(新)人教版物理九下《第2节 核能》公开课(教案)

第2节核能
教学目标
一、知识与技能
1.知道原子原子核的组成，了解获得核能的两种方式。

2.了解裂变和链式反响以及核电站。

3.了解聚变以及反响过程。

二、过程与方法
通过阅读资料和讨论,培养学生的观察、分析问题以及解决问题的能力。

三、情感、态度与价值观
通过图文结合的学习方式，激发学生的探究欲望和学习兴趣,使学生养成实事求是的科学态度,热爱科学的情感。

教学重点
核聚变、核裂变。

教学难点
核聚变、核裂变的过程。

教具准备
多媒体课件。

教学过程
新课引入
播放核爆炸时的视频。

了解核能观看视频，感受核爆炸时产生的巨大能量，了解核能利用的可能性。

原子核在发生变化时，会释放出巨大的能量，那么你了解原子的结构吗？核能是如何产生的呢？从问题中导入新课。

合作探究
探究点一核能
活动1：展示原子结构的挂图或投影，回忆原子的结构组成。

请答复：原子核是原子中
最小的结构吗？电子为什么会绕核运动？
学生交流、讨论后答复：原子是由原子核和核外电子组成的，电子在绕核运动。

原子核也是可分的，它是由质子和中子组成的。

原子核中的质子带正电，电子带负电，原子核吸引电子绕核转动。

原子的质量几乎集中在原子核中，质子和中子的质量几乎相同。

原子核的体积相对于原子的体积来说非常小，相当于足球场上的一个鸡蛋。

质子和中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，因此十分牢固，要使它们分裂或结合是极其困难的。

但是，一旦原子核发生变化时，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能。

探究点二裂变
展示核裂变的资料：1934～1938年间，科学家利用中子轰击质量较大的铀235，使其裂变成两个质量较小的原子核，同时释放出2～3个新的中子。

活动1：铀235只有在中子的轰击下才能发生裂变且释放出核能，那么是不是要不断地从外界提供中子才能使反响不断进行呢？
实验：利用火柴模拟链式反响。

利用类比的方法来模拟研究核裂变过程
如果去掉其中火柴〔1〕，火柴〔2〕、〔3〕会燃烧吗？
展示链式反响原理的挂图或动画。

链式反响如果不加以控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变，释放巨大的能量，产生极大的破坏性，就如前面所见的原子弹。

〔播放纪录片广岛原子弹爆炸〕
核能发电：
活动2：在链式反响中，可以通过控制中子数量来控制链式反响的速度。

可控的核裂变在实际中有什么应用呢？
学生讨论、交流后答复：可以用于核能发电、核动力航母等。

活动3：投影核电站图片，介绍我国核电站的情况。

核电站运行中能源是由重核裂变提供的，核能是平安、洁净、廉价的能源。

你认可这个观点吗？
教师归纳总结：通过分析，可以发现核裂变时会释放大量的能量，如果不加以控制短时间内释放的能量会产生极大的破坏。

如果控制链式反响的速度，让核能逐步缓慢的释放就可以为人类使用
探究点三聚变
我们已经研究过重核可以裂变成质量较小的核，那么质量较小的核能否聚合成质量较大的核呢？
活动1：介绍轻核的聚变，将质量较小原子核结合成新的原子核也会放出大量的能量，这是就是聚变。

如把氘和氚在超高温下结合成新的原子核──氦核。

〔投影聚变图〕
活动2：播放氢弹的视频或展示图片。

氢弹就是利用氢核的聚变，在瞬间释放出大量的能量。

但现阶段科学家还没有找到控制核聚变的方法。

通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题！
板书设计
第2节核能
教学反思
1.多媒体辅助教学使课堂更加活泼。

传统教学大多是老师讲学和挂图相结合，但是一些现象使在课堂上根本不可能实现的，比方说核能的释放就无法在课堂上演示完成。

我在课上讲裂变和聚变时，我集了大量关于原子弹、氢弹爆炸的录像，例如《原子弹在试验场的爆炸》、《氢弹空投》，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。

如果像传统教学法那样纯粹地讲述反响，学生一是费解，二是提不起兴趣。

而动画课件和录像的运用很好地解决了上述两个问题，在课堂的实践
中也取得了不错的效果。

2.在学习知识的同时，向学生渗透环保意识。

科学技术是一把双刃剑，它可以造福人类，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：切尔诺贝利核电站。

在课堂上，我除了让学生阅读课本上的资料以外，还大量搜集了关于切尔诺贝利核泄漏的文字记载，展示给学生看，学生们在灾难的记载面前目瞪口呆，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，进行爱国主义教育。

告诉学生，
我国自古以来一直是维护世界和平的保卫者。

第2节
知识与技能
1．依据生活经验认识平衡力和平衡状态的概念，会判断物体受到的力是否为平衡力。

2．会利用二力平衡知识分析解决实际问题。

过程与方法
1．经历探究二力平衡条件的实验过程，归纳、总结得出结论。

2．通过认识平衡力和平衡状态关系，进一步体会力与运动的密切关系。

情感、态度与价值观
1．通过参与实验活动，培养学生积极参与科学探究实践的思想和互相配合的协作精神。

2．在用二力平衡知识分析解决实际问题过程中，体会物理与生活的密切联系。

教学重点
二力平衡的物理意义。

教学难点
二力平衡的探究及其应用。

教具准备
卡片、棉线、铁架台、小车、两个定滑轮、两个大吊盘、砝码盒、细绳、多媒体课件等。

一、情景引入
播放视频：匀速上浮的潜水艇、缓缓降落的宇宙飞船、放在课桌上的书本、吊在天花板下的电灯等。

思考：这些物体分别做什么运动？它们分别受到哪些力的作用？
二、新课教学
探究点一：二力平衡的概念
提出问题：惯性定律告诉我们，物体不受力时，将保持静止或匀速直线运动状态。

