人教版九年級(jí)物理下冊(cè)《處不在的能量第十七章 能源與可持續(xù)發(fā)展二、核能》教案_7

1、17.2核能（一）教學(xué)目的1常識(shí)性了解原子和原子核的組成。2常識(shí)性了解裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、聚變的大致情況和原子彈、氫彈的制造原理，以及核反應(yīng)堆的作用。3常識(shí)性了解研究可控核聚變的重大意義。啟發(fā)學(xué)生想象人類(lèi)開(kāi)發(fā)利用核能的美好前景，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的熱情。（二）教具原子和原子核的掛圖，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的掛圖（能用幻燈顯示原子、原子核的結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的情況更好）。（三）教學(xué)過(guò)程 1引入板書(shū)：核能指出核能是一種先進(jìn)的、可以替代常規(guī)能源的新能源。目前世界上利用核能發(fā)電的核電站已有400多個(gè)。其年發(fā)電量約占全球年發(fā)電總量的17%，到下世紀(jì)，核能有時(shí)能成為一些國(guó)家的主要能源。要了解核能是怎么回事，就需要從物質(zhì)結(jié)

2、構(gòu)原子和原子核的組成說(shuō)起。2新課板書(shū)：原子和原子核的組成提問(wèn)：請(qǐng)根據(jù)化學(xué)課中講過(guò)的內(nèi)容，說(shuō)說(shuō)原子和原子核的組成情況？ 教師展示原子和原子核的掛圖，歸納小結(jié)學(xué)生的回答，要求學(xué)生明確：任何物質(zhì)的原子都是由位于原子中心區(qū)域帶正電的原子核和帶負(fù)電的核外電子組成的；原子核又是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子（質(zhì)子和中子統(tǒng)稱(chēng)為核子）組成的。板書(shū)：講述：本世紀(jì)初，科學(xué)家們通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論研究對(duì)原子和有子核的組成有了正確的認(rèn)識(shí)，發(fā)現(xiàn)原子核是可以改變的，而且在改變過(guò)程中可以釋放出巨大的能量原子核能，簡(jiǎn)稱(chēng)核能，通常也叫原子能（確切地說(shuō)，原子能應(yīng)是原子核能的縮寫(xiě)代名詞）。那么，怎樣才能有效地獲得蘊(yùn)藏在原子核里的大量核能呢

3、？旁注：在原子中，原子核和核外電子之間有廣闊的空間，而在原子核中，質(zhì)子和中子則是緊密地結(jié)合在一起的。此注供教師參考。板書(shū)：裂變指導(dǎo)學(xué)生閱讀教材上講裂變那一段課文。提出其注意：(1)裂變指的是什么現(xiàn)象；（觀察教材上鈾核裂變的示意圖，結(jié)合閱讀課文中的講述，了解鈾核裂變釋放出核能，轉(zhuǎn)化為周?chē)矬w的內(nèi)能是怎么回事；了解裂變釋放出的核能十分巨大。提問(wèn)：什么叫裂變？ l千克鈾中的鈾核如果全部發(fā)生裂變，釋放出的能量大約是1千克標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所放出能量的多少倍？旁注：檢查學(xué)生閱讀教材的效果。教師小結(jié)并強(qiáng)調(diào)：用中子轟擊鈾235，鈾核（質(zhì)量大的核）會(huì)分裂成兩部分（兩個(gè)中等質(zhì)量的核），這種現(xiàn)象叫做核裂變，簡(jiǎn)稱(chēng)裂變。

4、根據(jù)書(shū)上提供的數(shù)據(jù)很容易算出，1千克鈾中的鈾核如果全部發(fā)生裂變，釋放出的能量大約是1千克標(biāo)準(zhǔn)煤完全燃燒所放出能量的2.5106(250萬(wàn))倍。由此可知，裂變是獲得大量核能的重要途徑。板書(shū)：鏈?zhǔn)椒磻?yīng)教師展示鏈?zhǔn)椒磻?yīng)掛圖并講述： 用中子轟擊鈾核，才能使鈾核發(fā)生裂變，放出能量。如果外界的中子停止轟擊，裂變也就停止。然而實(shí)驗(yàn)表明，鈾核分裂時(shí)，還同時(shí)放出23個(gè)中子，這一點(diǎn)的意義特別重要。因?yàn)榉懦龅闹凶?，又可以轟擊其它鈾核，使它們也發(fā)生裂變。這些鈾核分裂時(shí)，同樣放出中子，從而引起更多的鈾核發(fā)生裂變。于是裂變反應(yīng)便會(huì)鏈鎖式地自行持續(xù)下去。這種現(xiàn)象叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。如果對(duì)裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，在極短時(shí)間（約百萬(wàn)

