核能的利用（教学设计）公开课.docx

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1、核能的利用教学设计一、教材分析核能是内能之后又一重要的微观的能量。本节内容主要通过通俗的描述介绍核能的概念，通过大量的图片了解获得核能的两种方式，并且知道重核裂变和轻核聚变两只之间概念上的区别。进而介绍核电站的内部结构和能量转换。最后简单介绍放射线，让学生了解到放射线在生活生产中的利与弊。二、学情分析初中生己经对核能有了初步的认识，但是他们对核电站、原子弹、氢弹之间的工作原理还存在着一定的误区。本节课通过学生感兴趣的内容着手，例如核能的威力、核电站的工作原理、核泄漏处理方法等，结合实际，激发学生的求知欲。三、教学目标(一)知识与技能1 .能够清楚的表达核能的概念，以及利用核能的两种方式；2 .

2、能够说出核电站的工作原理己经能量转换的方式。(-)过程与方法1 .通过图片及讲解，认识链式反应和热核反应的区别；2 .通过大量的事例，了解核能的优点以及核能开发可能带来的问题。(H)情感、态度与价值观1 .通过对核电站的了解使学生体会到科学技术对人类社会带来的巨大变化；2 .通过对核事故的了解使学生认识到：科学技术是在不断的进步的。四、教学重难点1 .获取核能的两种方式2 .区别可控制和不可控制的链式反应五、教学教法以“学生主体、教师主导”的学习方式，充分发挥学生的自主能力和创新能力，通过“引导一探究”的教学方式，充分调动学生的积极性，从而培养学生严谨的科学态度。六、教学手段“演示法”和“讲解

3、法”相结合的启发式教学七、教具学具多媒体课件八、教学过程(一)创设情境，新课导入视频材料：1945年8月6日和8月9日，美国将两颗原子弹“小男孩”和“胖子”，分别投到了日本广岛市和长崎市。广岛市80%的建筑物化为灰烬，6.8万人当场丧生，长崎市60%的建筑物被摧毁，当场伤亡8.6万人。该地区核爆炸的幸存者患了各种怪异的后遗症，在随后的几年中，又有大批人痛苦的死去。同学们，请大家谈一谈你们所了解的原子弹。生：威力大、放射性、裂变等师：根据学生回答，后续提问：1 .原子弹巨大的威力从何而来？2 .原子弹的能量既然这么大，这种能量能否应用到我们的生产生活中呢？3 .原子弹爆炸后，为何在之后的几年有大

4、量的人痛苦的死去？4 .是否其他核武器释放能量的途径都与原子弹一样是裂变呢？（二）新课学习既然是原子弹，肯定与原子有关，我们先回顾原子的结构。（请学生回忆）知识回顾:原子核的结构：一质子（带正电）原子核V_中子（带负电）原子一1核外电子（带负电）讲述：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。（板书）核能：由于原子核的改变而释放的巨大能量叫做核能，也叫原子能。可见原子弹释放的巨大能量就是核能，（给图片：中子撞击铀核）那么它的核能是通过什么方式释放出来的呢？（解释：原子弹的核

5、燃料是铀235,铀核较大，我们用中子去轰击铀核）它的原子核发生了什么样的改变呢？1重核裂变（板书）质量较大的原子核在中子轰击下分裂成2个新原子核，并释放出能量的过程。（如:铀+中子=氟+钢+2-3中子）（强调“重核”才能裂变）【提问】：核燃料中存在着大量的铀原子，一个铀核裂变又会产生新的中子，你猜反应会怎样呢？【总结】：铀235核在受到中子的轰击后，裂变成2个差不多大小的新核的同时，还释放出23个新中子，这23个中子又去轰击其它铀235核，引起23个新铀核裂变，又各放出23个中子，这些中子又去轰击更多的铀核发生裂变随着一个铀核裂变的发生，会引起越来越多的铀核发生裂变。这样，裂变就不断地自行持续

