二、核能教案3

第二十二章 能源与可持续发展

第二节 核能

1课时 新授课

【教学目标】

知识与技能：

1、常识性了解核能、裂变和聚变。

2、了解核能的优点和可能带来的问题。

过程与方法：

通过做动手动脑学物理上的习题锻炼通过互联网搜集信息的能力

情感态度与价值观：

初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响。

了解核能的优点和可能带来的问题。能通过收集信息、阅读资料、相互交流，判断核能和我们生活的有关说法是否正确。

【教学重点】

可控制链式反应，和平利用核能。

【教学难点】

知道链式反应及发生的条件；了解核聚变，知道核聚变发生的条件。

【教学准备】 多媒体课件。

【教学过程】

知识点

教师活动

学生活动

创设情境，

播放图片：播放日本广岛遭原子弹轰炸的学生读查阅到的资料：引入新课

资料，让学生观看后思考：为什么原子弹为迫使日本迅速投降，

的威力这么大吗？

1945年8月6日8时

15分，美军一架Ｂ－

29轰炸机飞临日本广

岛市区上空，投下一颗

代号为“小男孩”的

原子弹。“小男孩”是

一颗铀弹，长3米，直

径0.7米，内装60公

斤高浓铀，重约4吨，

梯恩梯当量为1.5万

吨。炸弹在距地面580

米的空中爆炸，在巨大

冲击波的作用下，广岛

市的建筑全部倒塌，全

新知探究：

一、原子

和原子核的结构及核能

二、裂变

导言：原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢？因为它们都利用了核能。我们知道化学能是在原子发生变化时放出的能量，而核能是在原子核发生变化时放出的能量。

设计意图：利用历史资料引入新课，引起学生的兴趣。提出问题让学生讨论，培养了学生的发散思维。

自主学习：阅读P151原子、原子核及核能，回答下面的问题：

市24.5万人口中有78150人当日死亡，死伤总人数达20余万。

学生自学完成老师提出的问题

明确：一切物质是由分分子又由原1.物质是由

组成的，分子是由

组子组成的，子组成，而原子由质成。原子很小，它的直径不到

nm. 子、中子、电子三种粒2.原子由

、

、

三种粒子组成。子组成。质子带正电质子带

电荷，电子带

电荷，

和

荷，电子带负电荷，中子不带电。质子和中子构成原子核。

的质量比电子大得多，3.

、

依靠强大的核力紧密地结合在处于原子中心，构成非一起，因此

十分牢固，要使它们

常小的原子核。

或重新组合是极其困难的。但是，一旦使质子和中子依靠强大原子核

或

，就可能释放出惊人的核力紧密地结合在一起，因此原子核十分的能量，这就是

能。

牢固，要使它们分裂或重新组合是极其困难的。但是，一旦使原子核分裂或聚合，就可以释放出惊人的能量，这

又过渡：我们知道原子核的结构发生改变就是我们说的核能，时，就可能释放出核能。使原子核发生改称原子能。

变的方法就是使原子核发生聚变或裂变。

演示：用火柴模拟链式反应

将火柴搭成如图所示的结构，点燃第一根火柴后，观察所发生的情况。注意：小心烫伤，小心火灾!

讲解：1938年底，科学家首次用中子轰学生阅读分析讨论：击比较大的原子核，使其发生裂变，变成1 g镭裂变释放的能两个中等大小的原子核，同时释放出巨大量，比1 g木柴燃烧时

放出的热量大60多万倍。所以科学家们一直在研究怎样实现核的分裂和核的聚合，来获取巨大的能量。

阅读材料分析总结：一个铀235裂变时可以放出约200 MeV的能量（1 MeV= 1.60×10-19

J）。

这2-3个中子还会撞击周围的铀核，如果附近的

铀核足够多，裂变会不断继续下去，越来越多，

使千万个铀核在极短的时间内相继分裂，这种我国物理学家钱三强现象就叫链式反应。（对照图片讲解）

与何泽慧发现铀原子核被中子击碎时，还会分裂成三个甚至四个碎片，称为三分裂或四分裂现象。

归纳强调：裂变持续进行的条件：第一，

有足够的比较大的原子核；第二，链式反

应。

大原子裂变核能的应用：

生：通过查阅资料，中对链式反应加以控制：核电站

国核电建设已有20年的历史，截至目前中国

共有核电站8座，共有

15台机组，其中已建成运行的9台，正在建

造的2台，已报送国务

院并得到批准近期将

开工的4台。秦山核电核能---高效、清洁、安全的能源

站是中国第一座自行指出：以百万千瓦的电站为例，一年消耗设计、建造、营运的原煤300多万吨，每天要有一列40节车厢子堆核电站，位于中国的火车为它拉煤。而用核原料，一年只需浙江省海盐县秦山山消耗30吨，一辆重型卡车即可拉走，一麓北侧，杭州湾之畔。

的能量。

I、核裂变和链式反应

我们知道核裂变是一个质量较大的原子核（如铀核）在中子的撞击下分裂成两个以上中等质量的原子核和2-3个中子，同时放出能量就叫核裂变。（对照图片讲解）

三、聚变

次换料，可以连续运行一年。

链式反应不加以控制：原子弹

除了裂变外，如果将质量很小的原子核，例如氘核（由一个质子和一个中子构成）与氚核（由一个质子和两个中子构成），在超高温下结合成氦核，会释放出更大的核能，这就是聚变，有时也把聚变称为热核反应。大量氢核的聚变，可以在瞬间释放出惊人的能量。氢弹就是利用此原理制成。

