《第2节 核能》示范课教学设计【初中物理人教版九年级】

1/4第2节核能教学设计一、教学目标1．了解原子、原子核的结构。2．知道核能的优点和可能带来的问题，了解我国和世界核能利用新进展。3．了解核聚变、核裂变。二、教学重点及难点重点：核能的由来及其优点和可能带来的问题。难点：裂变和聚变。三、教学用具多媒体等。四、相关资源图片等五、教学过程【课堂引入】1945年8月6日，名为“小男孩”的原子弹在日本广岛爆炸。这个“小男孩”的巨大毁灭力，令日本广岛核爆中心方圆2公里内所有建筑物全部被夷为平地。什么是核能，他为什么有这么大威力呢？【新知讲解】要了解核能的秘密，要从它的结构说起。从19世纪末英国物理学家汤姆逊发现电子开始，人类逐渐揭开了原子核的神秘面纱。（一）核能如图所示，分子是由原子构成的，原子的中心是原子核，原子核周围有一定数目的电子在核外运动。原子核内有两种核子：质子和中子。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。（二）裂变将火柴搭成如左下图所示的结构，想像你在点燃第一根火柴后，会发生什么情况？答案显而易见，所有的火柴都会被一一点燃。目前核能利用最多的领域就是核能发电，我国最大的核能发电站——秦山核电站就是利用可控制的铀核裂变。核裂变，又称核分裂，是指由重的原子核（主要是指铀核或钚核），分裂成两个或多个质量较小的原子核的一种核反应形式。用中子轰击铀235原子核，铀核分裂时释放出核能，同时还会产生几个新的中子。这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能。示意图如右上图。核电站利用反应堆产生的内能，通过蒸汽轮机做功，带动发电机发电。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。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。（三）聚变核聚变，又称核融合、融合反应或聚变反应。如下图所示，氚核、氘核在超高温下聚合成氦核，释放出核能。氢弹利用的就是聚变瞬间释放的能量。海水中蕴藏着大量丰富的氘核。科学家预言，通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题。典型例题1．如图是核电站发电和供电的流程图。关于流程图中各装置的能量转化，下列说法正确的是（）A．核反应堆将核能转化为电能 B．蒸汽轮机将机械能转化为内能 C．发电机将机械能转化为电能 D．各种用电器将其他形式的能转化为电能解析：核电站发电过程：核能先转化为水的内能，水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能。A、核反应堆是通过裂变反应来释放核能的，将核能转化为内能，故A错误；B、水受热以后温度上升会产生大量的水蒸气，水蒸气会推动蒸汽轮机转动，将内能转化为机械能，故B错误；C、蒸汽轮机又带动发电机转动，最后发电机将机械能转化为电能，故C正确；D、用电器是将电能转化为其他形式的能，故D错误。答案：C。2．下列对2019年最新热播影片《流浪地球》中出现的情景解释错误的是（）A．核聚变反应——释放大量能量 B．核聚变反应——元素种类不变 C．地球表面的水变成冰——凝固 D．地球上短波通讯受影响——太阳活动增强解析：核聚变反应会释放处大量的能量，故A正确；核聚变核聚变又称热核聚变，是氢核，具有一个质子和一个中子的氘核具有两个中子一个质子的氚，在高温高压的情况下，4个氢核聚变为一个氦核，同时释放出大量的能量的过程，故B错误；水变成冰，物质由液态变为固态叫作凝固，故C正确；太阳活动增强会影响电离层，使电离层D层离子浓度增加，对短波的吸收就增强了，这样能够通过E层和F蹭反射回地球的电波能量就大大降低了，容易造成短波通信中断，故D正确。答案：B。六、课堂小结本节学习了能源家族中的新型能源——核能。主要内容有原子核、核能、裂变、聚变，以及核能的优点与可能带来的问题。了解了（1）原子和原子核的组成。（2）原子核里蕴藏着巨大的能量——核能。获得核能的途径，一是裂变，二是聚变。（3）什么是链式反应，什么是核反应堆，什么是原子弹、氢弹等。七、板书设计第2节核能1．核能：一旦原子核分裂或聚合，就可能释放惊人的能量，这就是核能。2．获得核能有两种途径：裂变