蘇科版物理九下第18章第2節(jié)核能 學(xué)案

一、教學(xué)內(nèi)容本節(jié)課的教學(xué)內(nèi)容來自于蘇科版物理九下的第18章第2節(jié)，主要內(nèi)容有：1.核能的定義：核能是指原子核在分裂或者聚合過程中釋放出的能量。2.核裂變和核聚變：核裂變是指重核分裂成兩個(gè)質(zhì)量較小的核，同時(shí)釋放出巨大的能量；核聚變是指兩個(gè)輕核聚合成為一個(gè)質(zhì)量較大的核，同時(shí)釋放出巨大的能量。3.核反應(yīng)堆：核反應(yīng)堆是利用核裂變?cè)?，通過控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，將核能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置。4.核能的利用：核能可以用于發(fā)電、軍事等領(lǐng)域。二、教學(xué)目標(biāo)1.了解核能的定義、來源和利用方式，理解核裂變和核聚變的原理。2.掌握核反應(yīng)堆的工作原理，了解核能發(fā)電的過程。3.增強(qiáng)學(xué)生的能源意識(shí)，提高學(xué)生對(duì)核能利用的安全意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。三、教學(xué)難點(diǎn)與重點(diǎn)重點(diǎn)：核能的定義、來源和利用方式，核裂變和核聚變的原理，核反應(yīng)堆的工作原理。難點(diǎn)：核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及其控制，核能利用的安全性和環(huán)保問題。四、教具與學(xué)具準(zhǔn)備教具：多媒體課件、黑板、粉筆。學(xué)具：教材、筆記本、彩色筆。五、教學(xué)過程1.實(shí)踐情景引入：介紹日本福島核事故，讓學(xué)生了解核能利用中可能出現(xiàn)的問題。2.知識(shí)點(diǎn)講解：(1)核能的定義、來源和利用方式。(2)核裂變和核聚變的原理。(3)核反應(yīng)堆的工作原理。3.例題講解：核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及其控制。4.隨堂練習(xí)：核能發(fā)電過程中的能量轉(zhuǎn)化。5.課堂小結(jié)：核能的利用及其優(yōu)缺點(diǎn)。六、板書設(shè)計(jì)核能定義、來源、利用核裂變?cè)砗司圩冊(cè)砗朔磻?yīng)堆工作原理、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)控制七、作業(yè)設(shè)計(jì)1.請(qǐng)簡(jiǎn)述核能的定義、來源和利用方式。2.請(qǐng)解釋核裂變和核聚變的原理。3.請(qǐng)說明核反應(yīng)堆的工作原理及其鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的控制方法。答案：1.核能是指原子核在分裂或者聚合過程中釋放出的能量，其來源主要有核裂變和核聚變，核能的利用方式有發(fā)電、軍事等。2.核裂變是指重核分裂成兩個(gè)質(zhì)量較小的核，同時(shí)釋放出巨大的能量；核聚變是指兩個(gè)輕核聚合成為一個(gè)質(zhì)量較大的核，同時(shí)釋放出巨大的能量。3.核反應(yīng)堆是利用核裂變?cè)?，通過控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，將核能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置；鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的控制方法有控制棒、減速劑等。八、課后反思及拓展延伸本節(jié)課通過實(shí)例引入，讓學(xué)生了解核能利用中可能出現(xiàn)的問題，引起學(xué)生的關(guān)注。在講解核能的定義、來源和利用方式，核裂變和核聚變的原理，核反應(yīng)堆的工作原理時(shí)，注重引導(dǎo)學(xué)生理解和掌握知識(shí)點(diǎn)。通過隨堂練習(xí)，讓學(xué)生鞏固所學(xué)內(nèi)容。但在核能利用的安全性和環(huán)保問題的講解上，由于時(shí)間限制，未能深入展開，需要在今后的教學(xué)中加強(qiáng)。拓展延伸：可以讓學(xué)生課后調(diào)查我國(guó)核能發(fā)電的情況，了解我國(guó)在核能利用方面的政策和措施，增強(qiáng)學(xué)生的能源意識(shí)和環(huán)保意識(shí)。重點(diǎn)和難點(diǎn)解析重點(diǎn)和難點(diǎn)解析：核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及其控制核反應(yīng)堆是利用核裂變?cè)?，通過控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，將核能轉(zhuǎn)化為熱能的裝置。核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是指在核裂變過程中，釋放出的中子繼續(xù)引起其他鈾核裂變，從而形成一個(gè)持續(xù)的連鎖反應(yīng)。鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度受到許多因素的影響，如中子速度、燃料濃度、溫度等。為了確保核反應(yīng)堆的安全運(yùn)行，必須嚴(yán)格控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。一、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的原理1.中子速度：中子是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的載體，其速度會(huì)影響到鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。