《核能》公開課教學(xué)設(shè)計【初中物理蘇科版九年級下冊】

4/4二、核能教學(xué)目標(biāo)1.了解核能、裂變、聚變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的有關(guān)知識。2.了解核電站的常識，知道核能的優(yōu)點和可能帶來的問題。3.了解核能和平利用的進(jìn)展，了解核能的優(yōu)點和核能開發(fā)可能帶來的問題。教學(xué)重難點重點：了解核能、裂變和聚變。難點：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的特點。教學(xué)準(zhǔn)備多媒體課件、圖片、動畫、錄像等。教學(xué)過程【新課導(dǎo)入】二戰(zhàn)中，廣島、長崎原子彈的爆炸加快了二戰(zhàn)的結(jié)束，原子彈有著怎樣的威力呢？和平時期，核能的利用越來越被世界各國重視，我國在此方面還屬于滯后狀態(tài)，這更需要大家好好學(xué)習(xí)知識，掌握技能去發(fā)展它，早日趕上并超過世界強(qiáng)國。這節(jié)課我們就來了解一些有關(guān)核能的知識?！拘轮v解】一、原子結(jié)構(gòu)物質(zhì)是由分子組成的，分子是由原子組成的。以水分子為例：它由一個氧原子和兩個氫原子組成。原子是由原子核和核外電子構(gòu)成，原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成，其中質(zhì)子帶正電，中子不帶電，核外電子帶負(fù)電。氫原子由原子核和一個核外電子組成。原子核有一個質(zhì)子，質(zhì)子帶正電荷，核外電子帶負(fù)電荷。二者電荷量相同。氧原子由原子核和八個核外電子組成。原子核有八個質(zhì)子和八個中子，由于中子不帶電，所以正負(fù)電荷量仍然相同。原子：原子的中心是原子核，在原子核的周圍，有一定數(shù)目的電子在繞核運(yùn)動。原子核：由質(zhì)子和中子組成。質(zhì)子帶正電荷，其電荷量跟電子的電荷量相等，質(zhì)量大約是電子的1836倍；中子不帶電，質(zhì)量跟質(zhì)子質(zhì)量幾乎相同。二、核能質(zhì)子和中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起。要使它們分裂或結(jié)合都是極其困難的。質(zhì)量較大的原子核發(fā)生分裂或者質(zhì)量較小的原子核相互結(jié)合時，就有可能釋放出驚人的能量，這就是核能。裂變：1938年，科學(xué)家用中子轟擊質(zhì)量比較大的鈾235原子核，使其發(fā)生了裂變。1kg鈾全部裂變，釋放的能量超過2000t煤完全燃燒時釋放的能量。發(fā)生裂變的條件用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能量。外界中子停止轟擊，裂變也就停止了。怎樣才能讓裂變繼續(xù)下去呢？鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：將火柴搭成左下圖所示結(jié)構(gòu)，點燃第一根火柴后，會發(fā)生什么？用中子轟擊鈾235原子核，鈾核在分裂時，會釋放出核能，同時還會產(chǎn)生幾個新的中子，這些中子會繼續(xù)轟擊其他鈾核。于是就導(dǎo)致一系列鈾核持續(xù)裂變，并釋放出大量核能，這就是裂變中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。模擬演示鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：用火柴模擬鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，裂變持續(xù)進(jìn)行的條件：第一，有足夠的比較大的原子核；第二，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。大原子裂變核能的應(yīng)用：對鏈?zhǔn)椒磻?yīng)加以控制：核電站；鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加以控制：原子彈。核電站的核心設(shè)備是核反應(yīng)堆。核反應(yīng)堆是原子核發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的場所。1942年，人類利用核反應(yīng)堆第一次實現(xiàn)了可控制的鈾核裂變。目前，全世界已經(jīng)建成了幾百座核電站，核電發(fā)電量接近全球發(fā)電量的1/5。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)如果不加以控制，大量原子核就在一瞬間發(fā)生裂變。釋放出極大的能量。在人類實現(xiàn)可控核裂變大約三年后，即1945年，利用不加控制的核裂變制造的毀滅性武器——原子彈爆炸了。聚變：將質(zhì)量較小的原子核結(jié)合起來，也會釋放出巨大的核能，氘核與氚核在超高溫下結(jié)合形成氦核和一個中子，能釋放大量核能。這一過程就是聚變。聚變產(chǎn)生的條件：第一，有質(zhì)量很小的原子核；第二，有超高溫的環(huán)境。聚變的應(yīng)用：氫彈就是利用這個原理制成的。可控核聚變的優(yōu)勢：蘊(yùn)藏豐富，清潔、干凈，有望徹底解決人類能源問題?？煽睾司圩兡壳斑M(jìn)展情況：正在積極探索。氘核和氚核都屬于氫核的一種。大量氫核的聚變，可以在瞬間釋放驚人的能量。氫彈利用的就是聚變瞬間釋放的能量。可控聚變尚未實現(xiàn)，海水中蘊(yùn)藏著豐富的氘核，科學(xué)家預(yù)

言，通過可控聚變來利用核能，將有望徹底解決人類能源問題。如果使原子核的裂變和聚變在可控制的條件下緩慢進(jìn)行，釋放的核能就可有效地利用?？山榻B如何控制核裂變的反應(yīng)速率（如右圖）＊核電站――利用原子核裂變時產(chǎn)生的大量熱量，使水變成蒸汽，推動汽輪機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，再帶動發(fā)電機(jī)發(fā)電。圖一：秦山核電站圖二：核電站示意圖思考：根據(jù)圖二，思考在電站工作過程中，能是如何轉(zhuǎn)化的？核能→內(nèi)能→機(jī)械能→電能三、放射線講授：核變過程中除了放出大量熱量外，同時也會放出許多肉眼無法看見、能量很高的射線如以下三種：α射線：帶2個單位正電荷，是氦原子核。β射線：帶1個單位負(fù)電荷，是高速的電子流。γ射線：電中性。放射線的益與害：大劑量的放射線對人畜會造成傷害，但較小的量并加以控制則可以為人類做許多的事，舉例說明。課堂總結(jié)：通過這節(jié)課你學(xué)到了什么？學(xué)生回答或與同學(xué)們進(jìn)行交流，老師恰當(dāng)總結(jié)。一、原子原子的中心是原子核，在原子核的周圍，有一定數(shù)目的電子在繞核運(yùn)動。原子核：由質(zhì)子和中子組成。二、核能質(zhì)子、中子依靠強(qiáng)大的核力緊密地結(jié)合在一起，因此原子核十分牢固，一旦使原子核分裂或聚合，就能釋放出驚人的能量，這就是核能。裂變：用中子轟擊比較大的原