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2019-2020年九年級物理下冊 18.2 核能教案1 蘇科版 [設計意圖] 本節(jié)課學生初次接觸到核知識，核能、裂變、聚變、鏈式反應等這些深澳的概念，在學生頭腦里，是一片空白。為了突破教學難點，調動學生學習的積極性，教師運用影像資料把抽象的概念和直觀的現(xiàn)象結合起來，這種圖文并茂的講解學生更容易理解。原子彈的爆炸以及給人們帶來的災害，可以通過讓學生自己查找網絡資料去了解這方面的信息，并及時指導學生掌握核武器的防護要領。為了突出教學重點，應該讓學生側重了解在和平時期核能的利用 ，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開發(fā)應用領域取得的成績，加強對學生的愛國主義教育，啟發(fā)他們樹立為祖國現(xiàn)代化建設事業(yè)貢獻力量的理想． [教學目標] 1．常識性了解原子和原子核的組成。 2．常識性了解裂變、鏈式反應、聚變的大致情況和原子彈、氫彈的制造原理，以及核反應堆的作用。 3．常識性了解研究可控核聚變的重大意義。啟發(fā)學生想象人類開發(fā)利用核能的美好前景，激發(fā)學生努力學習科學技術的熱情。 [教學重點難點] 重點：了解原子核裂變和鏈式反應，核聚變的原理以及如何利用核能更多的給人類造福。 難點：原子核裂變和鏈式反應，聚變的原理。 [教具和學具] 原子和原子核的掛圖，鏈式反應的掛圖（幻燈片或課件顯示原子、原子核的結構和鏈式反應的情況）。 [課前準備] 物質的結構，原子核內部的結構 [教學過程] 教學階段與時間分配 教師引導 學生主體 點評 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況 原子彈利用了一種新的能量，————核能。 科學家通過對放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)和研究，認識到原子核內還有結構，利用高速粒子轟擊原子核時發(fā)現(xiàn)原子核是可以改變的，在某些改變中會釋放大量的能量，這就是核能。 有同學能夠說說原子彈的威力嗎？ 物質由分子組成，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？ 用趣味教學法導課，能夠立刻抓住學生的學習欲望，使學生能積極、主動的參與到探究活動中來。 進行新課 5分鐘 10分鐘 10分鐘 5分鐘 小結 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。 科學家經過實驗發(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，結合圖片講解： 用用中子轟擊鈾235，使其變成兩個中等大小的原子核，這種現(xiàn)象叫做裂變。 在鈾核裂變時有巨大的能量放出（核能），使裂變產物以很大的速度向相反方向飛開（核能——>動能），與周圍分子相碰，使分子運動加快（內能） 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？ 展示鏈式反應的掛圖講解 鈾235核在受到中子的轟擊后，裂變成2個差不多大小的新粒子的同時，還釋放出2～3個新中子，這2～3個中子又去轟擊其它鈾235核，引起2～3個新鈾核裂變，又各放出2～3個中子，這些中子又去轟擊更多的鈾核發(fā)生裂變……隨著一個鈾核裂變的發(fā)生，會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)象叫做鏈式反應。 如果對裂變的鏈式反應不加控制，在極短的時間內就會引起大量的鈾核發(fā)生裂變，在極短的時間內就會釋放出巨大的核能，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釋放的巨大核能產生的高溫高壓氣體向外擴散時所升起的蘑菇狀煙云，其上升的高度可達幾百米，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式反應的速度，使核能緩慢地、平穩(wěn)地釋放出來，就能夠代替化石燃料，進行和平利用。能夠緩慢地、平穩(wěn)地釋放裂變產生的核能的裝置叫做核反應堆。人們已經成功地生產出各種規(guī)格的核反應堆，它是核潛艇、核動力破冰船、核電站等設施的核心部件。 3．輕核的聚變 科學家們在對核反應的研究中還發(fā)現(xiàn)，兩個較輕的原子核結合成一個較重的原子核時，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下進行，所以也叫熱核反應。例如把一個氘核（質量數(shù)為2的氫核）和一個氚核（質量數(shù)為3的氫核）在高溫、高壓的環(huán)境下結合成一個氦核時，就會釋放出核能。氫彈就是利用這個原理制成的。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部就在不斷地進行著大規(guī)模的核聚變反應，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，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產生較大的放射性污染，其原料氘和氚等又比鈾豐富得多，因此控制聚變反應是一個非常吸引人的課題。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驗裝置——中國環(huán)流器1號已于1984年順利啟動，已經取得不少研究成果，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． 鏈式反應 原子彈的原理，核反應堆，氫彈的原理 學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——質量數(shù)為235的鈾元素） 給出煤的燃燒值，計算1kg的鈾235全部裂變釋放的能量相當于多少焦耳？ 核能、裂變、聚變、鏈式反應等概念，抽象、深澳，學生不易理解。采用影像資料把抽象的概念和直觀的現(xiàn)象結合起來，這種圖文并茂的講解效果更好。 讓學生自己查找網絡資料去了解核能的威力，以及不加限制對人類的危害，并注意指導學生掌握核武器的防護要領 為了讓學生側重了解和討論在和平時期核能的利用，注重點撥我國在此方面還屬于滯后狀態(tài)，這更需要大家好好學習知識，掌握技能去發(fā)展它，早日趕上并超過世界強國。 [教學資源] 多媒體資料 [教學評析] 在本章節(jié)的學習過程中，學生對于開始的引入新課時的關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。一下子就能把學生的興趣和求知欲調動起來。 但是在關于重核的裂變發(fā)生的鏈式反應不能理解，此時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畫模擬鏈式反應。最后關于情感態(tài)度價值觀的教學，要結合我國在核能領域的成就，以增強學生的民族自豪感。 [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——鏈式反應 對鏈式反應不加控制——原子彈 控制鏈式反應速度——核反應堆 2.輕核的聚變 不加控制——氫彈 可控實驗裝置——中國環(huán)流器1號