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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(lái)，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(lái)的災(zāi)害，可以通過(guò)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(guò)討論的形式談一談我國(guó)未來(lái)核能的發(fā)展。通過(guò)聯(lián)系我國(guó)在核能與核技術(shù)開發(fā)應(yīng)用領(lǐng)域取得的成績(jī)，加強(qiáng)對(duì)學(xué)生的愛國(guó)主義教育，啟發(fā)他們樹立為祖國(guó)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(guò)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(guò)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(shuō)說(shuō)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(lái)。 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(guò)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(lái)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(lái)，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(yáng)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(yáng)輻射出來(lái)，地球上的人類自古以來(lái)，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(guó)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(guó)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(guó)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(lái)，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(guó)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(guò)世界強(qiáng)國(guó)。 [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(guò)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(lái)。 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(guó)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(guó)環(huán)流器1號(hào)