人教版初中物理九年级 第二十二章 能源与可持续发展 第.docx

人教版初中物理九年级 第二十二章 能源与可持续发展 第2节 核能教学目标：1、 知识与技能 1.了解原子、原子核结构。2.了解核反应、核能、裂变、聚变等物理概念。3.知道核能的利用有两方面：制造大规模杀伤性武器和建造核能发电站。2、过程与方法 通过类比的方法来研究核裂变的过程。3、情感态度和价值观 初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响。 了解核能的优点和可能带来的问题。能简单描述核能和我们生活的关系。学情分析：本节课学习内容较多，课堂学习时间有限，注重激发学生的探究欲望和学习兴趣。学生已经知道原子核是由质子和中子组成。学生初次接触到核知识，核能、裂变、聚变、链式反应等这些深奥的概念，为了突破教学难点，教师运用多媒体把抽象的概念和直观的现象结合起来，这种图文并茂的讲解学生更容易理解。原子弹的爆炸以及给人们带来的灾害，可以通过让学生自己查找网络资料去了解这方面的信息，并及时指导学生掌握核武器的防护要领。为了突出教学重点，应该让学生侧重了解在和平时期核能的利用，以及引导学生通过讨论的形式谈一谈我国未来核能的发展，加强对学生的爱国主义教育，启发他们树立为祖国现代化建设事业贡献力量的理想。教学重、难点：重点：核能的由来及其优点和可能带来的问题。难点：裂变和聚变。教学资源准备：原子结构挂图、核电站挂图、火柴、多媒体课件整合网络。教学过程：一、创设情景 教师：播放核爆炸时的视频。了解核能。介绍材料：威力巨大的原子弹1945年8月6日，美国在日本广岛上空投下了一枚原子弹，使这个20余万人的城市转眼间变成了废墟，三天以后，日本长崎遭到了同样的命运，据有关资料记载，广岛24.5万人死亡，失踪20万人；长崎23万人死亡，失踪15万人，两个城市毁坏程度达60%80%。 学生：观看视频，感受核爆炸时产生的巨大能量，了解核能利用的可能性。二、导入新课 教师：原子核在发生变化时，会释放出巨大的能量，那么你了解原子的结构吗？核能是如何产生的呢？ 学生：学生回忆原子结构组成，大致了解原子结构。三、新课教学 （1）核能教师： 多媒体展示原子结构，回忆原子的结构组成。学生：学生回忆原子结构。教师：原子核是原子中最小的结构吗？电子为什么会绕核运动？原子的质量几乎集中在原子核中，质子和中子的质量几乎相同。原子核的体积相对于原子的体积来说非常小，相当于足球场上的一个鸡蛋。 学生：原子核也是可分的，它是由质子和中子组成的。原子核中的质子带正电，电子带负电，原子核吸引电子绕核转动。原子核带正电，原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成的。一般情况下，质子所带正电荷的数量与电子所带负电荷的数量相同。 教师：质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。但是，一旦原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能。原子核发生改变有两种情况，一种是质量较大的原子核裂变成质量较小的核；一种是由两个较轻的原子核聚合成一个较重的原子核。这两种原子核发生改变的过程中都会伴随着巨大的能量释放。 （2）核裂变教师：展示核裂变的资料：19341938年间，科学家利用中子轰击质量较大的铀235，使其裂变成两个质量较小的原子核，同时释放出23个新的中子。 学生：观看核裂变的资料，了解核裂变放出能量的过程。 教师：提出问题：铀235只有在中子的轰击下才能发生裂变且释放出核能，那么是不是要不断地从外界提供中子才能使反应不断进行呢？ 学生:学生根据刚才裂变的资料，知道在铀235裂变时就会释放出中子，所以在裂变的过程中，不需外界不断的提供中子。 教师：多媒体展示实验：利用火柴模拟链式反应。 如果去掉其中火柴（1），火柴（2）（3）会燃烧吗？ 学生：抽掉其中一根火柴，其后面的火柴就不会燃烧。会使燃烧火柴的数量减少。教师：展示链式反应原理动画。 链式反应如果不加以控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放巨大的能量，产生极大的破坏性，就如前面所见的原子弹。（播放纪录片广岛原子弹爆炸）学生：观看原子弹爆炸产生的危害，感受核能的巨大。核能发电 教师：在链式反应中，可以通过控制中子数量来控制链式反应的速度。可控的核裂变在实际中有什么应用呢？ 学生：可以用于核能发电、核动力航母等。 多媒体展示核电站原理视频，介绍我国核电站的情况。核电站的能量转化过程： 核反应堆蒸汽机发动机 （核能转化为 （内能转化为 （机械能转化为 蒸汽的内能） 机械能） 电能） 教师：通过分析，可以发现核裂变时会释放大量的能量，如果不加以控制短时间内释放的能量会产生极大的破坏。如果控制链式反应的速度，让核能逐步缓慢的释放就可以为人类使用。学生：学会利用辩证的观点来认识核能的利用及危害（3）核聚变教师：我们已经研究过质量较大可以裂变成质量较小的核，那么质量较小的核能否聚合成质量较大的核呢？ 学生：学生逆向思考，提出核聚变的可能性。 教师：介绍轻核的聚变，将质量较小原子核结合成新的原子核也会放出大量的能量，这是就是聚变。如把氘和氚在超高温下结合成新的原子核氦核。（投影聚变图） 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。氢弹就是利用氢核的聚变瞬间释放的能量。但现阶段科学还没有找到控制核聚变的方法。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。学生：了解轻核聚变的知识。教师：播放我国第一颗原子弹、氢弹爆炸视频。让学生了解在和平时期核能的利用，以及我国未来核能的发展，加强对学生的爱国主义教育，启发他们树立为祖国现代化建设事业贡献力量的理想。四、课堂练习：（多媒体展示）1、随着人们对原子核结构认识的不断深入，核能的开发和利用备受关注，有关核能的理解，正确的是（ ）A、核能是可再生的清洁能源 B、太刚能是由氢原子裂变放出的能量C、能源开发就是要利用核能 D、核能是原子核发生变化时放出的能量2、今天，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五分之一，核电站能给那些水力资源、化石能源缺乏的地区提供电能，也给人类解决能源危机带来希望。核电站利用 能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控 反应释放能量的。五、课堂总结 教师：通过本节课的学习，你学到了哪些知识？ 学生：本节课的主要内容有：原子结构、聚变及裂变、核能在实际中的应用及危害等。 教师：请说说你对原子结构的认识。 学生：原子是由原子核和核外电子组成的，原子核又是由带正电的质子和不带电的中子组成，电子带负电。原子的质量主要集中在原子核上，体积非常小。 教师：获得核能有哪些途径？ 学生：获得核能可以有两种途径：裂变和聚变。