2017年秋九年级物理全册 第二十二章 第2节 核能课件 （新版）新人教版

第 2节 核 能 学习目标 1.常识性了解核能及核能的获取方式.2.了解原子核的结构及核能的利用.3.理解核裂变和核聚变，能正确说出核裂变和核聚变的应用.学习难点学习重点 核 能 的 利 用核 能 产 生 的 两 种 方 式 ： 裂 变 和 聚 变 .课前自学准备 课标要求 1.原 子 结 构 ： 原 子 的 中 心 是 ， 原 子核 周 围 有 一 定 数 目 的 在 核 外 运 动 2.核 能 ： 质 量 较 大 的 原 子 核 发 生 或 者质 量 较 小 的 原 子 核 相 互 ， 就 有 可 能 释 放 出惊 人 的 能 量 ， 这 就 是 核 能 原子核电子分裂结合课前自学准备 预习检测 3.裂 变 ： 用 轰 击 质 量 比 较 大 的 铀 235 原 子 核 ， 使 其 发 生 ， 变 成 两 个 质 量 中 等大 小 的 原 子 核 ， 同 时 释 放 出 巨 大 的 能 量 4.聚 变 ： 将 某 些 质 量 很 小 的 原 子 核 ， 例 如_（ 由 一 个 质 子 和 一 个 中 子 构 成 ） 与 _ （ 由 一 个 质 子 和 两 个 中 子 构 成 ） ， 在 超 高 温 下结 合 成 新 的 原 子 核 氦 核 ， 也 会 释 放 出 巨 大的 核 能 ， 这 就 是 聚 变 氚核中子裂变氘 核 1945年8月6日，美国向日本广岛投下第一颗原子弹课堂教学展示 新课导入 广岛大部分被摧毁变成废墟 知识点一1 原 子 结 构 H 2O 分 子 以 水 分 子 为 例 ： 它 由一 个 氧 原 子 和 两 个 氢 原 子组 成 。课堂教学展示 进行新课 H 原 子 由 原 子 核 和 核 外 电 子 组 成 。 （ 1） 氢 原 子 由 原 子 核 和 一 个 核 外 电 子 组 成 。 原 子 核 有 一 个 质 子 ， 质 子 带 正 电 荷 ， 核 外 电 子带 负 电 荷 。 二 者 电 荷 量 相 同 。 O （ 2） 氧 原 子 由 原 子 核 和 八 个 核 外 电 子 组 成 。 原 子 核 有 八 个 质 子 和 八 个 中 子 ， 由 于 中 子 不 带电 ， 所 以 正 负 电 荷 量 仍 然 相 同 。 原子核由质子和中子组成，周围有电子 原子核外电子（带负电，绕核高速旋转）原子核中子（不带电）质子（带正电）集中原子大部分质量 2 核 能 质 子 和 中 子 依 靠 强 大 的核 力 紧 密 地 结 合 在 一 起 。 要使 它 们 分 裂 或 结 合 都 是 极 其困 难 的 。 质量较大的原子核发生分裂或者质量较小的原子核相互结合时，就有可能释放出惊人的能量，这就是。 知识点二 1938年 ， 科 学 家 用 中 子 轰 击 质 量 比 较 大 的铀 235原 子 核 ， 使 它 变 成 两 个 中 等 大 小 的 原 子 核 ，同 时 释 放 出 巨 大 的 能 量 ， 称 为 原 子 核 的 。 1 kg铀 全 部 裂 变 ， 释 放 的 能 量 超 过 2 000 t煤完 全 燃 烧 时 释 放 的 能 量 。1 裂 变 用 中 子 轰 击 铀 核 ， 铀 核 才 能 发 生 裂 变 ， 放 出能 量 。 外 界 中 子 停 止 轰 击 ， 裂 变 也 就 停 止 了 。 怎 样才 能 让 裂 变 继 续 下 去 呢 ？