二、核能优秀公开课教案

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

导言：原子弹和氢弹为什么会具有这么大市24.5万人口中有

的威力呢？因为它们都利用了核能。我们78150人当日死亡，死

知道化学能是在原子发生变化时放出的伤总人数达20余万。

能量，而核能是在原子核发生变化时放出

的能量。

新知探究：

一、原子

和原子核的结构及核能

二、裂变

学生自学完成老师提出的问题

一切物质是由分1.物质是由

组成的，分子是由

组明确：子组成的，分子又由原成。原子很小，它的直径不到

nm. 子组成，而原子由质2.原子由

、

、

三种粒子组成。子、中子、电子三种粒质子带

电荷，电子带

电荷，

和

子组成。质子带正电荷，电子带负电荷，中构成原子核。

子不带电。质子和中子3.

、

依靠强大的核力紧密地结合在的质量比电子大得多，一起，因此

十分牢固，要使它们

处于原子中心，

构成非或重新组合是极其困难的。但是，一旦使常小的原子核。

原子核

或

，就可能释放出惊人质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在的能量，这就是

能。

一起，因此原子核十分牢固，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

这过渡：我们知道原子核的结构发生改变释放出惊人的能量，又时，就可能释放出核能。使原子核发生改就是我们说的核能，变的方法就是使原子核发生聚变或裂变。

称原子能。

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

击比较大的原子核，使其发生裂变，变成学生阅读分析讨论：两个中等大小的原子核，同时释放出巨大1 g镭裂变释放的能的能量。

量，比1 g木柴燃烧时I、核裂变和链式反应

放出的热量大60多万我们知道核裂变是一个质量较大的原子倍。所以科学家们一直核（如铀核）在中子的撞击下分裂成两个在研究怎样实现核的以上中等质量的原子核和2-3个中子，同分裂和核的聚合，来获设计意图：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：

时放出能量就叫核裂变。（对照图片讲解）

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

这2-3个中子还会撞击周围的铀核，如果附近的J）。

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

现象就叫链式反应。（对照图片讲解）

我国物理学家钱三强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：

对链式反应加以控制：核电站

核能---高效、清洁、安全的能源

指出：以百万千瓦的电站为例，一年消耗煤300多万吨，每天要有一列40节车厢的火车为它拉煤。而用核原料，一年只需消耗30吨，一辆重型卡车即可拉走，一次换料，可以连续运行一年。

链式反应不加以控制：原子弹

生：通过查阅资料，中国核电建设已有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。秦山核电站是中国第一座自行设计、建造、营运的原子堆核电站，位于中国浙江省海盐县秦山山麓北侧，杭州湾之畔。

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）阅读教材，学生讨论、与氚核（由一个质子和两个中子构成），

三、聚变

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

布置作业

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。

组长批改并汇总给学习委员。

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。

【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。