第三節(jié)核能說課稿-2025-2026學(xué)年高中物理粵教版選修1-2-粵教版2005學(xué)校授課教師課時授課班級授課地點(diǎn)教具教學(xué)內(nèi)容第三節(jié)核能

本節(jié)課選自粵教版2005版高中物理選修1-2，主要內(nèi)容涉及核能的基本概念、核裂變和核聚變等。通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，學(xué)生將了解核能的原理和應(yīng)用，掌握核能釋放的基本規(guī)律，為后續(xù)學(xué)習(xí)核物理打下基礎(chǔ)。核心素養(yǎng)目標(biāo)培養(yǎng)學(xué)生對科學(xué)探究的興趣和好奇心，提升科學(xué)思維能力；通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)據(jù)分析，強(qiáng)化科學(xué)實(shí)證精神；增強(qiáng)對能源利用與環(huán)境保護(hù)的倫理意識，形成可持續(xù)發(fā)展觀念。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決辦法重點(diǎn)：核能釋放的原理及能量計算，核裂變和核聚變的條件與特點(diǎn)。

難點(diǎn)：核裂變和核聚變過程的微觀機(jī)制理解，以及實(shí)際應(yīng)用中的能量釋放和環(huán)境影響評估。

解決辦法：

1.通過實(shí)驗(yàn)演示和動畫模擬，直觀展示核裂變和核聚變的過程，幫助學(xué)生建立直觀認(rèn)識。

2.結(jié)合實(shí)例，如核電站的運(yùn)行原理，講解核能釋放的能量計算方法，強(qiáng)化學(xué)生對公式的理解與應(yīng)用。

3.針對微觀機(jī)制，利用類比法將復(fù)雜的物理過程與日常現(xiàn)象相聯(lián)系，幫助學(xué)生理解。

4.通過小組討論和案例分析，讓學(xué)生分析核能應(yīng)用的正面和負(fù)面影響，培養(yǎng)學(xué)生的批判性思維和倫理意識。教學(xué)方法與手段教學(xué)方法：

1.講授法：系統(tǒng)講解核能的基本概念和原理，為后續(xù)討論和實(shí)驗(yàn)奠定理論基礎(chǔ)。

2.討論法：引導(dǎo)學(xué)生圍繞核能的應(yīng)用和環(huán)境影響展開討論，培養(yǎng)批判性思維。

3.實(shí)驗(yàn)法：通過模擬實(shí)驗(yàn)，讓學(xué)生親身體驗(yàn)核能釋放的過程，加深理解。

教學(xué)手段：

1.多媒體演示：利用動畫和視頻展示核裂變和核聚變的過程，增強(qiáng)直觀性。

2.教學(xué)軟件：使用互動軟件進(jìn)行能量計算和模擬實(shí)驗(yàn)，提高學(xué)生參與度。

3.課堂互動：通過提問和小組活動，激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，促進(jìn)主動學(xué)習(xí)。教學(xué)過程一、導(dǎo)入新課

（老師）同學(xué)們，大家好！今天我們來學(xué)習(xí)一個新的知識點(diǎn)——核能。在我們?nèi)粘Ｉ钪校四艿膽?yīng)用非常廣泛，比如核電站的發(fā)電、核武器的制造等。那么，核能究竟是什么？它是如何產(chǎn)生的？今天，我們就一起來揭開核能的神秘面紗。

二、新課講授

（一）核能的概念

（老師）同學(xué)們，我們先來了解一下核能的概念。核能是指原子核內(nèi)部的能量，它分為核裂變和核聚變兩種形式。那么，什么是核裂變呢？什么是核聚變呢？接下來，我將為大家詳細(xì)講解。

（二）核裂變

（老師）核裂變是指重核分裂成兩個或兩個以上較輕的核，同時釋放出大量的能量。這個過程可以用公式表示為：\(^{235}U+n\rightarrow^{141}Ba+^{92}Kr+3n+\text{能量}\)。現(xiàn)在，請大家思考一下，這個過程中發(fā)生了什么？能量是如何釋放出來的？

（學(xué)生）老師，核裂變過程中，原子核分裂成了兩個較輕的核，同時釋放出了能量。

（老師）非常好！那么，這個能量是如何釋放的呢？我們可以通過觀察核裂變產(chǎn)物的質(zhì)量變化來解釋。根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程\(E=mc^2\)，質(zhì)量虧損會轉(zhuǎn)化為能量?，F(xiàn)在，請同學(xué)們嘗試計算一下這個核裂變過程中釋放的能量。

