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2019-2020年九年級(jí)物理下冊(cè) 18.2 核能教案1 蘇科版 [設(shè)計(jì)意圖] 本節(jié)課學(xué)生初次接觸到核知識(shí)，核能、裂變、聚變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)等這些深澳的概念，在學(xué)生頭腦里，是一片空白。為了突破教學(xué)難點(diǎn)，調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，教師運(yùn)用影像資料把抽象的概念和直觀的現(xiàn)象結(jié)合起來，這種圖文并茂的講解學(xué)生更容易理解。原子彈的爆炸以及給人們帶來的災(zāi)害，可以通過讓學(xué)生自己查找網(wǎng)絡(luò)資料去了解這方面的信息，并及時(shí)指導(dǎo)學(xué)生掌握核武器的防護(hù)要領(lǐng)。為了突出教學(xué)重點(diǎn)，應(yīng)該讓學(xué)生側(cè)重了解在和平時(shí)期核能的利用 ，以及通過討論的形式談一談我國未來核能的發(fā)展。通過聯(lián)系我國在核能與核技術(shù)開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域取得的成績，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的愛國主義教育，啟發(fā)他們樹立為祖國現(xiàn)代化建設(shè)事業(yè)貢獻(xiàn)力量的理想． [教學(xué)目標(biāo)] 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)生想象人類開發(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。 [教學(xué)重點(diǎn)難點(diǎn)] 重點(diǎn)：了解原子核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，核聚變的原理以及如何利用核能更多的給人類造福。 難點(diǎn)：原子核裂變和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，聚變的原理。 [教具和學(xué)具] 原子和原子核的掛圖，鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的掛圖（幻燈片或課件顯示原子、原子核的結(jié)構(gòu)和鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的情況）。 [課前準(zhǔn)備] 物質(zhì)的結(jié)構(gòu)，原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu) [教學(xué)過程] 教學(xué)階段與時(shí)間分配 教師引導(dǎo) 學(xué)生主體 點(diǎn)評(píng) 引入新課 5分鐘 原子彈爆炸的掛圖或課件播放原子彈的爆炸實(shí)況 原子彈利用了一種新的能量，————核能。 科學(xué)家通過對(duì)放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和研究，認(rèn)識(shí)到原子核內(nèi)還有結(jié)構(gòu)，利用高速粒子轟擊原子核時(shí)發(fā)現(xiàn)原子核是可以改變的，在某些改變中會(huì)釋放大量的能量，這就是核能。 有同學(xué)能夠說說原子彈的威力嗎？ 物質(zhì)由分子組成，分子可以分成原子，原子再劃分下去又是什么呢？原子核可以再分嗎？原子核可以改變嗎？ 用趣味教學(xué)法導(dǎo)課，能夠立刻抓住學(xué)生的學(xué)習(xí)欲望，使學(xué)生能積極、主動(dòng)的參與到探究活動(dòng)中來。 進(jìn)行新課 5分鐘 10分鐘 10分鐘 5分鐘 小結(jié) 作業(yè) 1．核能，獲得核能的途徑 由于原子核的變化而釋放的巨大能量叫做核能，也叫原子能。 科學(xué)家經(jīng)過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)獲取核能有兩條途徑：一種是原子核的裂變，一種是原子核的聚變。 2．重核的裂變 展示鈾核的裂變掛圖或課件，結(jié)合圖片講解： 用用中子轟擊鈾235，使其變成兩個(gè)中等大小的原子核，這種現(xiàn)象叫做裂變。 在鈾核裂變時(shí)有巨大的能量放出（核能），使裂變產(chǎn)物以很大的速度向相反方向飛開（核能——>動(dòng)能），與周圍分子相碰，使分子運(yùn)動(dòng)加快（內(nèi)能） 裂變釋放的能量十分的巨大，1kg的鈾235全部裂變釋放的能量相當(dāng)于2500t的煤完全燃燒放出的能量 　從圖中看到，鈾235只有在中子的轟擊下才能發(fā)生裂變，放出核能，那么是不是要不斷地從外界提供中子，才能維持鈾核的不斷裂變呢？ 展示鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的掛圖講解 鈾235核在受到中子的轟擊后，裂變成2個(gè)差不多大小的新粒子的同時(shí)，還釋放出2～3個(gè)新中子，這2～3個(gè)中子又去轟擊其它鈾235核，引起2～3個(gè)新鈾核裂變，又各放出2～3個(gè)中子，這些中子又去轟擊更多的鈾核發(fā)生裂變……隨著一個(gè)鈾核裂變的發(fā)生，會(huì)引起越來越多的鈾核發(fā)生裂變。