2 链 式 反 应 将 火 柴 搭 成 左 下 图 所 示 结 构 ， 点 燃 第 一 根 火 柴后 ， 会 发 生 什 么 ？想想议议 用 中 子 轰 击 铀 235原 子 核 ， 铀 核 在 分 裂 时 ， 会 释放 出 核 能 ， 同 时 还 会 产 生 几 个 新 的 中 子 ， 这 些 中 子 又会 继 续 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 裂 变 中 的 。 3 核 电 站 和 原 子 弹 核 电 站 的 核 心 设 备 是 核反 应 堆 。 核 反 应 堆 是 原 子 核发 生 链 式 反 应 的 场 所 。核电站中的反应堆 1942年 ， 人类 利 用 核 反 应 堆 第一 次 实 现 了 可 控 制的 铀 核 裂 变 。 目 前 ， 全 世界 已 经 建 成 了 几 百座 核 电 站 ， 核 电 发电 量 接 近 全 球 发 电量 的 1/5。 链 式 反 应 如 果 不 加 以控 制 ， 大 量 原 子 核 就 在 一瞬 间 发 生 裂 变 。 释 放 出 极大 的 能 量 。 在 人 类 实 现 可 控 核 裂变 大 约 三 年 后 ， 即 1945年 ，利 用 不 加 控 制 的 核 裂 变 制造 的 毁 灭 性 武 器 原 子弹 爆 炸 了 。 知识点三 将 质 量 较 小 的 原 子 核结 合 起 来 ， 也 会 释 放 出 巨大 的 核 能 。 氘 氚氦 核 中 子能 量聚 变 氘 核 与 氚 核 在 超 高 温下 结 合 形 成 氦 核 和 一 个 中子 ， 能 释 放 大 量 核 能 。 这一 过 程 就 是 聚 变 。 氘 核 和 氚 核 都 属 于 氢 核 的 一 种 。 大 量 氢核 的 聚 变 ， 可 以 在 瞬 间 释 放 惊 人 的 能 量 。 氢弹 利 用 的 就 是 聚 变 瞬 间 释 放 的 能 量 。 可 控 聚 变 尚 未 实现 ， 海 水 中 蕴 藏 着 丰富 的 氘 核 ， 科 学 家 预言 ， 通 过 可 控 聚 变 来利 用 核 能 ， 将 有 望 彻底 解 决 人 类 能 源 问 题 。 2011年3月，日本福岛第一核电站发生爆炸，造成核泄漏。 阅读教材P172页核电站和核废料处理，谈谈自己的看法。自由讨论 1.核电站利用核能发电，它的核心设备是核反应堆下列说法错误的是（ ）A.目前核电站都是通过聚变反应来利用核能B.核反应堆中发生的链式反应是可以控制的C.原子核分裂或聚合时释放出核能D.核能是一种不可再生的能源A课堂教学展示 随堂演练 （ 1） 核 能 发 电 是 利 用 铀 原 子 核 裂 变 时 放 出 的 核 能 来 发电 的 核 电 站 的 核 心 设 备 是 核 反 应 堆 ， 核 反 应 堆 是 通 过 可控 裂 变 （ 链 式 反 应 ） 释 放 能 量 的 （ 2） 原 子 核 结 构 发 生 变 化 时 会 释 放 出 大 量 能 量 ， 这 种能 量 称 核 能 ； 核 能 的 主 要 途 径 为 核 裂 变 和 核 聚 变 （ 3） 可 再 生 能 源 指 可 以 在 自 然 界 里 源 源 不 断 地 得 到 的能 源 ， 如 水 能 、 风 能 、 太 阳 能 等 ； 不 可 再 生 能 源 只 会 越 用越 少 ， 不 可 能 在 短 期 内 从 自 然 界 得 到 补 充 的 能 源 ， 如 煤 、石 油 、 天 然 气 等 解析 2.