苏科版物理九下第18章第2节核能 学案

一、教学内容本节课的教学内容来自于苏科版物理九下的第18章第2节，主要内容有：1.核能的定义：核能是指原子核在分裂或者聚合过程中释放出的能量。2.核裂变和核聚变：核裂变是指重核分裂成两个质量较小的核，同时释放出巨大的能量；核聚变是指两个轻核聚合成为一个质量较大的核，同时释放出巨大的能量。3.核反应堆：核反应堆是利用核裂变原理，通过控制链式反应的速度，将核能转化为热能的装置。4.核能的利用：核能可以用于发电、军事等领域。二、教学目标1.了解核能的定义、来源和利用方式，理解核裂变和核聚变的原理。2.掌握核反应堆的工作原理，了解核能发电的过程。3.增强学生的能源意识，提高学生对核能利用的安全意识和环保意识。三、教学难点与重点重点：核能的定义、来源和利用方式，核裂变和核聚变的原理，核反应堆的工作原理。难点：核反应堆中的链式反应及其控制，核能利用的安全性和环保问题。四、教具与学具准备教具：多媒体课件、黑板、粉笔。学具：教材、笔记本、彩色笔。五、教学过程1.实践情景引入：介绍日本福岛核事故，让学生了解核能利用中可能出现的问题。2.知识点讲解：(1)核能的定义、来源和利用方式。(2)核裂变和核聚变的原理。(3)核反应堆的工作原理。3.例题讲解：核反应堆中的链式反应及其控制。4.随堂练习：核能发电过程中的能量转化。5.课堂小结：核能的利用及其优缺点。六、板书设计核能定义、来源、利用核裂变原理核聚变原理核反应堆工作原理、链式反应控制七、作业设计1.请简述核能的定义、来源和利用方式。2.请解释核裂变和核聚变的原理。3.请说明核反应堆的工作原理及其链式反应的控制方法。答案：1.核能是指原子核在分裂或者聚合过程中释放出的能量，其来源主要有核裂变和核聚变，核能的利用方式有发电、军事等。2.核裂变是指重核分裂成两个质量较小的核，同时释放出巨大的能量；核聚变是指两个轻核聚合成为一个质量较大的核，同时释放出巨大的能量。3.核反应堆是利用核裂变原理，通过控制链式反应的速度，将核能转化为热能的装置；链式反应的控制方法有控制棒、减速剂等。八、课后反思及拓展延伸本节课通过实例引入，让学生了解核能利用中可能出现的问题，引起学生的关注。在讲解核能的定义、来源和利用方式，核裂变和核聚变的原理，核反应堆的工作原理时，注重引导学生理解和掌握知识点。通过随堂练习，让学生巩固所学内容。但在核能利用的安全性和环保问题的讲解上，由于时间限制，未能深入展开，需要在今后的教学中加强。拓展延伸：可以让学生课后调查我国核能发电的情况，了解我国在核能利用方面的政策和措施，增强学生的能源意识和环保意识。重点和难点解析重点和难点解析：核反应堆中的链式反应及其控制核反应堆是利用核裂变原理，通过控制链式反应的速度，将核能转化为热能的装置。核反应堆中的链式反应是指在核裂变过程中，释放出的中子继续引起其他铀核裂变，从而形成一个持续的连锁反应。链式反应的速度受到许多因素的影响，如中子速度、燃料浓度、温度等。为了确保核反应堆的安全运行，必须严格控制链式反应的速度。一、链式反应的原理1.中子速度：中子是链式反应的载体，其速度会影响到链式反应的速度。中子速度过快或过慢，都会降低链式反应的效率。2.燃料浓度：铀燃料的浓度越高，链式反应的速度越快。因此，核反应堆中的燃料浓度需要严格控制。3.温度：核反应堆的温度对链式反应的速度也有很大影响。温度过高或过低，都会影响到链式反应的进行。二、链式反应的控制1.控制棒：控制棒是核反应堆中常用的控制链式反应速度的方法。控制棒通常由硼或镉等物质制成，这些物质能吸收中子，从而降低链式反应的速度。通过插入或抽出控制棒，可以调节核反应堆中的链式反应速度。2.减速剂：核反应堆中常用减速剂来降低中子的速度，从而减缓链式反应的速度。减速剂通常采用石墨、重水等物质。3.燃料组件布局：核反应堆中的燃料组件布局也会影响到链式反应的速度。通过合理设计燃料组件的布局，可以有效控制链式反应的速度。4.冷却系统：核反应堆中的冷却系统用于将热量带走，从而降低核反应堆的温度。温度的控制有利于保持链式反应的速度在安全范围内。三、链式反应失控的风险及应对措施1.设计安全特性：核反应堆的设计应具备自动停止链式反应的安全特性。例如，核反应堆中的燃料组件布局应使得在失去冷却剂的情况下，链式反应能够迅速停止。2.应急响应系统：核反应堆应配备完善的应急响应系统，以应对可能发生的链式反应失控事故。应急响应系统包括紧急停机装置、泄漏控制系统等。3.严格监管：核反应堆的运行应接受严格的监管，确保各项安全措施得到有效执行。监管部门应定期对核反应堆进行检查，确保其安全运行。本节课程教学技巧和窍门1.语言语调：在讲解核反应堆中链式反应及其控制的过程中，教师应注意语言的清晰度和语调的变化。对于关键概念和原理，可以适当提高语调，以引起学生的注意。同时，使用简洁明了的语言，帮助学生更好地理解和记忆知识点。2.时间分配：合理分配课堂时间，确保每个环节都有足够的时间进行讲解和讨论。例如，可以在讲解链式反应原理后，留出一些时间让学生提问和发表自己的看法，以提高学生的参与度和积极性。3.课堂提问：通过提问的方式，引导学生思考和探讨核反应堆中链式反应及其控制的重要性和相关问题。例如，可以提问学生：“核反应堆是如何控制链式反应速度的？”“链式反应失控可能会引发哪些风险？”等，以激发学生的学习兴趣和思考能力。4.情景导入：以实际案例或情景导入课程，引发学生的关注和思考。例如，可以引入福岛核事故等相关案例，让学生了解核反应堆失控可能带来的严重后果，从而引出链式反应控制的重要性。5.举例说明：通过生动的例子或模型，帮助学生更好地理解和记忆链式反应及其控制的概念。例如，可以使用图示或动画演示