中子速度過快或過慢，都會(huì)降低鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的效率。2.燃料濃度：鈾燃料的濃度越高，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度越快。因此，核反應(yīng)堆中的燃料濃度需要嚴(yán)格控制。3.溫度：核反應(yīng)堆的溫度對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度也有很大影響。溫度過高或過低，都會(huì)影響到鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的進(jìn)行。二、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的控制1.控制棒：控制棒是核反應(yīng)堆中常用的控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度的方法。控制棒通常由硼或鎘等物質(zhì)制成，這些物質(zhì)能吸收中子，從而降低鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。通過插入或抽出控制棒，可以調(diào)節(jié)核反應(yīng)堆中的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度。2.減速劑：核反應(yīng)堆中常用減速劑來降低中子的速度，從而減緩鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。減速劑通常采用石墨、重水等物質(zhì)。3.燃料組件布局：核反應(yīng)堆中的燃料組件布局也會(huì)影響到鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。通過合理設(shè)計(jì)燃料組件的布局，可以有效控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度。4.冷卻系統(tǒng)：核反應(yīng)堆中的冷卻系統(tǒng)用于將熱量帶走，從而降低核反應(yīng)堆的溫度。溫度的控制有利于保持鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度在安全范圍內(nèi)。三、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)失控的風(fēng)險(xiǎn)及應(yīng)對(duì)措施1.設(shè)計(jì)安全特性：核反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)應(yīng)具備自動(dòng)停止鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的安全特性。例如，核反應(yīng)堆中的燃料組件布局應(yīng)使得在失去冷卻劑的情況下，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)能夠迅速停止。2.應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)：核反應(yīng)堆應(yīng)配備完善的應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)，以應(yīng)對(duì)可能發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)失控事故。應(yīng)急響應(yīng)系統(tǒng)包括緊急停機(jī)裝置、泄漏控制系統(tǒng)等。3.嚴(yán)格監(jiān)管：核反應(yīng)堆的運(yùn)行應(yīng)接受嚴(yán)格的監(jiān)管，確保各項(xiàng)安全措施得到有效執(zhí)行。監(jiān)管部門應(yīng)定期對(duì)核反應(yīng)堆進(jìn)行檢查，確保其安全運(yùn)行。本節(jié)課程教學(xué)技巧和竅門1.語言語調(diào)：在講解核反應(yīng)堆中鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及其控制的過程中，教師應(yīng)注意語言的清晰度和語調(diào)的變化。對(duì)于關(guān)鍵概念和原理，可以適當(dāng)提高語調(diào)，以引起學(xué)生的注意。同時(shí)，使用簡(jiǎn)潔明了的語言，幫助學(xué)生更好地理解和記憶知識(shí)點(diǎn)。2.時(shí)間分配：合理分配課堂時(shí)間，確保每個(gè)環(huán)節(jié)都有足夠的時(shí)間進(jìn)行講解和討論。例如，可以在講解鏈?zhǔn)椒磻?yīng)原理后，留出一些時(shí)間讓學(xué)生提問和發(fā)表自己的看法，以提高學(xué)生的參與度和積極性。3.課堂提問：通過提問的方式，引導(dǎo)學(xué)生思考和探討核反應(yīng)堆中鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及其控制的重要性和相關(guān)問題。例如，可以提問學(xué)生：“核反應(yīng)堆是如何控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度的？”“鏈?zhǔn)椒磻?yīng)失控可能會(huì)引發(fā)哪些風(fēng)險(xiǎn)？”等，以激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣和思考能力。4.情景導(dǎo)入：以實(shí)際案例或情景導(dǎo)入課程，引發(fā)學(xué)生的關(guān)注和思考。例如，可以引入福島核事故等相關(guān)案例，讓學(xué)生了解核反應(yīng)堆失控可能帶來的嚴(yán)重后果，從而引出鏈?zhǔn)椒磻?yīng)控制的重要性。5.舉例說明：通過生動(dòng)的例子或模型，幫助學(xué)生更好地理解和記憶鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及其控制的概念。例如，可以使用圖示或動(dòng)畫演示