下列说法正确的是（ ）A.原子弹爆炸属于原子核聚变B.在太阳内部，太阳核心每时每刻都在发生氢弹爆炸C.化石燃料、水能、地热能都属于新能源D.做功冲程中，热机是将机械能转化为内能B A项 中 原 子 弹 爆 炸 属 于 原 子 核 裂 变 ， 不 合 题 意 ；B项 中 在 太 阳 内 部 ， 氢 原 子 核 在 超 高 温 作 用 下 发 生聚 变 ， 释 放 巨 大 的 核 能 因 而 太 阳 具 有 巨 大 的 能 量 ， 符合 题 意 ；C项 中 化 石 燃 料 、 水 能 是 常 规 能 源 ， 地 热 能 是 新 能源 ， 不 合 题 意 ；D项 中 热 机 的 压 缩 冲 程 中 ， 活 塞 的 机 械 能 转 化 成 燃气 的 内 能 ;在 做 功 冲 程 中 ， 高 温 高 压 燃 气 推 动 活 塞 做 功 ，内 能 减 少 ， 转 化 成 活 塞 的 机 械 能 ； 不 合 题 意 .解析 3.关于能源、材料、信息的说法正确的是( )A.核电站是利用化学能来发电的B.磁卡和VCD光碟都应用了磁性材料C.光波、电磁波、超声波都可以在真空中传播D.无线电广播、卫星电视、移动电话都是靠电磁 波传递信息的D 核 能 在 核 电 站 中 是 通 过 核 裂 变 的 形 式 释 放 出 来 的 ，与 化 学 能 不 同 ； 磁 卡 是 利 用 磁 性 材 料 制 成 的 ， VCD光 碟 是 光 学 存 储介 质 ； 超 声 波 属 于 声 波 ， 是 不 能 在 真 空 中 传 播 的 ； 电 磁 波 是 人 在 传 递 信 息 时 最 主 要 的 介 质 ， 应 用 在 众多 的 通 讯 领 域 解析 课堂教学展示 教学板书 核 能裂 变聚 变 原 子 弹核 反 应 堆氢 弹课堂教学展示 课堂小结 拓展延伸如 图 所 示 ， 为 核 电 站 发 电 流 程 图 在 核 电站 发 电 过 程 中 ， 能 量 转 化 的 先 后 顺 序 是 （ ）A 核 能 ， 化 学 能 ， 机 械 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 C 思 路 提 示 ： 核 能 发 电 是 利 用 铀 原 子 核 裂 变 时 放 出 的核 能 来 加 热 水 ， 用 产 生 的 高 温 、 高 压 蒸 汽 作为 动 力 ， 推 动 蒸 汽 轮 机 转 动 ， 从 而 带 动 发 电机 发 电 的 1.在教学过程中，始终注意到把调动学生学习的积极性、主动性放在首位，采用播放多媒体课件，调动学生学习兴趣.还通过鼓励学生敢于发表自己的见解，学会与他人合作、交流，培养学生主动与他人合作的精神，勇于放弃或修正自己的错误观点. 2.通过介绍核能的有效合理利用会给人类带来好处，若使用不当或出现异常会造成极大的破坏和危害，让学生明白科学是把双刃剑.同时，告诉学生，我国自古以来一直是维护世界和平的捍卫者.课后反馈总结 教学反思 3.通 过 教 学 发 现 课 堂 时 间 比 较 紧 张 .在 有 限 的课 堂 时 间 内 要 想 充 分 发 挥 学 生 对 探 究 问 题 的 自 主 性 、体 现 学 生 学 习 的 主 体 性 ， 则 时 间 的 矛 盾 总 是 存 在 的 ，把 握 不 好 就 会 使 一 个 问 题 的 讨 论 面 太 大 ， 时 间 拖 得太 长 ， 还 会 远 离 研 究 主 题 ， 浪 费 时 间 等 等 .