第十二章《電能能量守恒定律》學(xué)習(xí)活動八：能源與可持續(xù)發(fā)展課堂教學(xué)：【任務(wù)情境】小剛在學(xué)習(xí)了能量守恒定律之后對從小接受的能源危機(jī)教育產(chǎn)生了懷疑，既然能量是守恒的并不會憑空消失，那我們?yōu)槭裁催€要節(jié)約能源呢？請同學(xué)們幫助一下小剛，解答他的疑問，提高能源危機(jī)意識?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)一】理解能量轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化的方向性教師活動：組織學(xué)生交流和討論。情境一：有一塊粗糙水平長木板，一塊木塊以某一初速度滑上木板，一段時間后木塊在木板上靜止，二者的溫度升高。提問1：木塊在木板上運(yùn)動直到靜止這一過程中是哪一種能量發(fā)生了轉(zhuǎn)移或轉(zhuǎn)化？方向是怎樣的？預(yù)測學(xué)生回答：在這一過程中，木塊中的動能轉(zhuǎn)化成了木塊和木板的內(nèi)能提問2：結(jié)合生活實際，如果給木塊和木板加熱，木塊會重新在木板上運(yùn)動起來嗎？為什么？預(yù)測學(xué)生回答：不會。學(xué)生猜測可能是系統(tǒng)的內(nèi)能無法再轉(zhuǎn)化成系統(tǒng)的機(jī)械能。提問3：你能想到生活中還有哪些這樣的情況？預(yù)測學(xué)生回答：熱水可以把雞蛋燙熟，但是雞蛋卻不能再讓水溫升高?；馉t把自己的內(nèi)能傳遞給房間里的空氣，供人們?nèi)∨?；但是卻不能把這些內(nèi)能重新收集起來，來年再用等等其他生活中的現(xiàn)象。學(xué)生討論總結(jié)：通過對實例的分析，認(rèn)識到能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，雖然能量的總量保持不變，但可利用的在不斷減少，能源危機(jī)仍然是存在的教師引導(dǎo)提升：其實自然界中一切宏觀熱現(xiàn)象都是不可逆的，都具有方向性。這就是大名鼎鼎的熱力學(xué)第二定律。想要逆轉(zhuǎn)這些熱現(xiàn)象，就需要施加其他外力或影響，因此能源的利用必然是有代價的。【學(xué)習(xí)任務(wù)二】能源的分類與利用教師活動：組織學(xué)生閱讀課本，交流和討論。情境二：當(dāng)今社會，我們的生活離不開電能。而發(fā)電方式卻有很多種，主要有煤炭熱電、太陽能發(fā)電、風(fēng)力發(fā)電、水力發(fā)電、核能發(fā)電等。我國的水力發(fā)電量穩(wěn)居世界第一，核電技術(shù)走在世界前列，值得驕傲。提問1：發(fā)電所利用的能源可以分為幾類？分類的依據(jù)是什么？預(yù)測學(xué)生回答：可分為兩大類。分類依據(jù)為是否可以再生。提問2：除了發(fā)電你還能想到哪些這些能源的利用形式？預(yù)測學(xué)生回答：煤炭可以用來供暖，天然氣可以用來烹飪等等。學(xué)生討論總結(jié)：風(fēng)能、水能、海洋能、潮汐能、太陽能和生物質(zhì)能等是可再生能源；煤、石油和天然氣等是非再生能源。能源的主要利用形式為發(fā)電，化石能源可用于供暖等日常生活。教師引導(dǎo)提升：除了按再生可再生分類，還可以按產(chǎn)生分類即一次能源二次能源；按性質(zhì)分為燃料型和非燃料型；按污染分為污染型和清潔型；按使用類型分為常規(guī)和新型能源。同學(xué)們可以課后查閱資料了解，并對照分類?！緦W(xué)習(xí)任務(wù)三】能源與社會發(fā)展情境三：不知不覺，城市公交車基本都換上了綠色的車牌，馬路上綠色牌照的汽車也越來越多。綠色牌照為新能源汽車。我國把混合動力車（包括插電式混合動力車）、氫燃料電池電動車和電池電動車統(tǒng)稱為新能源汽車。我國新能源汽車產(chǎn)業(yè)始于21世紀(jì)初，目前基本上與發(fā)達(dá)國家處在同一個發(fā)展階段。為什么要大力發(fā)展新能源汽車呢？預(yù)測學(xué)生回答：學(xué)生通過閱讀課本得知，人類對能源的利用大致經(jīng)歷了三個時期，即柴薪時期、煤炭時期、石油時期。自工業(yè)革命以來，煤和石油成為人類的主要能源。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(jìn)步。能源是人類社會活動的物質(zhì)基礎(chǔ)。然而，煤炭和石油資源是有限的。并且伴隨煤炭石油資源的大規(guī)模應(yīng)用，給地球生態(tài)環(huán)境帶來了巨大的影響。既滿足當(dāng)代人的需求，又不損害子孫后代的需求。這就需要樹立新的能源安全觀，并轉(zhuǎn)變能源的供需模式。新能源汽車應(yīng)運(yùn)而生，是新能源應(yīng)用中的一部分?！緦W(xué)習(xí)小結(jié)】教師：組織學(xué)生回答課前任務(wù)情境中的問題參考答案：能量轉(zhuǎn)化和轉(zhuǎn)移具有方向性，雖然能量的總量保持不變，但可利用的能量在不斷減少。煤炭石油等不可再生資源是當(dāng)前社會最主要的能源，但是它們總有用完的那一天。因此我們要有能源危機(jī)意識，不斷開發(fā)可替代的新能源，促進(jìn)社會進(jìn)步?！緦W(xué)習(xí)評價自測】1.關(guān)于能量和能源，下列說法正確的是

