11.4 核能教學(xué)目標【知識與技能】1了解原子和原子核的組成2了解裂變、鏈式反應(yīng)、聚變的大致情況和原子彈、氫彈的制造原理3知道核反應(yīng)堆的作用以及核電站的大致工作過程【過程與方法】1以閱讀討論為主，應(yīng)鼓勵學(xué)生積極參與討論2觀察核裂變模擬動畫，獲得對核裂變過程比較直觀的了解【情感、態(tài)度與價值觀】1通過常識性介紹可控核聚變的重大意義，啟發(fā)學(xué)生想象人類開發(fā)利用核能的美好前景，激發(fā)學(xué)生努力學(xué)習(xí)科學(xué)技術(shù)的熱情2通過初步認識物質(zhì)世界的本質(zhì)，體會探索微觀世界的樂趣重點難點【重點】知道核能利用的兩種方式【難點】1核電站的工作原理2核結(jié)構(gòu)的探索教學(xué)過程知識點一原子核核能【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P4950，完成以下問題：1一切物質(zhì)都是由分子組成，分子又由原子組成，有些物質(zhì)的分子就是由一個原子構(gòu)成的2原子由原子核和核外繞核旋轉(zhuǎn)的電子組成，原子核由質(zhì)子和中子組成，質(zhì)子帶正電，電子帶負電，中子不帶電3質(zhì)子和中子依靠強大的核力緊密結(jié)合在一起4釋放核能的兩種方式：一種是由重原子核分裂成較輕的原子核釋放出來的，叫作裂變；另一種是由較輕原子核結(jié)合成較重的原子核釋放出來的，叫作聚變【合作探究】演示一原子結(jié)構(gòu)圖示原子核是原子中最小的結(jié)構(gòu)嗎？電子為什么會繞原子核運動？答：原子核不是原子中最小的結(jié)構(gòu)原子核也是可分的，它是由質(zhì)子和中子組成的原子核中的質(zhì)子帶正電，電子帶負電，原子核吸引電子繞核轉(zhuǎn)動原子的質(zhì)量幾乎集中在原子核中，質(zhì)子和中子的質(zhì)量幾乎相同原子核的體積相對于原子的體積來說非常小，相當于足球場上的一個雞蛋【教師點撥】由于原子核結(jié)構(gòu)發(fā)生變化而釋放出的巨大能量叫作核能【跟進訓(xùn)練】核能來源于(D)A質(zhì)子的內(nèi)能B中子的動能C電子的勢能 D原子核的結(jié)合能知識點二核裂變能及其利用【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P5052，完成以下問題：1鈾核受到中子的轟擊發(fā)生裂變，釋放出巨大的核能，同時還釋放出中子，如果中子繼續(xù)轟擊其他鈾核而發(fā)生裂變，就可以使反應(yīng)不斷地進行下去，這種反應(yīng)叫作鏈式反應(yīng).2能夠控制鏈式反應(yīng)的裝置叫作核反應(yīng)堆.3核電站的特點：消耗很少的核燃料，最后可以產(chǎn)生大量的電能；可以大大減少燃料的運輸量，特別適合在能源缺乏地區(qū)使用；對大氣基本無污染【合作探究】演示二鏈式反應(yīng)示意圖1如果不對鏈式反應(yīng)加以控制，將會發(fā)什么情況？答：假設(shè)不加以控制，鏈式反應(yīng)的速度將會爆炸式增加，能量將會瞬間釋放出來，原子彈就是這樣制造出來的2針對控制鏈式反應(yīng)速度，人類采取了什么措施，有什么意義？答：人類制作了核反應(yīng)堆以控制鏈式反應(yīng)的速度，這對人類和平利用核能起到了非常積極的作用演示三核電站示意圖1核電站是怎么發(fā)電的呢？答：利用核反應(yīng)堆工作時釋放的能量使水汽化，推動蒸汽機帶動發(fā)電機發(fā)電2由上圖可知核反應(yīng)堆有厚重的保護層，這是為什么呢？答：這是因為用于核反應(yīng)的燃料，是具有強烈放射性的物質(zhì)，能夠發(fā)出射線如果沒有足夠的保護措施，這些射線會對人體健康造成嚴重傷害【教師點撥】1核電站消耗很少的燃料卻能放出非常多的能量2核反應(yīng)堆能控制鏈式反應(yīng)的速度3核燃料具有強烈的輻射，一定要做好防護措施，避免泄露核廢料同樣具有放射性【跟進訓(xùn)練】從核能到電能，下列能量轉(zhuǎn)化過程中正確的途徑是(B)A核能機械能內(nèi)能電能B核能內(nèi)能機械能電能C核能內(nèi)能電能D核能電能知識點三核聚變【自主學(xué)習(xí)】閱讀課本P5253，完成以下問題：1聚變反應(yīng)要求一開始就要有很高的溫度，因而聚變反應(yīng)又稱熱核反應(yīng).2氫彈是根據(jù)輕核聚變的過程中會釋放大量能量的原理制成的3太陽內(nèi)部進行著大規(guī)模的聚變，并以電磁波的形式向外釋放核能，這就是太陽的來歷【合作探究】演示四輕核聚變1觀察上圖，說明輕核聚變的過程答：氫的同位素氘和氚的原子核在超高溫下就可能聚合成氦核，并釋放出巨大的能量2既然聚變需要高溫，那么，會出現(xiàn)“入不敷出”的現(xiàn)象嗎？答：不會，聚變釋放的核能遠遠大于“點火”所需的能量，甚至比裂變還大很多，所以根本不會出現(xiàn)這種情況3舉出聚變的實例答：氫彈，威力比原子彈還大；太陽，46億年來從未停止過聚變4人類目前的核聚變研究到什么階段了？答：雖然可控核聚變研究已經(jīng)在實驗室取得重大進展，可要達到真正利用還有相當長的路要走不過海水中有著豐富的氘，因此一旦攻克，就有望徹底解決人類的能源需求【教師點撥】1聚變是輕原子核結(jié)合成較重的原子核并釋放出核能的反應(yīng)2目前，核聚變不可控【跟進訓(xùn)練】(多選)關(guān)于輕核聚變，下列說法正確的是(BD)A兩個輕核聚變?yōu)橹械荣|(zhì)量的原子核時釋放出能量B同樣質(zhì)量的物體發(fā)生聚變時放出的能量比同樣質(zhì)量的物質(zhì)裂變時釋放的能量大很多C聚變反應(yīng)的條件是聚變物質(zhì)的體積達到臨界體積D發(fā)生聚變反應(yīng)時的原子核必須有足夠大的動能課堂小結(jié)1原子核是由質(zhì)子和中子組成的2獲得核能兩種方式：重核裂變和輕核聚變3裂變：重原子核分裂成較輕的原子核，叫裂變鏈式反應(yīng)可制成原子彈4核電站的主要組成部分及能量轉(zhuǎn)化5輕原子核結(jié)合成較重的原子核，也會釋放核能，這種核反應(yīng)叫聚變氫彈就是根據(jù)核聚變原理制成的