《7.2 核能 核技術(shù)》教學(xué)設(shè)計【教學(xué)內(nèi)容】 　　第七單元第2節(jié)。 　　【教學(xué)目標】 　　知識與技能：了解重核裂變；了解輕核聚變；了解核電站的工作原理。 　　過程與方法：了解人類認識和利用核能的過程，體會只有將科學(xué)研究成果轉(zhuǎn)化成技術(shù)，才能具有實用價值。 　　情感態(tài)度價值觀：通過了解人類將核能用于戰(zhàn)爭造成的危害以及將核能用于發(fā)電等和平建設(shè)造福人類，培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)道德，樹立利用科學(xué)興利除弊的意識；通過了解我國的核電事業(yè)發(fā)展情況，激發(fā)學(xué)生的愛國熱情，愛國注意精神。 　　【教學(xué)重點】 　　核能釋放的兩種途徑──裂變與聚變。 　　【教學(xué)難點】 　　質(zhì)能關(guān)系及質(zhì)量虧損。 　　【教具準備】 　　有關(guān)原子彈、氫彈、核電站的視頻資料。 　　【教學(xué)過程】 　　◆創(chuàng)設(shè)情境──引出課題 　　1．播放視頻，了解原子彈、氫彈、核電站等的基本情況。 　　2．教師講述：原子彈、氫彈、核電站的原理與原子核與核能有關(guān)系，這節(jié)課我們主要探核能、核能釋放及應(yīng)用。 　　◆合作探究──新課學(xué)習(xí) 　　一、核能、質(zhì)量虧損 　1．核能 　　原子核是由核子組成的，核子間有核力作用，原子核發(fā)生變化時，是核子重組過程，這一過程伴隨著核力做功，引起巨大的能量變化。因此，原子具有能量，稱為原子能或核能。 　2．核能釋放的兩條途徑──裂變與聚變 ?。?）裂變：質(zhì)量數(shù)較大的原子核在特定刺激下分裂為中等質(zhì)量的核的變化，叫做重核裂變，簡稱裂變。原子核發(fā)生裂變時，會有巨大能量放出。 　　（2）聚變：質(zhì)量數(shù)較小的原子核在特定的刺激條件下聚合成中等質(zhì)量的核的變化，叫做輕核聚變，簡稱聚變。原子核發(fā)生聚變時，會有巨大的能量釋放。 　3．質(zhì)能關(guān)系 　　（1）愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系：具有一定質(zhì)量m的物質(zhì)，必然具有與這一質(zhì)量相對應(yīng)的能量，物質(zhì)的質(zhì)量與能量的對應(yīng)關(guān)系是：，式中c是真空中的光速。 　?。?）質(zhì)量變化引起能量變化：根據(jù)質(zhì)能關(guān)系，通過某種變化，若物質(zhì)的質(zhì)量變化，必然引起與質(zhì)量對應(yīng)的能量的變化，若物質(zhì)的質(zhì)量變化為，則相應(yīng)的能量變化是： 　　 　　一般變化中，物質(zhì)的質(zhì)量變化非常微小，因此觀察不到能量的變化。但在核反應(yīng)中，物質(zhì)的質(zhì)量會有明顯的變化，能量的變化是巨大的。 　　4．質(zhì)量虧損 　?。?）質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量總是小于組成這個原子核的全部核子質(zhì)量之和，這叫做質(zhì)量虧損。 ?。?）質(zhì)量虧損與核能釋放：在原子核的裂變或聚變過程中，會出現(xiàn)明顯的質(zhì)量虧損，將會釋放巨大的核能，釋放的能量主要是電磁波能、射線能等。 　　二、重核裂變及應(yīng)用 　　1．鈾核裂變──鏈式反應(yīng) 　　（1）學(xué)生閱讀課文內(nèi)容，思考問題：什么是鏈式反應(yīng)？鏈式反應(yīng)發(fā)生的條件是什么？     （2）評價交流：組織學(xué)生討論上述問題，得出結(jié)論。鈾核裂變時，同時放出2-3個中子，如果這些中子再引起其它鈾核裂變，就可使裂變反應(yīng)連續(xù)不斷進行下去，這就是鏈式反應(yīng)。 　　鏈式反應(yīng)的條件，一是有中子轟擊鈾核，二是鈾塊的體積足夠大，大于臨界體積。 　　2．原子彈 　　大量鈾核在極短時間里發(fā)生裂變，釋放巨大的能量。 　　 3．核電站 　?。?）