所 以 在组 织 教 学 过 程 中 ， 必 须 使 每 个 环 节 十 分 严 密 ， 力 争排 除 一 切 客 观 干 扰 因 素 ， 也 就 是 要 把 握 好 引 导 的“ 度 ” ， 对 于 如 何 更 好 地 激 发 学 生 的 探 究 欲 望 和 兴趣 ， 培 养 发 散 性 、 创 造 性 思 维 等 方 面 的 问 题 也 值得 再 讨 论 . （见教材P173 ） 1. 原 子 、 原 子 核 、 电 子 、 中 子 、 质 子 ， 它 们 之间 有 什 么 关 系 ？ 哪 些 是 不 带 电 的 ？ 哪 些 是 带 电 的 ？带 的 是 哪 种 电 ？ 解 答 ： 原 子 是 由 原 子 核 和 核 外 电 子 组 成 ， 原 子核 由 质 子 和 中 子 组 成 。 中 子 不 带 电 ， 质 子 和 电 子 带电 ， 质 子 带 正 电 ， 电 子 带 负 电 。课后反馈总结 习题解答 2. 原 子 和 原 子 核 的 尺 寸 究 竟 有 多 大 ？ 研 究 表明 ， 若 把 它 们 都 看 成 一 个 球 体 ， 原 子 半 径 的 数 量级 为 10-10m。 原 子 核 半 径 的 数 量 级 为 10-15m。 打 个比 方 ， 如 果 原 子 的 大 小 跟 北 京 奥 运 会 “ 鸟 巢 ” 体育 场 一 样 大 ， 耶 么 原 子 核 该 有 多 大 ？ 是 相 当 于 篮球 、 垒 球 、 乒 乓 球 ？ 或 者 是 蚕 豆 、 还 是 绿 豆 ？ 解 答 ： 把 原 子 比 作 “ 鸟 巢 ” 体 育 场 ， 则 原 子核 相 当 于 一 颗 小 绿 豆 。 3.核 反 应 堆 和 原 子 弹 都 是 释 放 核 能 的 装 置 ，它 们 释 放 核 能 的 过 程 有 什 么 相 同 ？ 有 什 么 不 同 ？ 解 答 ： 核 反 应 堆 和 原 子 弹 都 是 利 用 核 的 裂变 释 放 出 的 能 量 来 工 作 的 。 核 反 应 堆 中 发 生 的链 式 反 应 是 可 以 控 制 的 ， 而 原 子 弹 爆 炸 时 发 生的 链 式 反 应 是 不 加 控 制 的 。 4.什 么 是 原 子 核 的 聚 变 ？ 人 类 关 于 核 聚 变的 应 用 已 经 取 得 的 成 就 是 什 么 ？ 还 有 什 么 问 题急 需 解 决 ？ 解 答 ： 将 两 个 质 量 较 小 的 原 子 核 在 超 高 温下 结 合 成 新 的 原 子 核 ， 会 释 放 出 惊 人 的 能 量 ，这 就 是 聚 变 ， 也 称 为 热 核 反 应 .氢 弹 就 是 利 用氢 核 聚 变 制 成 的 武 器 ； 实 现 可 控 核 聚 变 ， 利 用可 控 核 聚 变 释 放 核 能 ， 是 人 类 急 需 解 决 的 问 题 。 5.以 下 是 核 电 站 工 作 情 况 的 方 框 图 。 请 在空 白 的 方 框 内 填 写 装 置 的 种 类 ， 并 在 下 面 的 括弧 内 填 写 这 种 装 置 中 发 生 了 怎 样 的 能 量 转 化 。核反应堆 机 机输 电 线 输 出 电 能（ 核 能 转 化 为蒸 汽 的 内 能 ） （ ） （ ）蒸 汽 的 内 能转 化 为 汽 轮机 的 机 械 能 汽 轮 机 的机 械 能 转化 为 电 能汽轮发电