6、下去，这种现象叫做链式反应,1千克铀235全部裂变，释放的能量超过2500吨标准煤完全燃烧时释放的能量。【应用】原子弹如果对裂变的链式反应不加控制，在极短的时间内就会引起大量的铀核发生裂变，在极短的时间内就会释放出巨大的核能，发生猛烈的爆炸。原子弹就是根据这个原理制成的。（播放视频）在原子核裂变的过程中，物质的质量发生亏损，根据爱因斯坦的质能方程，亏损的质量转化为能量，而且是等质量普通燃料的千万倍，所以威力巨大。那么，是否其他核武器释放能量的途径都与原子弹一样是裂变呢？生：还有聚变。【提问】了解了重核裂变的过程，同学们觉得轻核聚变会是怎样的呢？（板书）2.轻核聚变2个质量较小的原子核结合成质量

7、较大的新核，同时释放出能量的过程叫聚变。（如：笊+气率+中子）【提问】我们己经知道重核裂变需要中子去轰击质量较大的原子核，那么，轻核聚变需要什么条件呢？聚变必须在极高的温度和压强卜进行，所以也叫热核反应（板书：获得核能的途径）【思考】自然界中有没有超高温的物体存在呢？（如太阳表面温度：约5500摄氏度,中心温度：约2000万摄氏度）太阳和许多恒星内部都进行着大规模的聚变反应，并以光和热的形式将核能辐射出来。【应用】氢弹根据核聚变的原理制成，威力比原子弹还大。即单位质量的聚变比裂变释放的能量要多。目前聚变还不能人为控制。【解释】为何单位质量的聚变比裂变释放的能量要多？应用质能方程解释：E=mc2

8、聚变时有更多的质量损耗，转化为能量（介绍我国的核武器情况）（板书）获取核能的两种方式：重核裂变1轻核聚变3.核电站【提问】核能这么巨大，难道只能用于战争吗？关键：使原子核的裂变和聚变在可以控制的条件下缓慢地进行。如何才能有效地控制核能的释放？目前的核电站都是控制裂变的链式反应的速度。使核反应缓慢地进行裂变而工作，并源源不断地释放核能。（加强理解原子弹的链式反应是不可控制的，核电站的链式反应是可控制的）核电站的核心是核反应堆（实现可控）读图：核电站工作流程你能说说核电站的工作过程吗？能量转化情况呢？其工作过程是：核裂变产生大量热量使水变成高温的水蒸汽，水蒸气推动汽轮机运转，把内能转化为机械能；汽

9、轮机再带动发电机发电，得到电能。I核反应堆卜屣机f瓯机f水经加热生成高温高压蒸汽，送入汽轮机驱动汽轮机做功后温度和压强都降低，进入冷凝器，最后又由水泵把它压回热交换器。高速旋转的汽轮机带动发电机发电。【比较】：比较火力发电站、风力发电站、水力发电站、核电站能量转换。火力：化学能H机械斛f颐风力发电站：网阉T机械能If确水力发电站：I重力势能力厢丽硫核电站：-iM-【提问】：请同学们说说核能发电的优点。（给图片）优点：消耗燃料少。只需要很少的核燃料，就能产生大量的电能。污染少。核电站不排放烟尘和二氧化碳、二氧化硫等有害气体，对环境的污染比火力发电站小得多。成本低。从长远看，核能发电成本远低于火力

10、发电。但原子弹的威慑力导致了人对核电站的恐惧，有很多的人反对建核电站。那么，你惧怕核电站吗？怕什么？生：爆炸、核泄漏、核辐射等（能具体举例最好）核电站会像原子弹一样爆炸吗？不会。那核电站爆炸的原因是什么？爆炸后的危害？4、放射线原子核在裂变和聚变时会产生许多肉眼无法看见、能量很高的射线，如射线、射线、Y射线。（注：放射性物质不一定是核反应的产物，许多天然物质也具有放射性）a射线：带2个单位正电荷，是家原子核B射线：带1个单位负电荷，是高速的电子流Y射线：电中性你能说说放射线的危害吗？有没有可利用的方面？放射线的利和弊：（1）利：可用于机械设备探伤、；如检查金属板内部有无砂眼、裂纹（裂痕）等。处理种子变异，培育出新的优良品种，使农作物增产；检查和治疗恶性肿瘤。弊：大剂量的放射线会对人畜造成伤害，所以核反应堆在使用中技术含量很高，稍有不慎，会造成核污染，在利用核能必须注意防止这种污染。所以核电站在修建时会有很厚的水泥防护层。我们相信，作为武器的原子弹和氢弹终究是要被消灭的。但是作为放出巨大能量的核变化，却在和平建设中有着广阔的前景。