(

)A．化石能源是清潔能源，水能是可再生能源

B．人類在不斷地開發(fā)和利用新能源，所以能量可以被創(chuàng)造C．在能源的利用過程中，由于能量在數(shù)量上并未減少，所以不需要節(jié)約能源D．能量耗散現(xiàn)象說明：在能量轉(zhuǎn)化的過程中，雖然能的總量并不減少，但能量品質(zhì)降低了答案：D

解析：化石能源燃燒時放出SO2、CO2等氣體，形成酸雨和溫室效應(yīng)，破壞生態(tài)環(huán)境，不是清潔能源，A項錯誤；能量是守恒的，既不能被創(chuàng)造也不可能消失，但能量品質(zhì)會下降，故要節(jié)約能源，B、C均錯誤，D項正確。2.(多選)行駛中的汽車制動后滑行一段距離，最后停下；流星在夜空中墜落并發(fā)出明亮的火焰；降落傘在空中勻速下降；條形磁鐵在下落過程中穿過閉合線圈，線圈中產(chǎn)生電流。上述不同現(xiàn)象中所包含的相同的物理過程是(

)A．物體克服阻力做功

B．物體的動能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量C．物體的勢能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量D．物體的機(jī)械能轉(zhuǎn)化為其他形式的能量答案：AD

解析：這四個現(xiàn)象中物體運(yùn)動過程中都受到阻力作用，汽車主要受摩擦阻力，流星、降落傘受空氣阻力，條形磁鐵下落受磁場阻力，因而物體都克服阻力做功，A正確。四個物體的運(yùn)動過程中，汽車是動能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，流星、降落傘、條形磁鐵是重力勢能轉(zhuǎn)化成其他形式的能，總之機(jī)械能轉(zhuǎn)化成了其他形式的能，D正確。

3．如圖所示，一個粗細(xì)均勻的U形管內(nèi)裝有同種液體，液體質(zhì)量為m。在管口右端用蓋板A密閉，兩邊液面高度差為h，U形管內(nèi)液體的總長度為4h，先拿去蓋板，液體開始運(yùn)動。由于管壁的阻力作用，最終管內(nèi)液體停止運(yùn)動，則該過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為(

)A．