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初三物理核能教案(通用8篇)
作為一名人民教師,很有必要精心設計一份教案,借助教案可以有效提升自己的教學能力。那么應當如何寫教案呢?下面是小編精心整理的初三物理核能教案(通用8篇),供大家參考借鑒,希望可以幫助到有需要的朋友。
初三物理核能教案 1
核力與核能
三維教學目標
1、知識與技能
(1)知道核力的概念、特點及自然界存在的四種基本相互作用;
(2)知道穩定原子核中質子與中子的比例隨著原子序數的增大而減小;
(3)理解結合能的概念,知道核反應中的質量虧損;
(4)知道愛因斯坦的質能方程,理解質量與能量的關系。
2、過程與方法
(1)會根據質能方程和質量虧損的概念計算核反應中釋放的核能;
(2)培養學生的理解能力、推理能力、及物理計算能力。
3、情感、態度與價值觀
(1)使學生樹立起實踐是檢驗真理的標準、科學理論對實踐有著指導和預見作用的能力;
(2)認識開發和利用核能對解決人類能源危機的重要意義。
教學重點:質量虧損及愛因斯坦的質能方程的理解。
教學難點:結合能的概念、愛因斯坦的質能方程、質量與能量的關系。
教學方法:教師啟發、引導,學生討論、交流。
教學用具:多媒體教學設備一套:可供實物投影、放像、課件播放等。
(一)引入新課
提問1:氦原子核中有兩個質子,質子質量為mp=1.6710-27kg,帶電量為元電荷e=1.610-19C,原子核的直徑的數量級為10-15m,那么兩個質子之間的庫侖斥力與萬有引力兩者相差多少倍?(兩者相差1036倍)
提問2:在原子核那樣狹小的空間里,帶正電的質子之間的庫侖斥力為萬有引力的1036倍,那么質子為什么能擠在一起而不飛散?會不會在原子核中有一種過去不知道的力,把核子束縛在一起了呢?今天就來學習這方面的內容。
(二)進行新課
1、核力與四種基本相互作用
提示:20世紀初人們只知道自然界存在著兩種力:一種是萬有引力,另一種是電磁力(庫侖力是一種電磁力)。在相同的距離上,這兩種力的強度差別很大。電磁力大約要比萬有引力強1036倍。
基于這兩種力的性質,原子核中的質子要靠自身的引力來抗衡相互間的庫侖斥力是不可能的。核物理學家猜想,原子核里的核子間有第三種相互作用存在,即存在著一種核力,是核力把核子緊緊地束縛在核內,形成穩定的原子核,后來的實驗證實了科學家的猜測。
提問1:那么核力有怎樣特點呢?
(1)核力特點:
第一、核力是強相互作用(強力)的一種表現。
第二、核力是短程力,作用范圍在1.510-15 m之內。
第三、核力存在于核子之間,每個核子只跟相鄰的核子發生核力作用,這種性質稱為核力的飽和性。
總結:除核力外,核物理學家還在原子核內發現了自然界的第四種相互作用弱相互作用(弱力),弱相互作用是引起原子核衰變的原因,即引起中子轉變質子的原因。弱相互作用也是短程力,其力程比強力更短,為10-18m,作用強度則比電磁力小。
(2)四種基本相互作用力:
弱力、強力、電磁力、引力和分別在不同的尺度上發揮作用:
、偃趿(弱相互作用):弱相互作用是引起原子核衰變的原因短程力;
、趶娏(強相互作用):在原子核內,強力將核子束縛在一起短程力;
、垭姶帕Γ弘姶帕υ谠雍送,電磁力使電子不脫離原子核而形成原子,使原了結合成分子,使分子結合成液 體和固體長程力;
、芤Γ阂χ饕诤暧^和宇觀尺度上獨領風騷。是引力使行星繞著恒星轉,并且聯系著星系團,決定著宇宙的現狀長程力 。
2、原子核中質子與中子的比例
隨著原子序數的增加,穩定原子核中的中子數大于質子數。
思考:隨著原子序數的增加,穩定原子核中的質子數和中子數有怎樣的關系?(隨著原子序數的增加,較輕的原子核質子數與中子數大致相等,但對于較重的原子核中子數大于質子數,越重的元素,兩者相差越多)
思考:為什么隨著原子序數的增加,穩定原子核中的中子數大于質子數?