但不受力的物体是不存在的，那么为什么有些物体还会保持静止或匀速直线运动状态呢？
探究：(1)让学生提着书包不动。

书包受重力和手对它向上的拉力，为什么书包受两个力作用会保持静止？(2)在平直马路上匀速行驶的汽车，受到牵引力和阻力。

为什么水平方向汽车受两个力作用会保持匀速直线运动状态？
小组讨论、分析、交流：如果将手松开，书包将落到地上，显然向上的拉力将使书包下落的重力产生的效果抵消了，使书包不至于下落；同样道理，汽车牵引力将阻力产生的效果抵消了，也可以说阻力将牵引力产生的效果抵消了，使汽车的速度不发生变化。

结论：一些物体虽然受力，但是这几个力的作用效果相互抵消，就相当于不受力。

我们就说这几个力相互平衡，这时的物体我们就说它处于平衡状态。

探究点二：二力平衡条件
物体受两个力作用保持平衡的情况最简单，我们先来研究这种情况。

问题：物体受两个力作用一定就能保持静止或匀速直线运动状态吗？
举例：放在光滑斜面上的书，受重力和斜面的支持力但要沿斜面下滑；电梯受重力和向上的拉力，起动后，速度越来越快。

问题：如果作用在物体上的力只有两个，且物体处于平衡状态，这两个力应该满足什么样的条件呢？
学生讨论说出自己的见解。

探究：
1．猜想与假设。

让学生猜想在什么条件下二力平衡。

(可能与作用力的大小、方向、作用位置……有关) 2．制定实验方案、设计实验。

学生根据桌上所准备的实验装置，如下列图(还有假设干质量相等或不等的砝码)，自己
设计实验探究二力平衡时，两个力的大小、方向、作用点应该有什么关系。

各实验小组交流设计的实验方案，并对自己设计的方案进行修改。

3．学生分组实验。

实验方法：在两边盘子中放质量相等的砝码，使小车受到大小相等、方向相反、作用在同一直线上的力。

小车处于平衡(静止)状态，改变小车的受力情况：
①改变其中一边盘子里砝码的质量，使小车受到的力大小不等。

②将其中一边盘子里的砝码全部移到另一边使小车受到的力方向相同。

③转动小车，使小车受到的力不在同一直线上。

④垂直于小车受力方向移动木块，使小车受到的力不在同一直线上且方向相同或不相同。

将实验条件和现象记录在下面的表格中。

4.分析与论证。

引导学生分析，哪些情况下小车不能保持静止，哪些情况下小车能保持静止，从而得出结论。

学生归纳总结，得出结论：作用在同一物体上的两个力，如果大小相等、方向相反，并且在同一条直线上，这两个力就彼此平衡。

5．评估。

可以向学生指出，小车在水平方向还会受到摩擦阻力，但实验中控制这个阻力很小，与拉力相比可以忽略。

教师总结：二力平衡的条件：作用在同一个物体上的两个力，大小相等，方向相反，且作用在同一条直线上。

“八字口诀〞：同体、等值、反向、共线。

探究点三：二力平衡的应用
1．根据物体的运动状态判断受力情况。

思考：吊在空中静止不动的电灯，假设电线的拉力为2N，则灯受到的重力是多少？
学生分析：电灯受重力和电线的拉力，处于静止状态，所以重力和电线的拉力是一对平衡力。

那么这两个力一定满足二力平衡的条件，即大小相等，方向相反，且在同一条直线上，所以灯受到的重力为2N。

教师总结：根据物体处于静止状态或匀速直线运动状态，可以判断出作用在物体上的两个力是一对平衡力，进而判断所求力的大小和方向。

2．根据受力情况判断物体的运动状态。

思考：火车在平直的轨道上行驶，在水平方向上受牵引力和阻力。

如果牵引力大于阻力，火车将怎样运动？如果牵引力小于阻力，火车又将怎样运动？牵引力和阻力相等时，火车又将怎样运动？
学生讨论后答复：牵引力大于阻力，火车将加速；牵引力小于阻力，火车将减速；牵引力和阻力相等时，水平方向二力平衡，火车匀速直线前进。

教师总结：物体不受力时，应保持匀速直线运动或保持静止状态。

物体受一个力，运动状态发生改变，这是力产生的效果。

物体受平衡力时，应保持静止或保持匀速直线运动状态。

静止的物体受平衡力时，仍然保持静止；运动的物体受平衡力时，仍然做匀速直线运动。

3．一对平衡力和一对相互作用力的区别。

思考：一对平衡力和一对相互作用力有许多相似的地方，但也有不同的地方。

试着把它们加以区别。

学生讨论后答复：相同点是都满足大小相等，方向相反，作用在同一直线上；不同点是一对平衡力是作用在“同一〞物体上的力，而一对相互作用力是分别作用在“不同〞物体上的力。

两个力，只要不是作用在同一物体上，就不可能是平衡力；两个力中，发生作用的物
体只要出现第三个，就不可能是相互作用力。

三、板书设计
第2节二力平衡
本节内容由“二力平衡的条件〞和“二力平衡条件的应用〞两局部内容组成。

教学的重点是二力平衡的条件，关键是让学生经历探究二力平衡条件的实验过程。

二力平衡条件的应用是本节教学的难点，突破它的关键是通过对生活中实例的观察与分析，引导学生归纳、总结、应用二力平衡的条件。