練闖考九年級物理下學(xué)期：《22.2核能》教學(xué)設(shè)計（人教版）知識與技能1．了解核能、裂變、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)和聚變的有關(guān)知識．2．了解核電站的常識，知道核能的優(yōu)點和可能帶來的問題．過程與方法1．通過探究學(xué)習(xí)活動，學(xué)習(xí)信息處理方法，培養(yǎng)信息處理能力．2．通過自己學(xué)習(xí)的過程，培養(yǎng)自學(xué)能力．情感、態(tài)度與價值觀1．通過本節(jié)學(xué)習(xí)，培養(yǎng)學(xué)生了解核能奧秘的興趣，正確認(rèn)識核能的價值．2．通過該節(jié)的學(xué)習(xí)，認(rèn)識科學(xué)技術(shù)對人類生活的影響，樹立將科學(xué)服務(wù)于人類的意識．重點知道可控鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，區(qū)分裂變與聚變．難點了解鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及發(fā)生的條件．火柴一盒、制作多媒體課件．一、情境導(dǎo)入1945年，第二次世界大戰(zhàn)的后期，美國在日本的廣島、長崎各投下一顆原子彈，使兩島遭受毀滅性的打擊，最后迫使日本投降．思考：原子彈為什么有如此大的威力？二、新課教學(xué)1．原子、原子核讓學(xué)生觀察原子結(jié)構(gòu)示意圖(如下圖)，了解原子的結(jié)構(gòu)．【教師講解】原子組成豐富多彩的物質(zhì)世界，組成原子的則是更小的原子核和核外電子．原子核帶正電，核外電子帶負(fù)電，原子的質(zhì)量主要集中在原子核，質(zhì)量較小的核外電子圍繞著原子核高速轉(zhuǎn)動，組成原子核的是質(zhì)子和中子，質(zhì)子和中子之間依靠強大的核力緊緊結(jié)合在一起．2．核能【思考】核能是怎么來的？【教師講解】原子核內(nèi)的質(zhì)子和中子由于強大的核力緊緊結(jié)合在一起，如果將它們分裂開或者重新組合，就會釋放出驚人的能量，這就是核能．1kg鈾完全反應(yīng)時釋放的能量超過2000t無煙煤完全燃燒時放出的能量，1kg氫完全聚變時釋放的能量相當(dāng)于40000t無煙煤完全燃燒時放出的能量．如果人類完全掌握了核能的使用技術(shù)，就可以說掌握了通向無窮能源寶庫的金鑰匙．3．核裂變【教師演示】將火柴搭成如圖所示的結(jié)構(gòu)，點燃第一根火柴后，觀察所發(fā)生的情況．【想想議議】如果用中子轟擊較大的原子核，能使原子核分裂開，發(fā)生裂變現(xiàn)象．通過上面的實驗?zāi)隳苷业酵ㄟ^點燃一根火柴使很多火柴不斷點燃的辦法嗎？那么怎樣才能使原子核的裂變也不斷繼續(xù)下去呢？(展示圖片如下圖所示)．【教師講解】如果用一個中子轟擊質(zhì)量較大的原子核能使原子核發(fā)生裂變，且裂變的同時還能釋放出中子，這些中子又可以繼續(xù)使其他的原子核裂變，這樣就可以使核裂變繼續(xù)下去了，如：用中子轟擊鈾235原子核就可以放出二至三個中子，它們又可以引起其他鈾核的裂變，再放出幾個中子，再引起裂變……這樣，只要有一個核發(fā)生了裂變，就可以引起一連串的裂變，并放出大量的能量．這就是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．(如圖所示)快速的裂變反應(yīng)可以引起猛烈的爆炸，原子彈就是利用快速裂變制成的．還可以控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度，把核能用于和平建設(shè)事業(yè)，“核反應(yīng)堆”就是控制裂變反應(yīng)的裝置，已成功地應(yīng)用到核潛艇、核電站等裝置．4．核聚變請學(xué)生觀看我國引爆第一顆原子彈和氫彈的錄像．【思考】同學(xué)們觀察到是原子彈還是氫彈的威力更大、釋放的能量更多？那么氫彈是怎樣產(chǎn)生大量的能量呢？【教師講解】較輕的核結(jié)合成較重的核，也能釋放能量，這種現(xiàn)象叫做核聚變．