提示:學生從電磁力和核力的作用范圍去考慮。
總結:
若質子與中子成對地人工構建原子核,隨原子核的增大,核子間的距離增大,核力和電磁力都會減小,但核力減小得更快。所以當原子核增大到一定程度時,相距較遠的質子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力,這個原子核就不穩定了;
若只增加中子,中子與其他核子沒有庫侖斥力,但有相互吸引的核力,所以有助于維系原子核的穩定,所以穩定的重原子核中子數要比質子數多。
由于核力的作用范圍是有限的,以及核力的飽和性,若再增大原子核,一些核子間的距離會大到其間恨本沒有核力的作用,這時候再增加中子,形成的核也一定是不穩定的。因此只有200多種穩定的原子核長久地留了下來。
3、結合能
由于核子間存在著強大的核力,原子核是一個堅固的集合體。要把原子核拆散成核子,需要克服核力做巨大的功,或者需要巨大的能量。例如用強大的光子照射氘核,可以使它分解為一個質子和一個中子。
從實驗知道只有當光子能量等于或大于2.22MeV時,這個反應才會發生。相反的過程一個質子和一個中子結合成氘核,要放出2.22MeV的能量。這表明要把原子核分開成核子要吸收能量,核子結合成原子核要放出能量,這個能量叫做原子核的結合能。
原子核越大,它的結合能越高,因此有意義的是它的結合能與核子數之比,稱做比結合能,也叫平均結合能。比結合能越大,表示原子核中核子結合得越牢固,原子核越穩定。
那么如何求原子核的結合能呢?愛因斯坦從相對論得出了物體能量與它的質量的關系,指出了求原子核的結合能的方法。
4、質量虧損
(1)質量虧損
科學家研究證明在核反應中原子核的總質量并不相等,例如精確計算表明:氘核的質量比一個中子和一個質子的質量之和要小一些,這種現象叫做質量虧損,質量虧損只有在核反應中才能明顯的表現出來。
回顧質量、能量的定義、單位,向學生指出質量不是能量、能量也不是質量,質量不能轉化能量,能量也不能轉化質量,質量只是物體具有能量多少及能量轉變多少的一種量度。
(2)愛因斯坦質能方程: E=mc2
相對論指出,物體的'能量(E)和質量(m)之間存在著密切的關系,即E=mc2式中, c為真空中的光速。愛因斯坦質能方程表明:物體所具有的能量跟它的質量成正比。由于c2這個數值十分巨大,因而物體的能量是十分可觀的。
(3)核反應中由于質量虧損而釋放的能量:△E=△m c2
物體貯藏著巨大的能量是不容置疑的,但是如何使這樣巨大的能量釋放出來?從愛因斯坦質能方程同樣可以得出,物體的能量變化△E與物體的質量變化△m的關系:△E=mc2
單個的質子、中子的質量已經精確測定。用質譜儀或其他儀器測定某種原子核的質量,與同等數量的質子、中子的質量之和相比較,看一看兩條途徑得到的質量之差,就能推知原子核的結合能。
說明:
、傥矬w的質量包括靜止質量和運動質量,質量虧損指的是靜止質量的減少,減少的靜止質量轉化為和輻射能量有關的運動質量。
、谫|量虧損并不是這部分質量消失或轉變為能量,只是靜止質量的減少。
、墼诤朔磻腥匀蛔袷刭|量守恒定律、能量守恒定律。
、苜|量只是物體具有能量多少及能量轉變多少的一種量度。
閱讀原子核的比結合能,指出中等大小的核的比結合能最大(平均每個核子的質量虧損最大),這些核最穩定。另一方面如果使較重的核分裂成中等大小的核,或者把較小的核合并成中等大小的核,核子的比結合能都會增加,這樣可以釋放能量供人使用。
初三物理核能教案 2
(一)教學目的
1.常識性了解原子和原子核的組成。
2.常識性了解裂變、鏈式反應、聚變的大致情況和原子彈、氫彈的制造原理,以及核反應堆的作用。
3.常識性了解研究可控核聚變的重大意義。啟發學生想象人類開發利用核能的美好前景,激發學生努力學習科學技術的熱情。
(二)教具
原子和原子核的掛圖,鏈式反應的掛圖(能用幻燈顯示原子、原子核的結構和鏈式反應的情況更好)。
(三)教學過程
1.引入
板書:核能
指出核能是一種先進的、可以替代常規能源的新能源。目前世界上利用核能發電的核電站已有400多個。其年發電量約占全球年發電總量的17%,到下世紀,核能有時能成為一些國家的主要能源。
要了解核能是怎么回事,就需要從物質結構——原子和原子核的組成說起。
2.新課
板書:原子和原子核的組成
提問:請根據化學課中講過的內容,說說原子和原子核的組成情況?
