第2节 核能 教学设计
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、原子核的结构。
3．了解核裂变和核聚变。
教学重难点
1．核裂变、核聚变。
2．核裂变、聚变及其应用。
教学过程
导入新课
方案一：课件展示
播放视频或图片，介绍：[来源:学§科§网]
1．我国用了短短4年时间完成了原子弹的研制工作，并于1964年10月16日成功地爆炸了第一颗原子弹。
2．1967年6月17日又成功地爆炸了第一颗氢弹，完成了其他国家要十几年或几十年才能完成的工作。
引导：原子弹和氢弹为什么会具有这么大的威力呢？
生：因为原子弹和氢弹都利用了核能。
方案二：情境引入
介绍材料：
威力巨大的原子弹
1945年8月6日，美国在日本广岛上空投下了一枚原子弹，使这个20余万人的城市转眼间变成了废墟，三天以后，日本长崎遭到了同样的命运，据有关资料记载，广岛24.5万人死亡，失踪20万人；长崎23万人死亡，失踪15万人，两个城市毁坏程度达60%～80%。
推进新课
一、原子 原子核
学生阅读课本第151页第一段，以问题引导学生回顾原子的知识。
问题1：一切物质是由分子组成的，那么分子是由什么组成的？
问题2：原子有多大？原子是由什么组成的？它们的带电情况如何？
问题3：组成原子的微粒的质量大小和体积大小的情况是怎样的？
二、核能
讲述：科学家们在天然放射性现象的研究中，发现了极其微小的原子核内部还有结构，原子核也是可以再分的。为了研究原子核内部的结构，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。[来源:学科网ZXXK]
使学生明确：质子、中子依靠强大的核力紧密结合在一起，一旦使原子核分裂或聚合，就能释放出巨大的能量，这就是核能。它包括核裂变能和核聚变能这两种主要形式。
三、裂变
介绍：科学家们发现，用中子去轰击质量数为235的铀，铀核会分裂成大小相差不大的两部分，这种现象叫做裂变。
裂变后的产物以很大的速度向相反方向飞开，与周围的物体分子碰撞，使分子动能增加，核能转化成周围物体的内能。实验表明，裂变时释放的核能十分巨大，1千克铀-235中的铀核如果全部发生裂变，释放出的核能相当于2 500吨标准煤完全燃烧时放出的能量，是同样质量的煤燃料时放出能量的2.5×106倍。
提出问题：铀-235只有在中子的轰击下才能发生裂变，放出核能，那么是不是要不断地从外界提供中子，才能维持铀核的不断裂变呢？
学生活动：用火柴模拟链式反应(详见教材151页图17.2-1)。
介绍：科学家们从实验中发现，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时，还释放出2～3个新中子，这2～3个中子又去轰击其他铀-235核，引起2～3个新的铀核裂变，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。
核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆。核反应堆中发生的链式反应是可以控制的。
核电站原理动画截图
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，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。
原子弹爆炸时产生的蘑菇云
四、聚变
学生自学讨论聚变，教师进行指导。
总结：科学家们发现，某些质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时，也能释放出核能，这种现象叫做核聚变，简称聚变。
聚变是获得大量核能的另一重要途径。[来源:学科网]
前面讲过，原子弹是利用重核裂变现象制成的。而另一种威力更大的核武器——氢弹，则是利用轻核聚变现象制成的。[来源:Z_xx_k.Com]
聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生，因此聚变又叫热核反应。
自然界中，太阳内部的温度高达1 000万摄氏度以上，在那里就进行着大规模的聚变反应。太阳辐射出的光和热，正是由聚变反应释放的核能转化而来的。可以说，地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量。
课堂小结
1．教师引导学生总结本节课的收获。
2．多媒体展示本节课的重点知识。
板书设计
二、核能
核能[来源:学|科|网Z|X|X|K]
