,仍会消耗电能,不节能,故B错误;太阳能电池板是将光能转化为电能,储存在电池板中,故C正确;能源的开发和利用,必须要同时考虑其对环境的影响,故D错误。PART03随堂 巩固落实1.(能源的开发和利用)(2025·广东佛山市期中)下列关于能源的说法正确的是( )A.太阳能是地球上最主要的能量源泉B.珠江的水能是用之不尽的C.天然气是可再生能源D.基本粒子的运动规律不遵守能量守恒定律解析:选A。太阳能是地球上最主要的能量源泉,故A正确;珠江的水能不是用之不尽的,故B错误;天然气是不可再生能源,故C错误;基本粒子的运动规律遵守能量守恒定律,故D错误。√2.(能源转化或转移的方向性)(多选)关于能量的转化与守恒,下列说法正确的是( )A.摩擦生热的过程是不可逆的B.所有能量守恒的过程都是可逆的C.空调既能制热又能制冷,说明热传递不存在方向性D.可再生能源和不可再生能源一样,在利用的过程中同样存在能量耗散√√解析:选 。摩擦过程会自发地产生热量,但热量不能自发地产生摩擦,所以摩擦生热的过程是不可逆的,故A正确;一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,故B错误;热传递存在方向性的含义是指热量可以自发地从高温物体传递到低温物体,而不能自发地从低温物体传递到高温物体,但若有其他影响也可以将热量从低温物体传递到高温物体,空调机制冷时必须通过压缩机做功才能实现热量从低温物体传递到高温物体,因此热传递仍然存在方向性,故C错误;可再生能源和不可再生能源一样,在利用的过程中同样存在能量耗散,故D正确。3.(能源的开发和利用)节约用电不仅可以减少能源消耗,缓解能源紧张问题,还可以减少环境污染。下列做法属于节约用电的是( )A.让长期不用的家电处于待机状态B.将热的食物直接放进冰箱C.夏季将空调温度设置尽量调低D.尽量减少冰箱门开关次数及敞门时间解析:选D。让长期不用的家电处于待机状态,这种做法属于浪费电能,故A错误;将热的食物直接放进冰箱,这种做法属于浪费电能,故B错误;夏季将空调温度设置尽量调低,这种做法属于浪费电能,故C错误;尽量减少冰箱门开关次数及敞门时间,这种做法属于节约用电,故D正确。√4.(能量守恒定律)电动机通电后电动机带动其他机器运转,一段时间后,电动机的外壳就会变得烫手,则下列关于能的转化和守恒的说法中正确的是( )A.电能全部转化为机械能,总的能量守恒B.电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能,总的能量守恒C.电能全部转化为内能,内能守恒D.电能转化为机械能和内能,机械能守恒√解析:选B。因为电动机的外壳变得烫手,说明有一部分电能转化成了内能,故A错误;电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能,总的能量守恒,故B正确;在转化过程中是电能转化为机械能及小部分的内能,故内能不守恒,故C错误;因为电能转化为机械能和内能,机械能增加了,但能的总量守恒,故D错误。第四章 能源与可持续发展第1节 能量 能量守恒定律 第2节 能 源 第3节 环境保护与可持续发展学习目标1.掌握能量守恒定律。知道能量守恒定律是最基本、最普遍的自然规律之一。2.了解能量转化和转移的方向性,认识到人类珍惜和保护能源和资源的必要性。3.了解我国的能源状况,认识到能源与环境协调发展的必要性。课前知识梳理一、机械能的守恒与不守恒1.系统机械能守恒的条件:只有重力或弹力做功。2.外力做正功,系统的机械能增加,反之系统的机械能减少。3.系统内力做功,如相互作用的滑动摩擦力做功,机械能减少,有热量产生,减少的机械能转化为内能。