如圖氘核、氚核在超高溫下聚合成氦核，釋放出核能．氫彈就是利用輕核聚變制成的，它是比原子彈威力更大的核武器．，由于核聚變需要很高的溫度，所以氫彈要通過原子彈的爆炸產(chǎn)生的高溫來引爆．三、課堂小結(jié)1．裂變：核物理中把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)．2．聚變：把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出核能的反應(yīng)．3．核能：原子核在裂變和聚變過程中釋放出的能量．4．鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：當(dāng)一個鈾核裂變時，會同時放出2～3個中子，這些中子又能去轟擊其他的鈾核，再使它們分裂，于是放出更多的中子，這種裂變的引發(fā)過程叫做鏈?zhǔn)椒磻?yīng)．5．核電站工作的能量轉(zhuǎn)換過程：核能→內(nèi)能→機械能→電能．四、檢測反饋1．獲得核能有兩種途徑：一種是________，另一種是________．其中________必須在高溫條件下才能進(jìn)行．答案裂變聚變聚變2．核電站的核心是________，它以________為核燃料，反應(yīng)堆中放出的________能轉(zhuǎn)化為高溫蒸汽的________能，通過汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)化為________能．答案核反應(yīng)堆鈾核內(nèi)電3．氫彈是利用輕核聚變的原理制成的，一般來說，氫彈的威力比原子彈的威力()A．大B．小C．無法確定D．差不多答案A4．有關(guān)核反應(yīng)堆的下列說法中，正確的是()A．核反應(yīng)堆是進(jìn)行聚變而獲得核能的一種裝置B．核反應(yīng)堆是進(jìn)行裂變，且不加控制而獲得核能的一種裝置C．核反應(yīng)堆是控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度，使核能緩慢地、平穩(wěn)地釋放出來的裝置D．核反應(yīng)堆是控制輕核聚變速度，使核能緩慢地、平穩(wěn)地釋放出來的裝置答案C5．原子彈和核電站的根本區(qū)別是()A．原子彈利用核裂變，核電站利用核聚變B．原子彈利用核聚變，核電站利用核裂變C．原子彈對裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度D．原子彈對聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制，核電站控制聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度答案C6．下列關(guān)于核能的說法中正確的是()A．核能是可再生能源B．核電的優(yōu)點是安全、清潔、無廢料C．人類還沒有完全掌握人工控制核聚變技術(shù)D．原子彈具有巨大的破壞性，無其他危害答案C一、原子：由原子核和核外電子組成．原子核由質(zhì)子和中子組成．二、核能1．核裂變2．核聚變核能發(fā)電的優(yōu)點與缺點優(yōu)點：1．核能發(fā)電不像化石燃料發(fā)電那樣排放巨量的污染物質(zhì)到大氣中，因此核能發(fā)電不會造成空氣污染．2．核能發(fā)電不會產(chǎn)生加重地球溫室效應(yīng)的二氧化碳．3．核能發(fā)電所使用的鈾燃料，除了發(fā)電外，暫時沒有其他的用途．4．核燃料能量密度比起化石燃料高上幾百萬倍，故核能電廠所使用的燃料體積小，運輸與儲存都很方便，一座百萬千瓦的核能電廠一年只需30噸的鈾燃料，一航次的飛機就可以完成運送．5．核能發(fā)電的成本中，燃料費用所占的比例較低，核能發(fā)電的成本較不易受到國際經(jīng)濟情勢影響，故發(fā)電成本較其他發(fā)電方法穩(wěn)定．缺點：1．核能電廠會產(chǎn)生大量放射性廢料，雖然所占體積不大，但因具有放射性，故必須慎重處理，且需面對相當(dāng)大的政治困擾．2．核能電廠熱效率較低，因而比一般化石燃料電廠排放更