這樣，裂變就不斷地自行持續(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，在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)引起大量的鈾核發(fā)生裂變，在極短的時(shí)間內(nèi)就會(huì)釋放出巨大的核能，發(fā)生猛烈的爆炸。原子彈就是根據(jù)這個(gè)原理制成的。原子彈爆炸后升起的蘑菇云就是原子彈爆炸時(shí)釋放的巨大核能產(chǎn)生的高溫高壓氣體向外擴(kuò)散時(shí)所升起的蘑菇狀煙云，其上升的高度可達(dá)幾百米，其破壞力和殺傷力都是十分巨大的。 但是如果我們能夠控制裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，使核能緩慢地、平穩(wěn)地釋放出來，就能夠代替化石燃料，進(jìn)行和平利用。能夠緩慢地、平穩(wěn)地釋放裂變產(chǎn)生的核能的裝置叫做核反應(yīng)堆。人們已經(jīng)成功地生產(chǎn)出各種規(guī)格的核反應(yīng)堆，它是核潛艇、核動(dòng)力破冰船、核電站等設(shè)施的核心部件。 3．輕核的聚變 科學(xué)家們?cè)趯?duì)核反應(yīng)的研究中還發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)較輕的原子核結(jié)合成一個(gè)較重的原子核時(shí)，也能釋放出核能，這種現(xiàn)象叫做聚變。 由于聚變必須在極高的溫度和壓強(qiáng)下進(jìn)行，所以也叫熱核反應(yīng)。例如把一個(gè)氘核（質(zhì)量數(shù)為2的氫核）和一個(gè)氚核（質(zhì)量數(shù)為3的氫核）在高溫、高壓的環(huán)境下結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)，就會(huì)釋放出核能。氫彈就是利用這個(gè)原理制成的。氫彈的威力比原子彈要大得多，氫彈爆炸后也會(huì)升起蘑菇云，比原子彈的威力要大幾十倍。 我們最熟悉的太陽內(nèi)部就在不斷地進(jìn)行著大規(guī)模的核聚變反應(yīng)，由此釋放出的巨大核能以電磁波的形式從太陽輻射出來，地球上的人類自古以來，每天都享用著這種聚變釋放出的核能 人們現(xiàn)在還不能像控制裂變那樣有效地、隨心所欲地控制聚變反應(yīng)，和平利用聚變釋放的核能，但是由于核聚變可以釋放比裂變更大的核能，而且不像裂變那樣會(huì)產(chǎn)生較大的放射性污染，其原料氘和氚等又比鈾豐富得多，因此控制聚變反應(yīng)是一個(gè)非常吸引人的課題。目前世界上不少國家都在積極研究聚變的人工控制并已取得了一定的進(jìn)展。我們國家在這方面也沒有落后，自己研制的可控核聚變的實(shí)驗(yàn)裝置——中國環(huán)流器1號(hào)已于1984年順利啟動(dòng)，已經(jīng)取得不少研究成果，至今仍在繼續(xù)工作中。 1． 什么是核能 2． 獲得核能的途徑 3． 鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 原子彈的原理，核反應(yīng)堆，氫彈的原理 學(xué)生閱讀書本資料了解什么叫核能？ 獲取核能的途徑有哪些？ （鈾235——質(zhì)量數(shù)為235的鈾元素） 給出煤的燃燒值，計(jì)算1kg的鈾235全部裂變釋放的能量相當(dāng)于多少焦耳？ 核能、裂變、聚變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)等概念，抽象、深澳，學(xué)生不易理解。采用影像資料把抽象的概念和直觀的現(xiàn)象結(jié)合起來，這種圖文并茂的講解效果更好。 讓學(xué)生自己查找網(wǎng)絡(luò)資料去了解核能的威力，以及不加限制對(duì)人類的危害，并注意指導(dǎo)學(xué)生掌握核武器的防護(hù)要領(lǐng) 為了讓學(xué)生側(cè)重了解和討論在和平時(shí)期核能的利用，注重點(diǎn)撥我國在此方面還屬于滯后狀態(tài)，這更需要大家好好學(xué)習(xí)知識(shí)，掌握技能去發(fā)展它，早日趕上并超過世界強(qiáng)國。 [教學(xué)資源] 多媒體資料 [教學(xué)評(píng)析] 在本章節(jié)的學(xué)習(xí)過程中，學(xué)生對(duì)于開始的引入新課時(shí)的關(guān)于原子彈還是比較感興趣的，都很想知道原子彈是怎么回事。一下子就能把學(xué)生的興趣和求知欲調(diào)動(dòng)起來。 但是在關(guān)于重核的裂變發(fā)生的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不能理解，此時(shí)就需要教師出示掛圖或者有條件的可以借助課件多媒體的動(dòng)畫模擬鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。最后關(guān)于情感態(tài)度價(jià)值觀的教學(xué)，要結(jié)合我國在核能領(lǐng)域的成就，以增強(qiáng)學(xué)生的民族自豪感。 [保留板書] 核能 一． 核能 由原子核的變化而釋放的巨大能量叫核能，也叫原子能。 二． 獲得核能的途徑： 1.重核的裂變——鏈?zhǔn)椒磻?yīng) 對(duì)鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制——原子彈 控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度——核反應(yīng)堆 2.輕核的聚變 不加控制——?dú)鋸? 可控實(shí)驗(yàn)裝置——中國環(huán)流器1號(hào)