二、能量的分类能量的形式与物质的运动形式直接相关:机械运动对应着机械能;热运动对应着内能;电磁运动对应着电磁能;化学变化对应着化学能;原子核的变化对应着核能;等等。能量根据研究①_ _ 不同而划分的,也是根据物质的②_ _ _ _ _ _ _ _ 来划分的。【答案】对象; 运动形式三、能量守恒定律能量既不会凭空产生,也不会凭空消失,它只能从一种形式③_ _ 为另一种形式,或者从一个物体④_ _ 到另一个物体,在转化或转移的过程中其⑤_ _ _ _ _ _ _ _ 。这就是能量守恒定律。【答案】转化; 转移; 总量不变四、能量的品质1.在自然界,一切自发的过程都有一定的方向性。2.从人类对能量的利用的角度看,能量是有品质高低之分的,内能(热能)是品质最低的能量。人类消耗的各种能量,最终都将转化为内能而散失到周围的环境中,从而很难再次被利用。五、能源 能源的分类1.能够提供人类所需能量的自然资源称为能源。2.能源的分类(1)一次能源和二次能源。(2)可再生能源和非再生能源。(3)传统能源和新能源。六、解决能源问题的出路一方面节流,另一方面开源。节流,就是减少消耗;开源,即开发新能源。七、环境保护与可持续发展1.发展与能源消耗。2.环境保护与可持续发展。深化辨析判断下列说法是否正确。(1) 任何能量之间的转化都遵循能量守恒定律。( )(2) 因为能量守恒,所以我们不需要节能。( )(3) 能量的转化和转移具有方向性。( )【答案】(1) √(2) ×(3) √课堂 深度探究知识点一 能量守恒定律问题探究(1) 如图,这是小型汽油机模型,汽油机在工作过程中能量是怎样转化的?提示:汽油燃烧时化学能转化为内能,汽油释放出来的内能转化为飞轮的机械能。(2) 内燃机工作时可以把内能全部转化为机械能吗?【答案】不能,因为内燃机工作时总有内能损失,不可能全部转化为机械能。1.适用范围:能量守恒定律是贯穿物理学的基本规律,是各种自然现象中普遍适用的一条规律。2.对能量守恒定律的理解某种形式的能量减少,一定存在其他形式的能量增加,且减少量和增加量一定相等。某个物体的能量减少,一定存在其他物体的能量增加,且减少量和增加量一定相等。例1 [(2025·广西桂林市期末)]光伏发电是利用太阳能的技术之一,它利用太阳能电池板,将照射在太阳能电池板上的太阳能转化为电能。农村居民院落或屋顶的光伏发电装置除满足居民家庭用电,还可向电网供电获得收益。如图所示,太阳光垂直照射在太阳能电池板上,在每平方米的面积上,平均每分钟能得到的太阳能,如果我们能利用太阳能的,那么在面积为的屋顶上可以利用的太阳能的功率最大值约为( )A. B. C. D.【答案】B【解析】令历时为,能够利用的太阳能,根据功率的表达式有,解得。例2 [(2025·浙江嘉兴市期末)]如图为一海上风电厂的照片,该海上风电厂的风力发电机的叶片长为,有400个发电机组。假设一年中有约100天左右时间可以发电,且发电时风速约;发电机将风能转变为电能的效率约为。空气密度为,试通过估算判断:该海上风电厂年发电量与下列选项中哪一个最接近( )A. B.C. D.【答案】C【解析】风力发电是利用动能转化成电能,假设在 时间内,吹到风叶上的空气质量为,有,每台发电机发电功率,一年发电量。知识点二 能量转移或转化的方向性如何正确理解能量耗散和品质降低(1)各种形式的能最终都转化为内能,流散到周围的环境中,分散在环境中的内能不管数量多么巨大,它也不过只能使地球、大气稍稍变暖一点,却再也不能驱动机器做功了。(2)从可被利用的价值来看,内能较之机械能、电能等,是一种低品质的能量。