21.2 跨学科：能源的开发与利用 课件 2025-2026学年物理沪科版九年级全一册（27页PPT）

(课件网) 第二节 跨学科：能源的开发与利用 第二十一章 能源、材料与社会 沪科版2024 物理观念：了解原子核结构及核能产生原理（裂变与聚变），知道太阳能由太阳内部核聚变形成，掌握新能源（如核能、太阳能）的能量转化方式及利用途径，建立“能量守恒与可持续发展”的认知框架。 科学思维：能区分核裂变与核聚变的异同，解释链式反应的可控与不可控应用（如核电站与原子弹），通过分析新能源开发案例（如太阳能路灯），运用比较、归纳等方法评估不同能源的优势与局限。 科学探究与创新：完成开放性实验（如设计太阳能利用装置），自主规划实验步骤、分析数据并优化方案。 科学态度与责任：通过“碳中和”“新能源开发”等STS话题讨论，培养节约能源、保护环境的社会责任感。学习钱学森等科学家的科研故事，弘扬科学精神，增强对科技推动社会发展的认同。 核心素养 等到那一天，我们人类又会用什么？ 　　 化石能源是现代人类文明所需的主要能源。由于它们属于不可再生的资源，所以总有使用殆尽的一天。 情境导入 人类对能源的利用 能够提供热、光、机械能和电能等各种形式的能量来源就叫能源。 如：煤、石油、天然气、太阳光、水流、风、电等等。 金属的冶炼、机器的运转、汽车和火车等交通工具的行驶需要能量，生活中烧饭、取暖、照明等也需要能量。 生产和生活中利用的这些能量，是通过不同的能源提供的。各种能源的广泛利用，极大地促进了人类文明的发展。 人类对能源的利用 钻木取火这项技术的出现，使人类实现了从利用自然火到利用人工火的转变。开启了人类以柴薪为主要能源的时代。 柴薪主要通过砍伐森林获得，大面积的砍伐森林严重破坏地球的生态平衡。同时由于燃烧柴薪获取能量的效率较低，人类仍需要开发其他的能源。 人类对能源的利用 煤、石油、天然气是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，所以称为化石能源。 这三种能源是当今世界一次能源的三大支柱。 像化石能源一样可以直接从自然界获取的能源叫一次性能源。 常见的一次性能源有哪些？ 煤、石油、天然气、生物质能、水能、风能、太阳能、地热能、核能等等。 人类对能源的利用 人类对能源的利用 一次性能源 不可再生能源 化石能源：煤、石油、天然气 核能 可再生能源：太阳能、地热能、风能、水能 二次能源 包括：电能、汽油、柴油、工业余热 思考：人们在利用能源的同时，对环境造成了什么影响？ 化石能源产生大量内能，其中一部分未被利用，造成热污染； 燃料燃烧排放的二氧化碳加剧了地球的温室效应，同时生成的二氧化硫等是有害物质； 燃料不完全燃烧生成粉尘和一氧化碳，形成酸雨。 人类对能源的利用 核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中，因此核能发电不会造成空气污染 核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳 核能发电所使用的铀燃料，除了发电外，没有其他的用途 核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便 核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低 人类对能源的利用 分子是由原子构成的，原子的中心是原 子核，原子核周围有一定数目的电子在运动。科学家通 过进一步的研究表明，原子核还有如图 所示的 更精细的内部结构：原子核通常由质子和中子组成，质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，中子不带电；质子的质量大约是电子的1836 倍，中子和质子的 质量几乎相同。质子和中子构成非常小的原子核，就像几颗豆粒挤在一个非常大的广场中央。 随着科学技术的发展，科学家发现了更多的新粒子，并发现质子、中子等本身也有自己的复杂结构。人们对 微观世界的探索在不断深入。 开发核能 ... ...