5、分之幾秒）會(huì)釋放出大量核能，發(fā)生猛烈爆炸，原子彈就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。讓學(xué)生看教材上我國(guó)第一顆原子彈爆炸后引起蘑菇狀煙云的示意圖（說(shuō)明：原子彈爆炸時(shí)，立刻發(fā)出強(qiáng)烈的閃光，可照亮100千米以?xún)?nèi)的天空和地面，閃光后，天空出現(xiàn)一個(gè)火球，并迅速上升。火球冷卻后變成褐色煙云，同時(shí)地面上升起的塵土和煙柱一起形成可上升到15千米高空的蘑菇狀煙云。原子彈爆炸時(shí)還發(fā)出極其強(qiáng)烈的爆炸聲，幾十千米以外也可聽(tīng)到）。講述：為便于和平利用核能，必須控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能緩慢而又平穩(wěn)地釋放出來(lái)。為此，人們制成了一種專(zhuān)門(mén)裝置。板書(shū)：核反應(yīng)堆能緩慢、平穩(wěn)地釋放核能的裝置。讓學(xué)生看教材上我國(guó)第一座核反應(yīng)堆外貌圖（彩圖，說(shuō)明

6、：建造核反應(yīng)堆，對(duì)材料、技術(shù)、安全防護(hù)設(shè)施等都有很高、很?chē)?yán)的要求。不但需要解決很多核物理問(wèn)題，也要求材料科學(xué)、電子學(xué)、自動(dòng)控制學(xué)等解決許多困難問(wèn)題。能自行設(shè)計(jì)、制造核反應(yīng)堆，表明我國(guó)在這一高科技領(lǐng)域取得了重大成就，為和平利用核能創(chuàng)造了必要的條件）。板書(shū)：聚變獲得大量核能的另一重要途徑講述：科學(xué)家們發(fā)現(xiàn)，某些質(zhì)量較小的原子核結(jié)合成質(zhì)量較大的原子核時(shí)，也能釋放出核能，這種現(xiàn)象叫做核聚變，簡(jiǎn)稱(chēng)聚變。 讓學(xué)生看教材上一個(gè)氘（dao）核和一個(gè)氚（chuan）核結(jié)合成一個(gè)氦核的聚變反應(yīng)示意圖（說(shuō)明：一個(gè)氘核由一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子組成，一個(gè)氚核由一個(gè)質(zhì)子和二個(gè)中子組成，它們發(fā)生聚變反應(yīng)結(jié)合成由二個(gè)質(zhì)子和二個(gè)中

7、子組成的氦核時(shí)，要放出一個(gè)中子，并釋放出核能）氘核和氚核聚變時(shí)放出的能量要比等量的鈾核裂變時(shí)放出的能量大幾倍聚變需要在幾百萬(wàn)攝氏度的高溫下才能發(fā)生，因此聚變又叫熱核反應(yīng)自然界中，太陽(yáng)內(nèi)部的溫度高達(dá)攝氏1千萬(wàn)度以上，在那里就進(jìn)行著大規(guī)模的聚變反應(yīng)太陽(yáng)輻射出的光和熱，正是由聚變反應(yīng)釋放的核能轉(zhuǎn)化而來(lái)的可以說(shuō)，地球上的人類(lèi)每天都享用著聚變釋放出的能量前面講過(guò)，原子彈是利用重核裂變現(xiàn)象制成的而另一種威力更大的核武器氫彈，則是利用輕核聚變現(xiàn)象制成的人們現(xiàn)在還不能有效地使聚變?cè)谌斯た刂葡逻M(jìn)行，從而和平利用聚變釋放的核能由于聚變不但放出的能量更多，而且所使用的原料來(lái)源也極為豐富，可以從海水中提取例如，從幾升