由此可知,能量耗散虽然不会导致能量的总量减少,却会导致能量的品质降低,实际上是将能量从高度有用的形式降级为不大可用的形式。(3)能量耗散导致可利用能源减少,所以要节约能源。例3 如图所示,卫星两翼的太阳能电池板能把太阳能转化为电能供卫星使用。关于电源、能源与可持续发展,下列说法正确的是( )A. 干电池、蓄电池对外供电时,电能转化为化学能B. 在能的转化和转移的过程中,能量的总量减少C. 能量的转移或转化过程中,是具有方向性的D. 修建水电站利用水能发电更清洁、安全,有百利而无一害【答案】C【解析】干电池、蓄电池对外供电时,电池内部发生化学变化,化学能转化为电能,故 错误;在能的转化和转移的过程中,能量的总量保持不变,这就是能量守恒定律,故 错误;能量的转移或转化过程中,总量是不变的,但是具有方向性,故 正确;修筑拦河坝建造水电站也会对沿河的水域环境造成影响,给河流通航造成影响等,因此不利影响也是存在的,故 错误。例4 关于能源与可持续发展,下列说法正确的是( )A. 苹果从树上落下,最后静止在地面上,说明机械能消失了B. 大量使用煤炭和石油作燃料符合“低碳生活”理念C. 太阳能电池充电时,将太阳能全部转化为内能D. 在火力发电中,燃气的内能不可能全部转化为电能【答案】D【解析】苹果在运动和碰撞中机械能转化为了苹果本身及周围物体的内能,能量并没有消失,故 错误;大量使用煤炭和石油作燃料会增加空气中二氧化碳的含量,不符合“低碳生活”理念,故 错误;太阳能电池充电时,消耗太阳能,产生电能,是将太阳能转化为电能,故 错误;根据能量转化的方向性可知,在火力发电中,燃气的内能不可能全部转化为电能,故 正确。知识点三 能源的开发和利用能源分类方法 能源分类名称 特点 举例按形式或转换特点分 一次能源 自然形成,未经加工 太阳能、风能、地热能、核能、潮汐能二次能源 由一次能源经加工转换而成 焦炭、木炭、蒸汽、液化气、酒精、汽油、电能按利用技术分 传统能源 已大规模正常使用 煤炭、石油、天然气新能源 正在开发,或有新的利用方式 太阳能、核能、地热能、海洋能、沼气能、风能、水流能按可否再生分 可再生能源 可循环使用 水流能、风能、生物质能、地热能不可再生能源 短期内无法转换获得 煤炭、石油、天然气、核燃料按对环境污染情况分 清洁能源 对环境基本上没有污染 太阳能、海洋能、风能、水流能污染能源 会严重污染环境 化石燃料(煤炭、石油、天然气)例5 以下交通工具中,动力装置所用能源属于可再生能源的是( )A. 飞机 B. 太阳能汽车C. 燃油汽车 D. 蒸汽火车【答案】B【解析】燃油、蒸汽机燃料为不可再生能源,故、、错误;太阳能是可再生能源,故 正确。例6 下列有关风能的说法正确的是( )①风能其实是太阳能的一种转换形式②风能和水能、太阳能等都是清洁能源③风力发电由风能转化为机械能,再转化为电能④推广使用可利用太阳能、风能的城市照明系统,发展低碳经济和循环经济,有利于改善环境质量A. ①②③④ B. ②③④ C. ①②③ D. ①②④【答案】A【解析】地球表面大量空气流动所产生的动能叫风能,而空气流动主要是由两地受阳光照射的强度不同导致的温度差异引起的,故风能是太阳能的一种转换形式,故①正确;风能和水能、太阳能等是可再生的绿色能源,故②正确;风力发电的原理是:风力带动风车叶片旋转,发电机在风车叶片转轴的带动下发电,实现能量从风能转化为机械能,再转化为电能,故③正确;发展低碳经济和循环经济,推广利用太阳能、风能的城市照明系统,降低发电的能耗,符合低碳环保理念,故④正确。例7 [(2025·贵州省部分学校期中)]能源是人类活动的物质基础,从某种意义上讲,人类社会的发展离不开能源。下列关于能源的理解正确的是( )A. 