教師展示原子和原子核的掛圖,歸納小結學生的回答,要求學生明確:任何物質的原子都是由位于原子中心區域帶正電的原子核和帶負電的核外電子組成的;原子核又是由帶正電的質子和不帶電的中子(質子和中子統稱為核子)組成的。
板書:
講述:本世紀初,科學家們通過實驗和理論研究對原子和有子核的組成有了正確的認識,發現原子核是可以改變的,而且在改變過程中可以釋放出巨大的能量——原子核能,簡稱核能,通常也叫原子能(確切地說,原子能應是原子核能的縮寫代名詞)。那么,怎樣才能有效地獲得蘊藏在原子核里的大量核能呢?
旁注:在原子中,原子核和核外電子之間有廣闊的空間,而在原子核中,質子和中子則是緊密地結合在一起的。此注供教師參考。
板書:裂變
指導學生閱讀教材上講裂變那一段課文。提出其注意:
(1)裂變指的是什么現象;
(觀察教材上鈾核裂變的示意圖,結合閱讀課文中的講述,了解鈾核裂變釋放出核能,轉化為周圍物體的內能是怎么回事;
了解裂變釋放出的核能十分巨大。
提問:什么叫裂變?
l千克鈾中的鈾核如果全部發生裂變,釋放出的能量大約是1千克標準煤完全燃燒所放出能量的多少倍?
旁注:檢查學生閱讀教材的效果。
教師小結并強調:用中子轟擊鈾235,鈾核(質量大的.核)會分裂成兩部分(兩個中等質量的核),這種現象叫做核裂變,簡稱裂變。根據書上提供的數據很容易算出,1千克鈾中的鈾核如果全部發生裂變,釋放出的能量大約是1千克標準煤完全燃燒所放出能量的2.5×106(250萬)倍。由此可知,裂變是獲得大量核能的重要途徑。
板書:鏈式反應
教師展示鏈式反應掛圖并講述:
用中子轟擊鈾核,才能使鈾核發生裂變,放出能量。如果外界的中子停止轟擊,裂變也就停止。然而實驗表明,鈾核分裂時,還同時放出2~3個中子,這一點的意義特別重要。因為放出的中子,又可以轟擊其它鈾核,使它們也發生裂變。這些鈾核分裂時,同樣放出中子,從而引起更多的鈾核發生裂變。于是裂變反應便會鏈鎖式地自行持續下去。這種現象叫做鏈式反應。
如果對裂變的鏈式反應不加控制,在極短時間(約百萬分之幾秒)會釋放出大量核能,發生猛烈爆炸,原子彈就是根據這個原理制成的。
讓學生看教材上我國第一顆原子彈爆炸后引起蘑菇狀煙云的示意圖(說明:原子彈爆炸時,立刻發出強烈的閃光,可照亮100千米以內的天空和地面,閃光后,天空出現一個火球,并迅速上升。火球冷卻后變成褐色煙云,同時地面上升起的塵土和煙柱一起形成可上升到15千米高空的蘑菇狀煙云。原子彈爆炸時還發出極其強烈的爆炸聲,幾十千米以外也可聽到)。
講述:為便于和平利用核能,必須控制鏈式反應的速度,使核能緩慢而又平穩地釋放出來。為此,人們制成了一種專門裝置。
板書:核反應堆——能緩慢、平穩地釋放核能的裝置。
讓學生看教材上我國第一座核反應堆外貌圖(彩圖,說明:建造核反應堆,對材料、技術、安全防護設施等都有很高、很嚴的要求。不但需要解決很多核物理問題,也要求材料科學、電子學、自動控制學等解決許多困難問題。能自行設計、制造核反應堆,表明我國在這一高科技領域取得了重大成就,為和平利用核能創造了必要的條件)。
板書:聚變——獲得大量核能的另一重要途徑
講述:科學家們發現,某些質量較小的原子核結合成質量較大的原子核時,也能釋放出核能,這種現象叫做核聚變,簡稱聚變。
讓學生看教材上一個氘(dao)核和一個氚核結合成一個氦核的聚變反應示意圖(說明:一個氘核由一個質子和一個中子組成,一個氚核由一個質子和二個中子組成,它們發生聚變反應結合成由二個質子和二個中子組成的氦核時,要放出一個中子,并釋放出核能).