（學(xué)生）老師，我計算了一下，這個核裂變過程釋放的能量大約是\(200\)兆電子伏特。

（三）核聚變

（老師）接下來，我們來學(xué)習(xí)核聚變。核聚變是指兩個輕核結(jié)合成一個較重的核，同時釋放出能量。這個過程可以用公式表示為：\(^{2}H+^{3}H\rightarrow^{4}He+n+\text{能量}\)。與核裂變相比，核聚變具有更高的能量釋放效率。那么，核聚變是如何實(shí)現(xiàn)的呢？

（學(xué)生）老師，核聚變需要高溫高壓的條件，因?yàn)橹挥性谶@種條件下，輕核才能克服庫侖壁壘，實(shí)現(xiàn)結(jié)合。

（老師）非常好！那么，在地球上，我們是如何實(shí)現(xiàn)核聚變的呢？接下來，我將為大家介紹一種實(shí)現(xiàn)核聚變的方法——受控?zé)岷司圩儭?/p>

（四）受控?zé)岷司圩?/p>

（老師）受控?zé)岷司圩兪侵咐酶邷氐入x子體來實(shí)現(xiàn)核聚變。目前，我國正在建設(shè)的世界首個全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實(shí)驗(yàn)裝置“東方超環(huán)”就是受控?zé)岷司圩冄芯康闹匾晒?。那么，受控?zé)岷司圩冇心男﹥?yōu)勢呢？

（學(xué)生）老師，受控?zé)岷司圩兙哂星鍧?、高效、安全等?yōu)點(diǎn)。

（老師）是的，受控?zé)岷司圩兪且环N很有潛力的能源，它將為人類提供可持續(xù)的能源供應(yīng)?，F(xiàn)在，請同學(xué)們思考一下，受控?zé)岷司圩冊趯?shí)際應(yīng)用中面臨哪些挑戰(zhàn)？

（學(xué)生）老師，受控?zé)岷司圩冃枰獦O高的溫度和壓力，而且實(shí)驗(yàn)過程中存在安全隱患。

（老師）非常好！這些問題都是目前受控?zé)岷司圩冄芯棵媾R的主要挑戰(zhàn)。接下來，我們將通過實(shí)驗(yàn)來探究核能釋放的原理。

三、實(shí)驗(yàn)探究

（老師）同學(xué)們，接下來我們進(jìn)行一個實(shí)驗(yàn)，觀察核裂變和核聚變過程中能量的釋放。首先，我們將進(jìn)行核裂變實(shí)驗(yàn)，觀察鈾-235在吸收一個中子后會發(fā)生什么。

（學(xué)生）好的，老師。

（老師）請同學(xué)們按照實(shí)驗(yàn)步驟操作，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（學(xué)生）老師，我們在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，鈾-235在吸收一個中子后，會分裂成兩個較輕的核，并釋放出能量。

（老師）非常好！接下來，我們進(jìn)行核聚變實(shí)驗(yàn)，觀察氘和氚在高溫高壓條件下會發(fā)生什么。

（學(xué)生）好的，老師。

（老師）請同學(xué)們按照實(shí)驗(yàn)步驟操作，注意觀察實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，并記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

（學(xué)生）老師，我們在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)，氘和氚在高溫高壓條件下會結(jié)合成一個較重的核，并釋放出能量。

（老師）非常好！通過這個實(shí)驗(yàn)，我們驗(yàn)證了核裂變和核聚變過程中能量的釋放?，F(xiàn)在，請同學(xué)們思考一下，核能釋放的原理對我們的生活有哪些影響？

（學(xué)生）老師，核能釋放的原理可以應(yīng)用于核電站發(fā)電、核武器制造等領(lǐng)域，對我們的生活有著重要的影響。

四、課堂小結(jié)

（老師）同學(xué)們，今天我們學(xué)習(xí)了核能的概念、核裂變和核聚變的原理，以及受控?zé)岷司圩兊膽?yīng)用。通過實(shí)驗(yàn)探究，我們了解了核能釋放的原理，并認(rèn)識到核能在實(shí)際生活中的重要性。希望大家在課后繼續(xù)思考，核能的利用是否會對環(huán)境造成影響？我們應(yīng)該如何解決這些問題？