8、海水中提出的氘在發(fā)生聚變后可以提供相當(dāng)于燃燒1千多升石油放出的能量因此，目前世界上許多國(guó)家都在積極研究核聚變的人工控制（通常又叫可控或受控?zé)岷朔磻?yīng)）這一非常吸引人的重大課題，并取得了進(jìn)展（注：值得一提的是，1991年，歐洲的科學(xué)家們首次做成了可控核聚變實(shí)驗(yàn)，這是科學(xué)史上一件大事，它標(biāo)志著人類(lèi)向獲得理想的能源邁出了重要的一步但要達(dá)到實(shí)用階段，還需要攻克許多技術(shù)難題，未來(lái)的任務(wù)仍然相當(dāng)艱巨）旁注：利用原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫，可以引發(fā)輕核的聚變反應(yīng) 我國(guó)自行設(shè)計(jì)的大型可控核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“中國(guó)環(huán)流一號(hào)”，已于80年代中期在四川省樂(lè)山市建成投入使用近年來(lái)，科研人員利用這個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置取得了多項(xiàng)研究成果江澤民主

9、席看了“中國(guó)環(huán)流一號(hào)”后，曾經(jīng)指出：“受控核聚變是開(kāi)發(fā)人類(lèi)新能源的尖端項(xiàng)目一旦實(shí)現(xiàn)，地球上的全部海水就會(huì)成為巨大的能源庫(kù)，至少可供人類(lèi)使用上百億年盡管目前工程技術(shù)上還有一些困難，但我相信總有一天會(huì)突破”由以上的介紹可知，人類(lèi)和平利用核能的前景是美好的在可控核聚變的研究中，我國(guó)必將做出自己的貢獻(xiàn)3總結(jié)與布置作業(yè) 講述：這節(jié)課初步介紹了：(1)原子和原子核的組成(2)原子核里蘊(yùn)藏著巨大的能量核能獲得核能的途徑，一是裂變，二是聚變(3)什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，什么是核反應(yīng)堆，什么是原子彈、氫彈等(4)我國(guó)和世界上許多國(guó)家都在積極研究開(kāi)發(fā)利用核能，并取得了可喜的進(jìn)展 這些內(nèi)容是每個(gè)現(xiàn)代社會(huì)公民應(yīng)具有的常識(shí)，它

10、對(duì)于我們了解物理知識(shí)在開(kāi)發(fā)、利用新能源和國(guó)防現(xiàn)代化建設(shè)以及發(fā)展高科技中的作用，都有重要意義課后，同學(xué)們要認(rèn)真再讀讀本節(jié)課文，思考以下問(wèn)題板書(shū)：裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)是怎么回事？核反應(yīng)堆的作用是什么？什么叫聚變？為什么說(shuō)研究可控核聚變是一個(gè)非常吸引人的重大課題？（四）設(shè)想、體會(huì)1本教案是按照九年義務(wù)教育初中物理教學(xué)大綱的要求，以人教社出版的九年義務(wù)教育教材初中物理第二冊(cè)第十五章“核能”一節(jié)為依據(jù)，并參考其它版本初中物理教材的有關(guān)內(nèi)容編寫(xiě)的2在教案中，著力通過(guò)介紹核能的常識(shí)使學(xué)生了解物理知識(shí)在社會(huì)主義現(xiàn)代比建設(shè)和發(fā)展高科技中的作用，以利于激發(fā)學(xué)生逐步形成早期的科技覺(jué)醒意識(shí)3力求講述的內(nèi)容簡(jiǎn)明、扼要，便于學(xué)生抓住重點(diǎn)，如對(duì)核裂變時(shí)釋放出核能轉(zhuǎn)化為周?chē)矬w的內(nèi)能問(wèn)題只讓學(xué)生通過(guò)閱讀教材大致有所了解，而對(duì)“裂變后的產(chǎn)物以很大速度向相反方向飛開(kāi)，與周?chē)奈矬w分子碰撞，使分子動(dòng)能增加”則不做深究又如對(duì)“用中子轟擊鈾核，鈾核才能發(fā)生裂變，放出能