氘核和氚核聚變時放出的能量要比等量的鈾核裂變時放出的能量大幾倍.
聚變需要在幾百萬攝氏度的高溫下才能發生,因此聚變又叫熱核反應.
自然界中,太陽內部的溫度高達攝氏1千萬度以上,在那里就進行著大規模的聚變反應.太陽輻射出的光和熱,正是由聚變反應釋放的核能轉化而來的可以說,地球上的人類每天都享用著聚變釋放出的能量.
前面講過,原子彈是利用重核裂變現象制成的而另一種威力更大的核武器——氫彈,則是利用輕核聚變現象制成的
人們現在還不能有效地使聚變在人工控制下進行,從而和平利用聚變釋放的核能.由于聚變不但放出的能量更多,而且所使用的原料來源也極為豐富,可以從海水中提取.例如,從幾升海水中提出的氘在發生聚變后可以提供相當于燃燒1千多升石油放出的能量.因此,目前世界上許多國家都在積極研究核聚變的人工控制(通常又叫可控或受控熱核反應)這一非常吸引人的重大課題,并取得了進展.(注:值得一提的是,1991年,歐洲的科學家們首次做成了可控核聚變實驗,這是科學史上一件大事,它標志著人類向獲得理想的能源邁出了重要的一步.但要達到實用階段,還需要攻克許多技術難題,未來的任務仍然相當艱巨.)
旁注:利用原子彈爆炸產生的高溫,可以引發輕核的聚變反應.
我國自行設計的大型可控核聚變實驗裝置“中國環流一號”,已于80年代中期在四川省樂山市建成投入使用.近年來,科研人員利用這個實驗裝置取得了多項研究成果.曾經指出:“受控核聚變是開發人類新能源的尖端項目.一旦實現,地球上的全部海水就會成為巨大的能源庫,至少可供人類使用上百億年.盡管目前工程技術上還有一些困難,但我相信總有一天會突破.”
由以上的介紹可知,人類和平利用核能的前景是美好的在可控核聚變的研究中,我國必將做出自己的貢獻.
3.總結與布置作業
初三物理核能教案 3
一、教學目標
知識與技能
深入理解核裂變的原理,熟練掌握鏈式反應的詳細過程和條件。
能夠區分可控鏈式反應和不可控鏈式反應,并分析其在不同場景中的應用。
學會計算核裂變過程中釋放的能量。
過程與方法
通過模擬實驗,讓學生直觀感受鏈式反應的過程,培養學生的動手能力和科學探究能力。
引導學生運用數學知識計算核能,提高知識綜合運用能力。
情感態度與價值觀
培養學生嚴謹的科學態度和勇于探索的精神。
讓學生認識到科學技術是一把雙刃劍,合理利用核能的重要性。
二、教學重難點
重點:鏈式反應的過程、可控與不可控鏈式反應的區別、核能的計算。
難點:鏈式反應的條件分析、核能計算中相關公式的理解和運用。
三、教學方法
實驗法、講授法、練習法
四、教學過程
復習導入(5 分鐘)
回顧核能的概念和核裂變的初步知識,提問:“核裂變是如何產生能量的?” 引出本節課對核裂變和鏈式反應的深入探究。
實驗探究鏈式反應(15 分鐘)
利用多米諾骨牌模擬鏈式反應,讓學生分組操作,觀察骨牌依次倒下的過程,類比中子引發核裂變的過程。
引導學生分析實驗現象,總結鏈式反應的特點:一個中子引發一個核裂變,產生多個中子,這些中子又引發更多的核裂變,從而使反應不斷進行下去。
鏈式反應的類型與應用(15 分鐘)
講解可控鏈式反應和不可控鏈式反應的.區別,結合原子彈(不可控鏈式反應)和核電站(可控鏈式反應)的實例進行分析。
展示核電站控制棒的工作原理圖片,講解如何通過控制棒吸收中子來控制鏈式反應的速度。
核能的計算(10 分鐘)
推導核能計算的公式\(E = mc\),解釋公式中各物理量的含義(\(E\)表示能量,\(m\)表示質量虧損,\(c\)表示光速)。
通過具體例題,如計算 1kg 鈾 - 235 完全裂變釋放的能量,指導學生進行計算練習。