根据能量守恒定律可知,人类可利用的能源是取之不尽的B. 电脑长时间不用时,使其待机比较节能C. 太阳能电池板是将光能转化为电能D. 只要能源可利用,开发时不必考虑其他因素【答案】C【解析】能量虽然守恒,但有的资源容易利用,有的资源难以利用,资源短缺成为社会发展的阻碍,因而要合理开发利用,故 错误;电脑长时间处于待机状态,仍会消耗电能,不节能,故 错误;太阳能电池板是将光能转化为电能,储存在电池板中,故 正确;能源的开发和利用,必须要同时考虑其对环境的影响,故 错误。随堂 巩固落实1.[(2025·广东佛山市期中)](能源的开发和利用)下列关于能源的说法正确的是( )A. 太阳能是地球上最主要的能量源泉B. 珠江的水能是用之不尽的C. 天然气是可再生能源D. 基本粒子的运动规律不遵守能量守恒定律【答案】A【解析】选。太阳能是地球上最主要的能量源泉,故 正确;珠江的水能不是用之不尽的,故 错误;天然气是不可再生能源,故 错误;基本粒子的运动规律遵守能量守恒定律,故 错误。2.(能源转化或转移的方向性)(多选)关于能量的转化与守恒,下列说法正确的是( )A. 摩擦生热的过程是不可逆的B. 所有能量守恒的过程都是可逆的C. 空调既能制热又能制冷,说明热传递不存在方向性D. 可再生能源和不可再生能源一样,在利用的过程中同样存在能量耗散【答案】AD【解析】选。摩擦过程会自发地产生热量,但热量不能自发地产生摩擦,所以摩擦生热的过程是不可逆的,故 正确;一切与热现象有关的宏观自然过程都是不可逆的,故 错误;热传递存在方向性的含义是指热量可以自发地从高温物体传递到低温物体,而不能自发地从低温物体传递到高温物体,但若有其他影响也可以将热量从低温物体传递到高温物体,空调机制冷时必须通过压缩机做功才能实现热量从低温物体传递到高温物体,因此热传递仍然存在方向性,故 错误;可再生能源和不可再生能源一样,在利用的过程中同样存在能量耗散,故 正确。3.(能源的开发和利用)节约用电不仅可以减少能源消耗,缓解能源紧张问题,还可以减少环境污染。下列做法属于节约用电的是( )A. 让长期不用的家电处于待机状态B. 将热的食物直接放进冰箱C. 夏季将空调温度设置尽量调低D. 尽量减少冰箱门开关次数及敞门时间【答案】D【解析】选。让长期不用的家电处于待机状态,这种做法属于浪费电能,故 错误;将热的食物直接放进冰箱,这种做法属于浪费电能,故 错误;夏季将空调温度设置尽量调低,这种做法属于浪费电能,故 错误;尽量减少冰箱门开关次数及敞门时间,这种做法属于节约用电,故 正确。4.(能量守恒定律)电动机通电后电动机带动其他机器运转,一段时间后,电动机的外壳就会变得烫手,则下列关于能的转化和守恒的说法中正确的是( )A. 电能全部转化为机械能,总的能量守恒B. 电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能,总的能量守恒C. 电能全部转化为内能,内能守恒D. 电能转化为机械能和内能,机械能守恒【答案】B【解析】选。因为电动机的外壳变得烫手,说明有一部分电能转化成了内能,故 错误;电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能,总的能量守恒,故 正确;在转化过程中是电能转化为机械能及小部分的内能,故内能不守恒,故 错误;因为电能转化为机械能和内能,机械能增加了,但能的总量守恒,故 错误。第页 展开更多...... 收起↑ 资源列表 01-第四章 能源与可持续发展-第1节 能量 能量守恒定律 第2节 能 源 第3节 环境保护与可持续发展.pptx 第四章 能源与可持续发展(教用).docx