《核能》公开课教学设计【初中物理苏科版九年级下册】

4/4二、核能教学目标1.了解核能、裂变、聚变、链式反应的有关知识。2.了解核电站的常识，知道核能的优点和可能带来的问题。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。教学重难点重点：了解核能、裂变和聚变。难点：链式反应的特点。教学准备多媒体课件、图片、动画、录像等。教学过程【新课导入】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。【新知讲解】一、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。二、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。1kg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。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：用中子轰击比较大的原