（學(xué)生）老師，我們會認(rèn)真思考這些問題，并嘗試找到解決方案。

（老師）很好！希望同學(xué)們在今后的學(xué)習(xí)中，始終保持對科學(xué)的好奇心，勇于探索，為人類的可持續(xù)發(fā)展貢獻(xiàn)自己的力量。今天的學(xué)習(xí)就到這里，下課！知識點(diǎn)梳理六、知識點(diǎn)梳理

1.核能的概念

-核能：原子核內(nèi)部的能量，包括核裂變和核聚變兩種形式。

-核裂變：重核分裂成兩個或兩個以上較輕的核，同時釋放出大量的能量。

-核聚變：兩個輕核結(jié)合成一個較重的核，同時釋放出能量。

2.核裂變

-核裂變過程：重核（如鈾-235）吸收一個中子后，分裂成兩個較輕的核，同時釋放出能量和多個中子。

-質(zhì)能方程：\(E=mc^2\)，質(zhì)量虧損轉(zhuǎn)化為能量。

-核裂變產(chǎn)物的質(zhì)量變化：通過質(zhì)量虧損計算核裂變釋放的能量。

3.核聚變

-核聚變過程：兩個輕核（如氘和氚）在高溫高壓條件下結(jié)合成一個較重的核，同時釋放出能量。

-核聚變條件：高溫高壓，克服庫侖壁壘。

-核聚變優(yōu)勢：比核裂變具有更高的能量釋放效率。

4.受控?zé)岷司圩?/p>

-受控?zé)岷司圩儯豪酶邷氐入x子體實(shí)現(xiàn)核聚變。

-受控?zé)岷司圩儍?yōu)勢：清潔、高效、安全。

-受控?zé)岷司圩兲魬?zhàn)：高溫高壓條件、實(shí)驗(yàn)過程中的安全隱患。

5.核能的應(yīng)用

-核電站發(fā)電：利用核裂變反應(yīng)產(chǎn)生熱能，通過蒸汽輪機(jī)發(fā)電。

-核武器制造：利用核裂變或核聚變反應(yīng)釋放的能量制造武器。

6.核能的環(huán)境影響

-核輻射：核能釋放過程中可能產(chǎn)生的輻射對環(huán)境和生物體造成傷害。

-核廢料處理：核反應(yīng)產(chǎn)生的放射性廢料需要妥善處理，以防止環(huán)境污染。

7.核能的可持續(xù)發(fā)展

-核能的安全利用：提高核能發(fā)電的安全性能，減少事故發(fā)生的風(fēng)險。

-核能的環(huán)境影響評估：在核能開發(fā)過程中，評估其對環(huán)境的影響，采取相應(yīng)措施減少負(fù)面影響。

8.核能的未來發(fā)展

-核聚變能源：探索可控核聚變技術(shù)，為人類提供可持續(xù)的能源供應(yīng)。

-核能技術(shù)的創(chuàng)新：不斷研發(fā)新技術(shù)，提高核能利用效率和安全性。內(nèi)容邏輯關(guān)系①核能的基本概念

-核能的定義：原子核內(nèi)部的能量。

-核能的類型：核裂變和核聚變。

②核裂變過程

-核裂變條件：重核吸收中子。

-核裂變結(jié)果：分裂成較輕的核，釋放能量和中子。

-質(zhì)能方程的應(yīng)用：\(E=mc^2\)解釋質(zhì)量虧損轉(zhuǎn)化為能量。

③核聚變過程

-核聚變條件：輕核在高溫高壓下結(jié)合。

-核聚變結(jié)果：形成較重的核，釋放能量。

-核聚變優(yōu)勢：更高的能量釋放效率。

④受控?zé)岷司圩?/p>

-受控?zé)岷司圩兊脑恚豪酶邷氐入x子體實(shí)現(xiàn)核聚變。

-受控?zé)岷司圩兊膬?yōu)勢：清潔、高效、安全。

-受控?zé)岷司圩兊奶魬?zhàn)：高溫高壓條件、實(shí)驗(yàn)安全隱患。

⑤核能的應(yīng)用

-核電站發(fā)電：核裂變反應(yīng)產(chǎn)生熱能，通過蒸汽輪機(jī)發(fā)電。

-核武器制造：利用核裂變或核聚變反應(yīng)釋放的能量制造武器。