初中物理九年级《核能》优秀教学设计

核能

教学目标

一、知识与技能

1.了解核能的由来，知道核能的优点和可能带来的问题。

2.了解原子、原子核的结构。

3.了解核裂变和核聚变。

二、过程与方法

通过收集关于核能的信息、阅读资料、相互交流，判断核能与我们生活的有关说法是否正确。

三、情感态度与价值观

通过观看核能对人类的危害和有利的视频和讲解，初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响有两面性。

教学重难点

了解核聚变、核裂变的过程。

教具选择

原子裂变和聚变挂图。

教学过程

一、创设问题情境，引入新课

引入1

【师】上节课我们了解了世界上的各种能源，并且知道了现在的能源危机，那么有没有什么好的办法来解决这个危机呢？

今天我们就要一起进入物质的内部，跟随我们物理学里最伟大的科学家之一爱因斯坦，去探寻物质内部蕴藏的能量——能源危机与核能。

引入2

惊天核爆：一九六四年十月十六日下午三时，我国西部地区新疆罗布泊上空。中国第一次将原子核裂变的巨大火球和蘑菇云升上了戈壁荒漠，第一颗原子弹爆炸成功了。中国人终于迈进了原子核时代。你知道为什么原子弹的威力这么大吗？你想知道它的原理吗？学习了本节知识后你就会明白了。

二、师生共同活动，进行新课

1.原子结构

【师】同学们前面已经学过了，物质是由分子组成的，那么分子还可以在分吗？

【生】可以再分。分子是由原子核和核外电子组成的，原子核是由质子和中子组成的。

【师】同学们的化学学得不错，原子内的质子带正电荷，电子带负电荷，中子不带电。质子和中子的质量比电子大得多，挤在处于原子中心的构成非常小的原子核中，我们打个比喻，如果原子有我们的操场那么大，那么原子核就像几颗放在操场中央的黄豆那么大。

2.核能

【师】但正是这黄豆大小的原子核内却埋藏着一个惊人的秘密。我们下面就一起去了解一下，首先我们要了解一个现象：放射性现象。

科学家们发现铀、钋、镭等元素能够放出射线，这种射线能够穿透黑纸，使照相底片感光，就像光线可以使照相底片感光一样。那么，放出的射线究竟是什么呢？

科学家们在天然放射性现象的研究中，物理学家们尝试用粒子去“轰击”原子核，最初是用α粒子去轰击，后来又用质子、中子去轰击，发现都能引起原子核的变化——核反应，而且发现在某些核反应过程中能释放出大量能量。由于原子核的变化而释放的巨大能量，我们把它叫做核能。

3.核裂变

【师】经过科学家们的大量实验研究和理论分析，发现释放核能可以有重核的裂变和轻核的聚变两条途径。我们先来了解一下核裂变。

教师展示核裂变挂图，让学生分组阅读课文，自学和裂变的内容。然后请同学起来分析核裂变的过程。

【师】同学们的学习能力真的很不错，我们再通过一个短片来进一步了解一下。

科学家发现用中子轰击铀235(质量数为235的铀)，铀核会分裂成大小相差不很大的两部分，这种现象叫做裂变．发生裂变时有核能释放出来，这时裂变后的产物以很大速度向相反方向飞开，与周围的分子碰撞，使分子动能增加，转化为物体的内能．裂变释放的核能十分巨大，1 kg铀235中的铀核如果全部发生裂变，释放出的能量相当于2500 t标准煤完全燃烧放出的能量。

用中子轰击铀核，铀核才能发生裂变，放出能量。假如外界的中子停止轰击，裂变也就停止．然而实验表明，铀核裂变时，还同时放出2～3个中子，放出的中子又可以轰击其他铀核，使它们也发生裂变。这样，裂变将不断地自行继续下去。这种现象叫做链式反应。如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会释放出巨大的核能，发生猛烈爆炸，原子弹就是根据这个原理制成的。如果控制链式反应的速度，使核能慢慢地平稳地释放出来，

就便于和平利用了。能够缓慢、平稳地释放核能的装置，叫做核反应堆。

4.核聚变

【师】核裂变可以产生巨大的能量，这让我们的新能源开发出现了新的曙光。科学家们进一步发现，较轻的核结合成较重的核，也能释放能量，这种现象叫做聚变。那么核聚变又是怎样进行的呢?

教师展示核聚变挂图，学生分组看书，分析、讨论核聚变的过程和特点。

【师】一个氘核(质量数为2的氢核)和一个氚核(质量数为3的氢核)结合时，就释放出核能。氢弹就是利用轻核聚变制成的．氢弹是一种比原子弹威力更为巨大的核武器。太阳内部进行着大规模的聚变，释放的核能以电磁波的形式从太阳辐射出来，地球上的生物每天都享用着聚变释放出的能量。

氘和氚在地球上的含量极为丰富，但由于核聚变的能量过于巨大，因此到现在还没有投入生产的核聚变电站，但相信过不了多久，我们的科学家就能研究出和平利用核聚变能量的电站。

5.和平利用核能

核能的能量无疑是巨大的，用它制成的原子弹和氢弹成为了最具威胁力的武器，拥有了核武器的国家就拥有了保护自己的资本，同时也给地球造成灭顶的威胁。

那么如何合理利用核能呢？请同学们讨论一下。

学生讨论得出结论：(1)限制核武器的生产国。(2)限制核武器的生产量，尽量毁掉。(3)利用核能建立核电站，让核能为人类服务。

介绍核电站结构及原理。

6.课堂反思

【师】在本节内容中介绍了“核裂变”和“核聚变”。“裂变”和“聚变”是两个相反的过程。在物理学中我们经常会遇到一些问题，不但要知道它的“正”过程，而且要知道它的“反过程”。而且在科学探究的过程中，许多科学家正是抱着坚定的信念，执着而顽强地探索，终于得出了令人瞩目的成果。

奥斯特在发现了电流的磁效应以后，法拉第在思考中逐渐形成了一种想法：既然电会产生磁，那么磁能不能产生电呢？法拉第经过多年的实验，顽强地向认定的目标前进，终于发现了电磁感应现象。

在这个典型实例中，法拉第就是运用了“逆向思考法”大胆地提出了猜想，然后再通过实验验证，得出结论。