2021-2022学年度人教版九年级物理下册教案 第22章 第2节 核能

第2节　核　能
教学目标
【知识与技能】
1．了解原子和原子核的组成．
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．初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响有两面性．
【过程与方法】
通过收集、阅读资料、互相交流，培养学生的信息处理能力和自学能力．
【情感、态度与价值观】
1．初步认识科学及相关技术对于人类生活的影响有两面性．
2．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．
重点难点
【重点】
了解原子核裂变和链式反应，核聚变的原理及如何利用核能更多的给人类造福．
【难点】
原子核裂变和链式反应，聚变的原理．
教学过程
知识点一　核能
【自主学习】
阅读课本P170，完成以下问题：
1．任何物质的原子都是由位于原子中心区域带正电的原子核和带负电的电子组成的；原子核又是由带正电的质子和不带电的中子_组成的．
2．质子和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．但是，一旦使原子核分裂或聚合(重新组合)，就有可能释放出惊人的核能．
【合作探究】
演示一　原子结构图示
原子核是原子中最小的结构吗？电子为什么会绕原子核运动？
答：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，中子不带电，原子核带正电，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上，质子和中子的质量几乎相同．
【教师点拨】
原子核虽然只占原子非常小的体积，但却占据了原子的绝大部分重量．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．
知识点二　裂变
【自主学习】
阅读课本P171－172，完成以下问题：
1．用中子轰击质量较大的原子核，原子核会分裂成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大能量的过程，叫做核裂变.
2．铀核裂变时所放出的中子，又轰击其他铀核，导致一系列铀核持续裂变并释放出大量核能的反应过程就是裂变中的链式反应.
3．核电站的核心设备——核反应堆，核反应堆中的链式反应是可以控制的．原子弹爆炸时，其链式反应是不加控制的，瞬间释放出大量的能量．
【合作探究】
演示二　火柴模拟链式反应
1．将火柴搭成图中结构，想想你在点燃第一根火柴后，会发生什么情况？
答：火焰将会随着第一根火柴一直向后面传导，直到燃尽所有火柴．
2．如果去掉其中火柴(1)，火柴(2)(3)会燃烧吗？
答：如果抽掉火柴(1)，火柴(2)、(3)就不能燃烧了．
3．此实验说明了什么？
答：火柴的燃烧可以得到控制．假设不限火柴数目，也不人为控制，随着时间推移，火柴燃烧的根数将会爆炸式增加．
演示三　核电站
1．核电站有哪些优点？
答：(1)核能发电不会排放巨量污染物到空气中，因此环保．
(2)核燃料的能量密度比化石燃料高上百万倍，因此消耗少，而且便于运输等．
2．核电站有什么缺点？
答：(1)核反应堆内的铀核裂变时会产生射线，如果泄漏到反应堆外面将会对人和其他生物造成极大危害.
(2)核电站会产生具有放射性的核废料，必须慎重处理，且需面对相当大的政治困扰．
(3)核能发电的原料也是不可再生资源．
演示四　原子弹
原子弹的破坏力为何如此巨大？
答：由于核裂变中的链式反应不加控制，核能瞬间释放出来，利用这个原理制造了原子弹．而且在核裂变过程中还会释放出大量的射线，危害同样不可小觑，因此，原子弹破坏力巨大．
【教师点拨】
1．裂变：物理中把重核分裂成质量较小的核并释放出能量的反应称为裂变 .
2．通过控制链式反应的速度，使核能缓慢平稳的释放出来，就可以和平地使用核能了．核反应堆就是基于这样的目的建造出来的．
【跟进训练】
关于核电站里能量的转化过程，说法正确的是(　C　)
A．原子核能→核能→电能
B．原子核能→内能
C．原子核能→内能→机械能→电能
D．原子核能→内能→电能
知识点三　聚变
【自主学习】
阅读课本P172－173，完成以下问题：
质量很小的原子核在超高温下结合成新的质量较大的原子核，同时释放出巨大能量的过程，叫做核聚变，也叫热核反应.氢弹就是根据这一原理制成的，到目前为止，人类还不能控制核聚变，使之平和地释放能量．
【合作探究】
演示五　氚核、氘核聚合成氦核
1．查阅资料，说说你了解的核聚变现象．
答：核聚变现象：太阳内部每时每刻进行着核聚变；氢弹．
2．可控核聚变有什么意义？
答：核聚变所能获得的能量将比核裂变的更多；且聚变所需的氘核在海水中含量丰富，可谓是取之不尽用之不竭；另外，核聚变污染很小．因此可控核聚变对人类的意义是巨大而正面的．
【教师点拨】
氢弹就是利用氢核聚变制成的，是一种威力比原子弹更大的核武器．
【跟进训练】
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正确的是(　D　)
A．原子弹是利用核裂变，核电站是利用核聚变
B．原子弹是利用核聚变，核电站是利用核裂变
C．原子弹对聚变的链式反应速度不加控制
D．核电站控制裂变的链式反应速度
2．下列关于核能的说法正确的是 (　B　)
A．物质是由原子组成的，原子中有原子核，所以利用任何物质都能得到核能
B．到目前为止，人类获得核能有两种途径，即原子核的裂变和聚变
C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变的原理制成的
D．自然界的原子核只有在人为的条件下才会发生聚变
课堂小结
1．什么是核能．
2．获得核能的途径．
3．链式反应．
4．原子弹的原理、核反应堆、氢弹的原理．
练习设计
完成本课对应训练．
温馨提示：实验视频见课件．