知识拓展：如何实现聚变，如何利用聚变释放的核能，科学家正在积极地探索着。海水中蕴藏着丰富的、可以实现聚变的氘核。科学家预言，通过可控制聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题。愿同学们今后对此作出贡献。

反馈练习

课堂小结

附件1 1.原子分裂或聚合时，会释放出巨大的能量，就是核能。

2.获取核能有两条途径：一是原子核的裂变，二是聚变。

3.适度安全的利用好核能，可缓解人类由

阅读教材，学生讨论、总结

生：人们现在还不能像控制裂变那样有效地、随心所欲地控制聚变反应，和平利用聚变释放的核能，但是由于核聚变可以释放比裂变更大的核能，而且不像裂变那样会产生较大的放射性污染，其原料氘和氚等又比铀丰富得多，因此控制聚变反应是一个非常吸引人的课题。目前世界上不少国家都在积极研究聚变的人工控制并已取得了一定的进展。我们国家在这方面也没有落后，自己研制的可控核聚变的实验装置--中国环流器1号已于1984年顺利启动，已经取得不少研究成果，至今仍在继续工作中。

独立完成。

根据板书提示谈谈本节课的收获。（从三维目标的任何角度都可以）。相互补充，归纳出知识体系。

课堂检测

于化石能源的缺乏所带来的能源危机。

设计意图：小结不仅要总结知识，更重要的是将本节课研究问题的方法及思维程序提炼出来，学生学会这些方法并体会到它们在解决问题中的作用，从而实现教学的真正目的。

附件2展示检测题。巡视了解情况,独立自主完成检测。小

到时间后公布答案。

布置作业

按“动手动脑学物理”的要求完成短文

设计意图：真正的课堂在生活中，让物理知识很好在生活中得以运用。

【教学反思】

一、案例中的“亮点”

组长批改并汇总给学习委员。

本节课的语言浅显，内容通俗易懂。但学生对裂变、链式反应、聚变等概念，学生头脑里是一个空白，通过多媒体辅助教学使学生更容易理解这部分内容。

1、我在课上用动画形象生动地演示《链式反应》和《热核反应》，同时我还搜集了一些关于核爆炸的录像，让学生们如同身临其境般感受核裂变和核聚变的威力，学生们被深深地吸引。

2.在学习知识的同时，对学生进行环保教育。

科学技术是一把双刃剑，它既可以造福人类，也可以给人类带来灭顶之灾。尽管是人类和平利用核能，也有控制不好，出现事故的时候。例如：福岛核电站。在课堂上，我除了让学生阅读课本上的资料以外，还大量搜集了关于福岛泄漏的文字记载，展示给学生看，学生们对灾难的记载画面目瞪口呆，同时也深刻地感受到了环保的重要性。

3. 在学习知识的同时，对学生进行爱国主义教育。

由于核能威力巨大，拥有核武器的国家在国际上的地位非同一般。二战过后，整个中国满目疮痍，在国际上的地位也不高。但1964年戈壁滩上的原子弹爆炸以后，世人再也不敢小看中国了。在我给学生放映完《我国的第一颗原子弹》之后，议论纷纷，大受鼓舞！ 二、教学中易出现的问题

1、本课内容课程标准要求不高，知识点同样较少，在设计练习题时，没有加深，没有分层，试题量较小。对教学内容估计不足，导致课堂内容过早完成。

本课内容包含丰富的情感态度与价值观的教育内容，由于教师语言缺少感染力，而使其教育作用发挥不理想。

教学内容与当前社会热点福岛核电站核泄漏问题相联系，体现了新课程标准的教学要求。

【板书设计】

核

能

附件1反馈练习

裂

变

获取途径

裂

变

应

用

应

用

优

缺

点

1.随着人们对原子核结构认识的不断深入，核能的开发和利用备受关注，有关核能的理解，正确的是 A．核能是可再生的清洁能源

B．太刚能是由氢原子裂变放出的能量

C．能源开发就是要利用核能

D．核能是原子核发生变化时放出的能量

2.今天，全世界已经建成了几百座核电站，核电发电量接近全球发电量的五分之一，核电站能给那些水力资源、化石能源缺乏的地区提供电能，也给人类解决能源危机带来希望。核电站利用 能发电，它的核心设备是核反应堆，核反应堆是通过可控 反应释放能量的。

附件2课堂检测

1.关于核能的获得，下列说法中正确的是（ ）

A.核反应堆是原子核裂变时，在极短时间内释放出大量核能的装置

B.原子核内部发生变化时会释放出巨大的能量，核裂变和核聚变是获得核能的两种方式

C.核电站是使核能转化为内能，再通过汽轮发电机转化为电能的装置

D.目前，在核电站反应堆中发生的是可控制的核裂变、聚变

2.下列关于核能的说法正确的是 ( ) A．物质是由原子组成的，原子有原子核，所以利用任何物质都能得到核能

B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变

C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的

D．自然界中的原子核只有在人为条件下才会发生裂变

3.下列关于裂变的说法中，正确的是（ ）

A.用质子轰击铀核，铀核会分裂成两部分

B.用质子轰击氦核，氦核会分裂成两部分

C.用中子轰击铀核，铀核会分裂成两部分

D.用中子轰击氦核，氦核会分裂成两部分

4.阅读《核电站和核废料处理》，思考并整理出核能的优点和可能带来的问题。