STEAM课程 新能源小车.docx

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STEAM课程新能源小车

新能源小车

汽车能源的发展历史：

汽车能源最初由蒸汽时代到燃油时代，现在正步入新能源时代。

1770年，法国一位工厂制造了用蒸气做动力的蒸汽载重车，载重量5吨，车子有4个轮子，走得非常慢，每小时只能走3.5千米，比走得快的人还走得慢。

由此可见，以蒸汽作为动力的车，行驶缓慢，远远不能达到便利生活的目的。

燃油时代的汽车，弊端也尤其明显。

汽车排放的尾气中含有大量的有害物质，给我们生活的家园带来了严重的污染。

雾霾、酸雨、土地污染、空气污染。

直接或间接的给我们人体、土壤、水资源都造成了伤害。

并且大量得消耗石油，使得地球的石油储量也日益减少。

在能源和环保的压力下，让我们不得不进入新能源时代。

目前汽车的新能源主要为电力能源，实现了节能环保的目的。

但作为二次能源的电能，在产生的时候，也会有能源的浪费和环境的污染，但是与燃油车相比，其节能环保更为优秀。

为了寻求更好的能源作为汽车的动力，新能源汽车的研发从未停歇。

本节课程就让我们认识新能源，用所学的新能源知识制作出一个新型的新能源小车。

第一章：

探索新能源

什么样的能源才能被成为新能源呢？

你认识哪些新能源？

你认识的新能源可以作为汽车的动力吗？

请做简要分析。

太阳能：

可以作为汽车能源，但是有弊端，没有阳光或光照不强的时候，就无法行驶

猜一猜：

小灯泡为什么会发光？

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平时点亮小灯泡都是用电池，但用完的电池危害很大，用上面的方法点亮小灯泡，它的好处有哪些？

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以上方法理论上能不能用来制作新能源小车呢？

如果可以，它可能存在哪些弊端？

如何进行改进？

（提供简单思路即可）

可能存在的弊端

如何改进

用水果太麻烦

换成水果汁

电力可能不够

想办法增强电流

···

···

做一做：

用水果驱动小车马达

如果把小灯泡换成小马达，马达可以旋转，即可说明此方法可以用来制作新能源小车。

实验结果：

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想一想：

简要分析出现此实验结果的原因有哪些？

查阅相关资料，如何改进此方法让小马达转动。

拓展阅读：

化学电池是指能将化学能转变为电能的装置。

主要部分包括电解质溶液和浸入溶液的正负两个电极。

使用时，将导线联接两个电极，即有电流通过（放电），因而获得电能。

放电到一定的程度后，电能减弱，有的可经充电复原而再使用，称做蓄电池，如铅蓄电池、铁镍蓄电池等，有的不可充电复原，称做原电池，如干电池、丹聂耳电池、燃料电池等。

众多化学电池中，有些电池材料中含有有毒有害物质，如常用的干电池。

也有一些电池无毒无害，可以把它用作新能源发电。

化学电池是否有污染需要看原材料是否有危害和使用过程中是否有污染性的物质生成。

化学电池的放电效果由正负两个电极的材料和电解质溶液决定。

第二章：

我能解决这个问题

利用环保的化学电池作为新能源驱动汽车，从环保角度来看优于燃油车，但是其产生的动力限制了它的发展，相关研究也正在进行中。

头脑风暴：

根据已查阅的资料，利用现有的材料，设计实验制作化学电池，使得小马达转动，并探究出最合适的材料。

实验材料：

锌片、铁片、铜片、导线、烧杯、小马达、水、水果、盐、醋、电流表

方案论证

方案一：

理由：

方案二：

理由：

方案三：

理由：

最佳方案：

理由：

所有的方案都可以吗？

和你的小组成员一起找到最好的一到两种方案并说明理由

探索实验：

实验目标：

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实验材料：

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实验步骤：

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a）___________________________________________________

b）___________________________________________________

c）___________________________________________________

d）___________________________________________________

实验结论：

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你们的方案成功了吗？

如果没有成功，为什么？

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讨论与总结：

各小组发表实验结果，总结实验，得出最优方案。

拓展阅读：

近日，由大同氢雄云鼎氢能科技有限公司自主研发的首台VISH-130A通过了国家检测中心强检认证，很快就会在山西大同进行批量生产。

VISH-130A是中国首台氢燃料电池发动机，功率达到了中国最高的130KW。

据了解，氢燃料电池并非常识中的电池，而是一种发电装置。

其运作原理是利用电解水的逆反应，将氢气和氧气的化学能直接转换为电能。

氢燃料电池能成为新能源汽车产业链中十分重要的组成部分，关键在于三个特性或者说是优势。

其一，传统的燃油车和使用蓄电池的汽车，会排放出一氧化碳、氮氧化合物、微粒等污染物。

而氢燃料电池由于是通过氧气和氢气的化学反应运作的，所以只会产生水和热气，清洁性和环保性很强。

其二，氢燃料电池在运行过程中非常安静，据悉其产生的音量在55dB左右，相当于电脑主机运行时的大小，甚至要低于人们正常交流时的60dB。

其三，由于氢燃料电池自身就是一个发电装置，无需再借助其他发电机，所以氢燃料电池的发电效率很高，可以达到50%以上，约为内燃机的2-3倍。

综合这三大优点可以看出，氢燃料电池的应用范围非常广，除了安装在新能源汽车上外，还可以在室内使用。

第三章:

制作新能源小车

小组讨论与设计：

设计方案，把新能源动力装置装载到小车上去。

（3D打印介绍与方案设计）

第四章：

新能源小车测试与改进

新能源小车测试：

把打印的小车模型与新能源动力装置进行结合，观察小车情况。

你的小车能否顺利行驶？

如果可以行驶，观察小车是否存在其他问题。

如果不能行驶，小组讨论问题所在。

新能源小车改进：

根据现有的问题进行改进。

新能源小车展示：

各个小组展示本组新能源小车，并说明本组新能源小车的特点。

包括能源与外观结构。