核能發(fā)電的基本原理：在人為控制下，鈾核裂變，釋放的核能轉(zhuǎn)化為水蒸氣的內(nèi)能，通過汽輪機帶動發(fā)電機，將核能轉(zhuǎn)化為電能。  　　       （2）核電的優(yōu)點：發(fā)電成本較低，對環(huán)境幾乎無污染。 　　三、輕核的聚變 　　1．輕核聚變：質(zhì)量數(shù)較小的原子核結(jié)合為中等質(zhì)量的核，叫輕核的聚變。發(fā)生輕核聚變時有明顯的質(zhì)量虧損，會釋放巨大的能量。   　2．輕核聚變的條件要有核原料，比如氘核、氚核等質(zhì)量數(shù)較小的原子核，同時需要幾百萬攝氏度以上的高溫。 　　3．氫彈原理 　　利用原子彈爆炸產(chǎn)生的高溫，引發(fā)輕核聚變。  　　4．太陽發(fā)光發(fā)熱的原理 　　在太陽及許多恒星內(nèi)部，溫度高達107oC以上，不斷進行著輕核的聚變，太陽發(fā)光發(fā)熱的能量來自于輕核聚變釋放的核能，當(dāng)恒星內(nèi)部的核原料消耗殆盡后，恒星急劇塌縮，成為黑洞。  　5．輕核聚變技術(shù)的應(yīng)用除制造氫彈以外，人類正在探索聚變能的和平利用，但技術(shù)尚不成熟，未進入應(yīng)用階段。 　　◆交流評價──鞏固所學(xué) 　　1．閱讀課本第185頁“物理與技術(shù)”，了解核電站的基本原理。 　　2．討論問題： 　　（1）為什么原子核具有能量？ 　　（2）為什么重核裂變及輕核聚變會釋放巨大的核能？ 　　3．歸納本節(jié)要點（見板書設(shè)計） 　　【布置作業(yè)】 　　1．復(fù)習(xí)課文，查閱有關(guān)資料，了解核物理及其應(yīng)用，查閱有關(guān)資料，了解我國的核電事業(yè)發(fā)展情況。 　　2．撰寫小論文《核物理》或《我國的核電事業(yè)》。 　　【板書設(shè)計】 附： 我國的核電站簡介 　　·秦山核電站 　　位于杭州灣畔，一期工程是中國第一座依靠自己的力量設(shè)計、建造和運營管理的30萬千瓦壓水堆核電站。1985年3月澆灌第一罐核島底板混凝土，1991年12月首次并網(wǎng)發(fā)電，1994年4月投入商業(yè)運行，1995年7月通過國家驗收。二期工程，是建設(shè)我國自主設(shè)計、自主建造、自主管理、自主運營的首座2×60萬千瓦商用壓水堆核電站，于1996年6月2日開工，經(jīng)過近6年的建設(shè)，第一臺機組于2002年4月15日比計劃提前47天投入商業(yè)運行。 　　秦山三期（重水堆）核電站采用加拿大成熟的坎杜6重水堆核電技術(shù)，建造兩臺70萬千瓦級核電機組。1號機組于2002年11月19日首次并網(wǎng)發(fā)電，并于2002年12月31日投入商業(yè)運行。2號機組于2003年6月12日首次并網(wǎng)發(fā)電，并于2003年7月24日投入商業(yè)運行。 　　·廣東大亞灣核電站 　　1987年8月7日工程正式開工，1994年2月1日和5月6日兩臺單機容量為984MWe壓水堆反應(yīng)堆機組先后投入商業(yè)營運。 　　·田灣核電站 　　位于江蘇省連云港市連云區(qū)田灣，廠區(qū)按4臺百萬千瓦級核電機組規(guī)劃，并留有再建2至4臺的余地。一期建設(shè)2臺單機容量106萬千瓦的俄羅斯AES-91型壓水堆核電機組，設(shè)計壽命40年，年平均負荷因子不低于80％，年發(fā)電量為140億千瓦時。工程于1999年10月20日正式開工，單臺機組的建設(shè)工期為62個月，分別于2004年和2005年建成投產(chǎn)。  　　·嶺澳核電站 　　一期工程于1997年5月開工建設(shè)。它位于廣東大亞灣西海岸大鵬半島東南側(cè)。嶺澳核電站是“九五”期間我國開工建設(shè)的基本建設(shè)項目中最大的能源項目之一。嶺澳核電站（一期）擁有兩臺百萬千瓦級壓水堆核電機組，2003年1月全面建成投入商業(yè)運行，2004年7月16日通過國家竣工驗收。目前正展開二期工程建設(shè)。 

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2 核能 核技術(shù)

版本： 人教版

年級： 通用類

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