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1、初三物理核能教案示例 设计意图 本节课学生初次接触到核知识,核能、裂变、聚变、链式反应等这些深澳的概念,在学生头 脑里, 是一片空白。 为了突破教学难点,调动学生学习的积极性,教师运用影像资料把抽象 的概念和直观的现象结合起来,这种图文并茂的讲解学生更容易理解。原子弹的爆炸以及给 人们带来的灾害,可以通过让学生自己查找网络资料去了解这方面的信息,并及时指导学生 掌握核武器的防护要领。为了突出教学重点,应该让学生侧重了解在和平时期核能的利用, 以及通过讨论的形式谈一谈我国未来核能的发展。通过联系我国在核能与核技术开发应用领 域取得的成绩, 加强对学生的爱国主义教育,启发他们树立为祖国现代化建设事
2、业贡献力量 的理想 教学目标 1常识性了解原子和原子核的组成。 2常识性了解裂变、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常识性了解研究可控核聚变的重大意义。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。 教学重点难点 重点:了解原子核裂变和链式反应,核聚变的原理以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。 教具和学具 原子和原子核的挂图,链式反应的挂图(幻灯片或课件显示原子、原子核的结构和链式反应 的情况)。 课前准备 物质的结构,原子核内部的结构 教学过程 教学阶段与时间 分配 教师引导学生主体
3、点评 引入新课 5 分钟 原子弹爆炸的挂图或课件播放原子 弹的爆炸实况 原子弹利用了一种新的能量, 核能。 科学家通过对放射现象的发现和研 究,认识到原子核内还有结构,利 用高速粒子轰击原子核时发现原子 有同学能够说说原子弹的威 力吗? 物质由分子组成, 分子可以分 成原子, 原子再划分下去又是 什 么 呢 ? 原 子 核 可 以 再 分 吗?原子核可以改变吗? 用趣味教学法导 课,能够立刻抓住 学生的学习欲望, 使学生能积极、主 动的参与到探究活 动中来。 核是可以改变的,在某些改变中会 释放大量的能量,这就是核能。 进行新课 5 分钟 10 分钟 1核能,获得核能的途径 由于原子核的变化而
4、释放的巨大能 量叫做核能,也叫原子能。 科学家经过实验发现获取核能有两 条途径:一种是原子核的裂变,一 种是原子核的聚变。 2重核的裂变 展示铀核的裂变挂图或课件,结合 图片讲解: 用用中子轰击铀235, 使其变成两个 中等大小的原子核,这种现象叫做 裂变。 在铀核裂变时 有巨大 的能量 放出 (核能),使裂变产物以很大的速度 向相反方向飞开 (核能 动能) , 与周围分子相碰,使分子运动加快 (内能) 裂变释放的能量十分的巨大,1kg 的铀 235 全部裂变释放的能量相当 于 2500t 的煤完全燃烧放出的能量 从图中看到,铀235 只有在中子 的轰击下才能发生裂变,放出核能, 那么是不是要
5、不断地从外界提供中 子,才能维持铀核的不断裂变呢? 展示链式反应的挂图讲解 铀 235 核在受到中子的轰击后,裂 变成 2 个差不多大小的新粒子的同 学生阅读书本资料了解什么 叫核能? 获取核能的途径有哪些? (铀 235质量数为235 的 铀元素) 给出煤的燃烧值, 计算 1kg 的 铀 235 全部裂变释放的能量 相当于多少焦耳? 核能、裂变、聚变、 链式反应等概念, 抽象、深澳,学生 不易理解。采用影 像资料把抽象的概 念和直观的现象结 合起来,这种图文 并茂的讲解效果更 好。 10 分钟 时, 还释放出 23 个新中子,这 2 3 个中子又去轰击其它铀235 核, 引 起 23 个新铀
6、核裂变,又各放出 2 3 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。原子弹爆炸后升起的蘑菇云就 是原子弹爆炸时释放的巨大核能产 生的高温高压气体向外扩散时所升 起的蘑菇状烟云,其上升的高度可 达几百米,其破坏力和杀伤力都是 十分巨大的。 但是如果我们能够控制裂变链式反 应的速度,使核能缓慢地、平稳地 释放出来,就能
7、够代替化石燃料, 进行和平利用。能够缓慢地、平稳 地释放裂变产生的核能的装置叫做 核反应堆。人们已经成功地生产出 各种规格的核反应堆,它是核潜艇、 核动力破冰船、核电站等设施的核 心部件。 3轻核的聚变 科学家们在对核反应的研究中还发 现,两个较轻的原子核结合成一个 较重的原子核时,也能释放出核能, 这种现象叫做聚变。 由于聚变必须在极高的温度和压强 下进行,所以也叫热核反应。例如 把一个氘核(质量数为2 的氢核) 和一个氚核(质量数为3 的氢核) 在高温、高压的环境下结合成一个 氦核时,就会释放出核能。氢弹就 让学生自己查找网 络资料去了解核能 的威力,以及不加 限 制 对 人 类 的 危
8、害,并注意指导学 生掌握核武器的防 护要领 为了让学生侧重了 解和讨论在和平时 期核能的利用,注 重点拨我国在此方 面 还 属 于 滞 后 状 态,这更需要大家 好好学习知识,掌 握技能去发展它, 早日赶上并超过世 界强国。 5 分钟 小结 是利用这个原理制成的。氢弹的威 力比原子弹要大得多,氢弹爆炸后 也会升起蘑菇云,比原子弹的威力 要大几十倍。 我们最熟悉的太阳内部就在不断地 进行着大规模的核聚变反应,由此 释放出的巨大核能以电磁波的形式 从太阳辐射出来,地球上的人类自 古以来,每天都享用着这种聚变释 放出的核能 人们现在还不能像控制裂变那样有 效地、随心所欲地控制聚变反应, 和平利用聚变
9、释放的核能,但是由 于核聚变可以释放比裂变更大的核 能,而且不像裂变那样会产生较大 的放射性污染,其原料氘和氚等又 比铀丰富得多,因此控制聚变反应 是一个非常吸引人的课题。目前世 界上不少国家都在积极研究聚变的 人工控制并已取得了一定的进展。 我们国家在这方面也没有落后,自 己研制的可控核聚变的实验装置 中国环流器1 号已于 1984 年顺利 启动,已经取得不少研究成果,至 今仍在继续工作中。 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 作业 教学资源 多媒体资料 教学评析 在本章节的学习过程中,学生对于开始的引入新课时的关于原子弹还是比较感兴趣的,都很 想知道原子弹是怎么回事。一下子就能把学生的兴趣和求知欲调动起来。 但是在关于重核的裂变发生的链式反应不能理解,此时就需要教师出示挂图或者有条件的可 以借助课件多媒体的动画模拟链式反应。最后关于情感态度价值观的教学,要结合我国在核 能领域的成就,以增强学生的民族自豪感。 保留板书 第三节核能 一核能 由原子核的变化而释放的巨大能量叫核能,也叫原子能。 二获得核能的途径: 1. 重核的裂变链式反应 对链式反应不加控制原子弹 控制链式反应速度核反应堆 2. 轻核的聚变 不加控制氢弹 可控实验装置中国环流器1 号
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