初中物理人教版九年级全册第2节 核能教案设计

第二节  核能

一、教学目的

1．了解原子和原子核的组成，知道核裂变与聚变能够释放出巨大的能量。

2．了解裂变、链式反应、聚变的大致情况和原子弹、氢弹的制造原理，以及核反应堆的作用。

3．了解研究可控核聚变的重大意义。启发学生想象人类开发利用核能的美好前景，激发学生努力学习科学技术的热情。

二、教学重难点

核裂变的原理及应用，核聚变的原理。

二、教学过程

1、课前提问

（1）自然界中那些能源属于化石能源？

（2）下列那些属于可再生能源：太阳能、煤、风能、水能、地热能、石油、天然气、汽油。

（3）下列那些属于一次能源：煤、汽油、天然气、管道煤气、电能。

2、引入

播放广岛原子弹炸爆瞬间视频

3、讲授新课

（1）原子和原子核的组成

提问：请根据化学课中讲过的内容，说说原子和原子核的组成情况？

　　本世纪初，科学家们通过实验和理论研究对原子和有子核的组成有了正确的认识，发现原子核是可以改变的，而且在改变过程中可以释放出巨大的能量——原子核能，简称核能，通常也叫原子能（确切地说，原子能应是原子核能的缩写代名词）。

　（2）裂变

　　　l千克铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量大约是1千克标准煤完全燃烧所放出能量的多少倍？

　　用中子轰击铀235，铀核（质量大的核）会分裂成两部分（两个中等质量的核），这种现象叫做核裂变，简称裂变。根据书上提供的数据很容易算出，1千克铀中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量大约是1千克标准煤完全燃烧所放出能量的2.5×106(250万)倍。由此可知，裂变是获得大量核能的重要途径。

　（3）链式反应

　　　用中子轰击铀核，才能使铀核发生裂变，放出能量。如果外界的中子停止轰击，裂变也就停止。然而实验表明，铀核分裂时，还同时放出2～3个中子，这一点的意义特别重要。因为放出的中子，又可以轰击其它铀核，使它们也发生裂变。这些铀核分裂时，同样放出中子，从而引起更多的铀核发生裂变。于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去。这种现象叫做链式反应。

　　如果对裂变的链式反应不加控制，在极短时间（约百万分之几秒）会释放出大量核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的。

　　为便于和平利用核能，必须控制链式反应的速度，使核能缓慢而又平稳地释放出来。为此，人们制成了一种专门装置。

　　（4）核反应堆——能缓慢、平稳地释放核能的装置。

　　让学生看教材上我国第一座核反应堆外貌图（彩图，说明：建造核反应堆，对材料、技术、安全防护设施等都有很高、很严的要求。不但需要解决很多核物理问题，也要求材料科学、电子学、自动控制学等解决许多困难问题。能自行设计、制造核反应堆，表明我国在这一高科技领域取得了重大成就，为和平利用核能创造了必要的条件）。

　　（5）聚变——获得大量核能的另一重要途径

科学家们发现，某些质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做核聚变，简称聚变。

　　聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应．

　　前面讲过，原子弹是利用重核裂变现象制成的．而另一种威力更大的核武器——氢弹，则是利用轻核聚变现象制成的．人们现在还不能有效地使聚变在人工控制下进行。

4、总结　　(1)原子和原子核的组成．

　　(2)原子核里蕴藏着巨大的能量——核能．获得核能的途径，一是裂变，二是聚变．

　　(3)什么是链式反应，什么是核反应堆，什么是原子弹、氢弹等．

(4)我国和世界上许多国家都在积极研究开发利用核能，并取得了可喜的进展．

5、布置作业

预习下节内容。

四、课堂检测：

1.人类对核能的开发和利用不断取得新的进展，根据目前的科研水平，你认为下列关于原子弹和核电站的说法中正确的是（ ）

A．原子弹利用核裂变，核电站利用核聚变

B．原子弹利用核聚变，核电站利用核裂变

C．原子弹对聚变的链式反应不加控制

D．核电站控制裂变的链式反应速度

2.为缓解电力紧张的状况，开发利用新能源，我国陆续建成了一些核电站．关于核电站，下列说法正确的是（ ）

A．核电站使用的核燃料是石油或天然气

B．核反应堆中发生的是不可控制的核裂变

C．核电站发电的能量转化过程是：核能一内能一机械能一电能

D．核电站产生的核废料可以像生活垃圾那样被处理或进行二次加工利用

3.下列设备中不是利用核裂变的是（ ）

A．氢弹B．原子弹C．核电站D．核潜艇

5.核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆．下列说法不正确的是（ ）

A．目前核电站都是通过聚变反应来利用核能的 B．核反应堆中发生的链式反应是可以控制的

C．原子核分裂或聚合时释放出核能

D．核能是一种不可再生的能源

4.2011年3月11日，日本本州岛仙台港以东130公里处发生9.0级地震，造成福岛第一核电站发生核泄漏．关于核能，下列有关说法正确的是（ ）

A．核能和太阳能一样，属于清洁能源

B．核能和石油一样，属于可再生能源

C．核电站发电是将核能直接转化成电能

D．核能是绝对安全的能源

5.我国第一艘航空母舰已多次试航成功，航母平台上的舰载机在起飞升空时重力势能__________（选填“增大”、“减小”或“不变”），航母运行所需的能源是由中子轰击比较大的原子核，使其发生__________，而释放的巨大能量．

6.日本福岛核电站为日本人提供了大量的能源，核泄漏也让日本人民苦不堪言．核电站发电利用的能量是原子核发生核________产生的，核电站是将_______转化为电能的一种装置.

课后反思：