《核能》教案

第2节核能

【教学目标】

1．了解核能的由来，知道核能的优点和可能带来的问题。

2．了解原子和原子核的结构。

3．了解核变和聚变。

【教学重点】

知道可控链式反应，和平利用核能。

【教学难点】

知道可控链式反应，和平利用核能。

教学过程

一、创设情景明确目标

大家知道，我国是个能源消耗大国，每年的各种能源如煤、石油、天然气等消耗巨大，折合标准煤20亿吨。20亿吨是什么概念？如果把这些煤堆成1 m高，1 m宽的堤坝，长度达106km，这个长度接近地球到月球距离的3倍。大家想一想，长期这样下去，肯定会发生能源危机。我们应该采取什么样的措施来挽救能源危机呢？

(学生讨论、交流并回答)

请同学们按“自学提示”阅读课文。

二、自主学习指向目标

通过阅读课本，完成名师学案的“知识储备”部分的内容。学生回答后，师生共同订正答案。

三、合作探究达成目标

核能

(一)提问：原子由什么组成？原子核由什么组成？

一切物质由分子组成，分子又由原子组成。有些物质的分子就是一个原子。原子十分小，原子由质子、中子、电子三种粒子组成。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，就像几颗豆粒挤在大广场中央一小块弹丸之地一样。

(二)提问：原子核的特点？核能怎样产生？

质子、中子依靠强大的核力紧密地结合在一起，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，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。核能是能源家族的新成员，它包括核裂变能和核聚变能两种主要形式。

学生完成“巩固新知知识点一”的内容。

1．一切物质都是由__分子__组成，__分子__又由__原子__组成，有些物质的__分子__就是一个__原子__。

2．原子由__质子__、__中子__、__电子__三种粒子组成；__质子__带正电，__中子__不带电，__电子__带负电；__质子__和__中子__的质量比__电子__大得多，它们挤在原子的中心，构成非常小的__原子核__。

3．质子、中子依靠强大的__核力__紧密地结合在一起，因此原子核十分牢固，要使它

们__分裂__或结合是及其困难的。但是，一旦质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互__结合__，就有可能__释放惊人的能量__，这就是核能。

裂变和聚变

(一)播放相关课件，提问：

(1)裂变怎样产生？

(2)什么叫链式反应？

(3)核电站与原子弹有什么区别？

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，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，释放出的能量超过2000 t标准煤完全燃烧放出的能量。

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。

核反应堆是核电站的核心，它以铀为核燃料。反应堆中放出的核能转化为高温高压蒸汽的内能，通过蒸汽轮机和发电机转化为电能。

(二)提问：什么叫聚变？

科学家们发现，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。例如一个氘核(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。

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。

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。

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、可以实现聚变的氚核。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。愿同学们今后对此做出贡献。

学生完成“巩固新知知识点二”的内容。

4．目前世界上已建成的核电站都是利用( B )

A．原子核的聚变释放的能量来发电的B．原子核的裂变释放的能量来发电的

C．放射性物质衰变释放的能量来发电的D．原子核聚变和裂变释放的能量来发电的5．铀核的裂变不断地自行继续下去的现象叫( B )

A．裂变B．链式反应C．聚变D．以上三种说法都不对

6．当原子核发生变化时所释放的能量叫核能，它可以通过两种途径获得：重核的裂变和轻核的聚变。2005年6月由中国、法国、德国、美国、英国及俄罗斯六国联合建造在法国的热核反应堆，获得核能的途径是( B )

A．重核的裂变B．轻核的聚变C．重核的聚变D．轻核的裂变

四、总结梳理内化目标

学生回答本节课主要学到了什么，老师补充强调。

五、达标检测反思目标

学生完成名师学案“能力提升和拓展闯关”的内容并互相展示，师生共同点评。

【教学板书】

第2节核能

1．原子由什么组成？原子核由什么组成？

2．原子核的特点？核能怎样产生？

3．裂变怎样产生？什么叫链式反应？核电站与原子弹有什么区别？

4．什么叫聚变？

【教学反思】

1．本节课利用多媒体创设课堂教学气氛，突出了核能在生活中带给我们的好处以及核辐射带给我们的危害。注重联系实际和知识应用，激发学生为利用聚变释放核能而努力学习，为开发新能源作出重大的贡献。

2．学习本节知识后，同学们了解到现在还不能像控制裂变那样有效地、随心所欲地控制聚变，控制聚变反应是一个非常吸引人的课题，培养学生探索物理的欲望。引导学生课下搜集核能资料，了解核能的优点和可能带来的问题。