教学目标1．了解原子、原子核的结构。2．了解核裂变和核聚变。重点难点重点核能的由来及其优点和可能带来的问题。难点裂变与聚变及其应用。教学用具原子结构挂图、核电站挂图、火柴、多媒体课件等。教学过程一、创设情境，导入新知1945年8月6日和8月9日，美国将两颗外号为“小男孩”和“胖子”的原子弹，分别投到日本的广岛和长崎，原子弹爆炸时释放出的巨大能量将两座城市在瞬间化为废墟。投影：原子弹爆炸后浓烟笼罩广岛上空的图片。你知道为什么原子弹的威力这么大吗？你想知道它的原理吗？学习了本节知识后你就会明白了！二、自主合作，感受新知阅读教材并结合生活实际，完成预习部分。三、师生互动，理解新知(一)核能问题：原子核在发生变化时，会释放出巨大的能量，那么你了解原子的结构吗？核能是如何产生的呢？投影：展示原子结构的挂图或投影，回忆原子的结构组成。学生观察原子结构图片并阅读课本“核能”。小结：原子是由原子核和核外电子组成的，电子在绕核运动。原子核是由质子和中子组成的。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极其困难的。但是，一旦较大的原子核发生分裂或质量较小的原子核相互结合，就可能释放出惊人的能量，这种能量被称为核能。(二)裂变1934～1938年间，科学家利用中子轰击质量较大的铀235原子核，使其裂变成两个质量中等大小的原子核，同时释放出巨大的能量。问题：铀235只有在中子的轰击下才能发生裂变且释放出核能，假如外界的中子停止轰击，裂变也就停止了。那么，怎样才能使裂变不断进行呢？实验：将火柴搭成如图所示的结构，想像你在点燃第一根火柴后，会发生什么情况。/学生观察点燃第一根火柴后所发生的情况。为了让裂变继续下去，科学家用中子轰击铀235原子核，铀核裂变释放出核能，同时还产生几个新的中子，这些中子又会轰击其他铀核……于是就导致一系列铀核持续裂变，并释放出大量核能，这就是链式反应。如图为链式反应示意图。/加以控制的链式反应，能够使核能和平利用。例如：课本图22.2－4为核电站的核反应堆中发生的链式反应，就是可加控制的链式反应。我们应该控制链式反应，把核能应用于和平建设事业。链式反应如果不加以控制，大量原子核就会在一瞬间发生裂变释放出极大的能量。例如：原子弹爆炸时发生的链式反应是不加以控制的。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。(三)聚变问题：重核可以裂变成质量较小的核，那么质量较小的核能否聚合成质量较大的核呢？教师介绍轻核的聚变，将质量较小原子核结合成新的原子核也会放出大量的能量，这就是聚变。/投影：播放氢弹的视频或展示图片。小结：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。氢弹就是利用核聚变现象制成的，在瞬间释放出大量的能量，威力比原子弹大得多。但现阶段科学家还没有找到控制核聚变的方法。通过可控聚变来利用核能，有望彻底解决人类能源问题！典例解读【例1】下列关于核能的说法正确的是()A．物质是由原子构成的，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，人类获得核能只有重核裂变C．原子弹和氢弹都是利用原子核裂变和聚变的原理制成的D．自然界只有在人为的条件下才会发生裂变和聚变【解析】核能是人们在近几十年里发现和利用的新能源．虽然各种物质的原子里都有原子核，但在通常情况下并不能释放能量。只有当原子核发生改变——裂变和聚变时才伴随巨大的能量变化。原子弹则是利用裂变的链式反应中能在极短的时间内释放出巨大能量的原理制成的，而氢弹则是利用氢核的聚变制成的。自然界除了人为的聚变外，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。【答案】C【例2】下图为核电站发电的流程示意图，下列有关核电站发电过程中能量转化顺序的排列，其中正确的有()/A．核能——机械能——化学能——电能B．核能——机械能——内能——电能C．核能——内能——机械能——电能D．核能——内能——化学能——电能【解析】核电站的工作原理是以铀核为核燃料，利用原子核裂变的链式反应释放出的核能转化为高温蒸汽的内能，通过汽轮发电机把机械能转化为电能。【答案】C四、尝试练习，掌握新知请同学们完成相关作业。五、课堂小结，梳理新知1．核能：原子核发生变化时释放出惊人的能量。2．裂变与聚变(1)裂变：重核分裂成两个质量相近的原子核，同时释放巨大的能量。应用：核反应堆(可控链式反应)，原子弹(不可控链式反应)。(2)聚变：某些质量很小的原子核，在超高温条件下结合成新的原子核，会释放出更大的核能。应用：氢弹。六、深化练习，巩固新知请同学们完成相关作业。教学反思 |
