初中物理苏科版九年级全册第十八章 能源与可持续发展核能精品教学设计及反思

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教材分析








本节课的内容包括：核聚变、核裂变及其过程，以及核能源与人类生活、社会发展的关系。从而引出问题，明确目标，激发学生的求知欲望，调动学生学习的积极性。因为本节课只是简单的介绍了核能的产生与应用，而对背后的物理原理只做简单了解，不需深入研究，相当于一节科普课。很多知识可以通过阅读课本得到。但读书也要讲究方法，所以在阅读之前给学生一定的提示和阅读方法指导，让学生带着目标进行阅读，并让学生在读书时对学习的重点信息进行画线和标注。最后在将阅读得到的知识进行概括和总结，让学生在学习知识的同时，注重学习方法和学习习惯的培养。


对本节课的重点“链式反应”让学生先进行了自主学习，有了初步的认识的基础上，再进行小组讨论，通过自己的叙述，加深对知识的理解，并通过小组间的讨论交流，寻找自己对知识的理解与别人的异同，最后共同总结出正确的理解。通过讨论交流，增强学生对知识的理解与表述，锻炼学生的表达沟通和协作的能力。最后通过实际问题“是否应该大力开发核能”进行分组辩论，让学生辩证的看待问题，通过理论知识学习，能看到问题背后的本质，从而形成自己的观点和立场。


本节课要突破的难点是结合能源利用的发展，认识能量及其转化。方法是：通过学生亲自动手实验感受能量，激发思考能量从何而来。


教学目标








【知识与能力目标】


1. 知道原子核的裂变和聚变是获得核能的两种方式。


2.了解和平利用核能的方式。


3.了解核能和平利用的进展，了解核能的优点和核能开发可能带来的问题。


【过程与方法目标】


1. 通过做动手动脑学物理上的习题锻炼通过互联网搜集信息的能力；


2．培养学生的分析归纳和语言表达能力；


【情感态度价值观目标】


1. 回顾我国核能发展史，树立荣誉感，激发学生勇于探索的积极性。


2. 科学及相关技术对于人类生活的影响，激发学习高科技的积极性。


教学重难点








【教学重点】


重点：了解核能、裂变和聚变。


【教学难点】


难点：链式反应的特点。





课前准备











多媒体课件、图片、动画、录像等。


教学过程








一、复习回顾：


1.能直接从自然界获取的能源称为一次能源，如石油、风能、太阳能等。


2.煤、石油、天然气是千百万年前埋在地下的动、植物经过漫长的地质年代形成的，所称为化石能源。


3.由一次能源经过加工得到的能源称为二次能源，如电能、煤气等。


二、新课教学：


(一)创设情景，导入新课


二战中，广岛、长崎原子弹的爆炸加快了二战的结束，原子弹有着怎样的威力呢？和平时期，核能的利用越来越被世界各国重视，我国在此方面还属于滞后状态，这更需要大家好好学习知识，掌握技能去发展它，早日赶上并超过世界强国。这节课我们就来了解一些有关核能的知识。


原子结构


物质是由分子组成的，分子是由原子组成的。以水分子为例：它由一个氧原子和两个氢原子组成。 原子是由原子核和核外电子构成，原子核是由质子和中子构成，其中质子带正电，中子不带电，核外电子带负电。氢原子由原子核和一个核外电子组成。


原子核有一个质子，质子带正电荷，核外电子带负电荷。二者电荷量相同。氧原子由原子核和八个核外电子组成。原子核有八个质子和八个中子，由于中子不带电，所以正负电荷量仍然相同。原子：原子的中心是原子核，在原子核的周围，有一定数目的电子在绕核运动。原子核：由质子和中子组成。质子带正电荷，其电荷量跟电子的电荷量相等，质量大约是电子的1836倍；中子不带电，质量跟质子质量几乎相同。


核能


质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起。要使它们分裂或结合都是极其困难的。


质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是核能。


裂变 ：


1938年，科学家用中子轰击质量比较大的铀235原子核，使其发生了裂变。 1 kg铀全部裂变，释放的能量超过2000t煤完全燃烧时释放的能量。发生裂变的条件用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。外界中子停止轰击，裂变也就停止了。怎样才能让裂变继续下去呢？


链式反应：


将火柴搭成左下图所示结构，点燃第一根火柴后，会发生什么？用中子轰击铀235原子核，铀核在分裂时，会释放出核能，同时还会产生几个新的中子，这些中子会继续轰击其他铀核。于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是裂变中的链式反应。


模拟演示链式反应：用火柴模拟链式反应，裂变持续进行的条件：第一，有足够的比较大的原子核；第二，链式反应。


大原子裂变核能的应用：对链式反应加以控制：核电站； 链式反应不加以控制：原子弹。


核电站的核心设备是核反应堆。核反应堆是原子核发生链式反应的场所。 1942年，人类利用核反应堆第一次实现了可控制的铀核裂变。目前，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的1/5。


链式反应如果不加以控制，大量原子核就在一瞬间发生裂变。释放出极大的能量。在人类实现可控核裂变大约三年后，即1945年，利用不加控制的核裂变制造的毁灭性武器——原子弹爆炸了。


聚变：将质量较小的原子核结合起来，也会释放出巨大的核能，氘核与氚核在超高温下结合形成氦核和一个中子，能释放大量核能。这一过程就是聚变。聚变产生的条件：第一，有质量很小的原子核；第二，有超高温的环境。


聚变的应用：氢弹就是利用这个原理制成的。可控核聚变的优势：蕴藏丰富，清洁、干净，有望彻底解决人类能源问题。可控核聚变目前进展情况：正在积极探索。


氘核和氚核都属于氢核的一种。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放惊人的能量。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。可控聚变尚未实现，海水中蕴藏着丰富的氘核，科学家预


言，通过可控聚变来利用核能，将有望彻底解决人类能源问题。


如果使原子核的裂变和聚变在可控制的条件下缓慢进行，释放的核能就可有效地利用。


可介绍如何控制核裂变的反应速率（如右图）


＊核电站


――利用原子核裂变时产生的大量热量，使水


变成蒸汽，推动汽轮机运转，再带动发电机发电。

















图一：秦山核电站图二：核电站示意图


思考：根据图二，思考在电站工作过程中，能是如何转化的？


核能→内能→机械能→电能


三、放射线


讲授：核变过程中除了放出大量热量外，同时也会放出许多肉眼无法看见、能量很高的射线


如以下三种：


α射线：带2个单位正电荷，是氦原子核


β射线：带1个单位负电荷，是高速的电子流


γ射线：电中性


放射线的益与害：


大剂量的放射线对人畜会造成伤害，但较小的量并加以控制


则可以为人类做许多的事，举例说明。


小结：核能与和平利用。


三、课堂总结：


通过这节课你学到了什么？学生回答或与同学们进行交流，老师恰当总结。


一、原子：原子的中心是原子核，在原子核的周围，有一定数目的电子在绕核运动。


原子核：由质子和中子组成；


二、核能：质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，一旦使原子核分裂或聚合，就能释放出惊人的能量，这就是核能。


裂变现象：用中子轰击比较大的原子核时，使其分裂变成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量；


聚变


将某些质量很小的原子核，在超高温下结合成新的原子核，会释放出更大的核能。


聚变产生的条件：第一，有质量很小的原子核；第二，有超高温的环境。


教学反思








略