課堂小結與作業(5 分鐘)
總結本節課的重點內容,強調鏈式反應和核能計算的要點。
布置作業:完成課本相關練習題,思考如何進一步提高核電站中核能的利用效率。
初三物理核能教案 4
一、教學目標
知識與技能
全面了解核聚變的原理、條件和過程,掌握核聚變與核裂變的本質區別。
認識核聚變在未來能源領域的重要地位和應用前景。
了解目前人類在核聚變研究方面的進展和面臨的挑戰。
過程與方法
通過閱讀資料和觀看視頻,培養學生自主獲取信息和分析問題的能力。
組織學生開展辯論活動,討論核聚變能源開發的利弊,提高學生的思辨能力和語言表達能力。
情感態度與價值觀
激發學生對未來能源探索的熱情,培養學生的`創新意識和社會責任感。
讓學生體會科學研究的艱辛和團隊合作的重要性。
二、教學重難點
重點:核聚變的原理和條件、核聚變在未來能源中的作用。
難點:核聚變難以實現和控制的原因、核聚變研究中的技術難題。
三、教學方法
自主學習法、討論法、辯論法
四、教學過程
情境導入(5 分鐘)
播放一段關于未來能源危機的視頻,提問:“在傳統能源逐漸枯竭的情況下,我們應該如何尋找新的能源?” 引出核聚變作為未來能源的可能性。
核聚變原理與條件(15 分鐘)
結合太陽內部核聚變的過程,講解核聚變的原理:輕核在極高溫度和壓力下聚合成重核,釋放出巨大能量。
展示核聚變反應所需的高溫(上億攝氏度)和高壓條件的圖片和數據,引導學生思考如何創造這些條件。
核聚變與核裂變的對比(10 分鐘)
組織學生以小組為單位,列表對比核聚變和核裂變的原料、反應條件、能量釋放特點、應用場景等方面的差異。
每組派代表發言,教師進行總結和補充。
核聚變的研究與應用前景(15 分鐘)
介紹國際熱核聚變實驗堆(ITER)計劃等核聚變研究項目,展示目前的研究成果和面臨的技術難題,如高溫等離子體的約束問題。
開展辯論活動,正方觀點為 “核聚變能源將很快解決人類能源危機”,反方觀點為 “核聚變能源在短期內難以實現大規模應用”,讓學生自由選擇立場進行辯論。
課堂總結與作業(5 分鐘)
總結本節課內容,強調核聚變研究的重要意義和未來發展方向。
布置作業:寫一篇關于核聚變能源的小論文,闡述自己對核聚變能源發展的看法和建議。
初三物理核能教案 5
一、教學目標
知識與技能
詳細了解核能在發電、醫療、工業等領域的廣泛應用。
掌握核電站的安全防護措施和核事故的應急處理方法。
認識核廢料處理的重要性和常用方法。
過程與方法
通過案例分析,培養學生分析問題和解決問題的能力。
組織學生進行角色扮演,模擬核事故應急處理過程,提高學生的實踐能力和應變能力。
情感態度與價值觀
增強學生的安全意識和環保意識,樹立正確的核能利用觀念。
培養學生對社會和環境的責任感。
二、教學重難點
重點:核能的應用領域、核電站的安全措施、核廢料處理方法。
難點:核事故應急處理流程的理解和應用、核廢料長期安全儲存的技術問題。
三、教學方法
案例分析法、角色扮演法、講授法
四、教學過程
問題導入(5 分鐘)
提問:“除了發電,核能還有哪些用途?在使用核能的過程中,我們需要注意哪些安全問題?” 引發學生思考,導入新課。
核能的應用(15 分鐘)
展示圖片和視頻資料,介紹核能在發電(核電站)、醫療(放射性治療、放射性診斷)、工業(食品保鮮、材料探傷)等領域的應用實例。
組織學生分組討論核能應用對人類生活和社會發展的影響,每組派代表分享討論結果。
核電站的安全與核事故應急(15 分鐘)
講解核電站的多重安全防護措施,如核反應堆的密封結構、安全殼的作用、備用電源系統等。
以福島核事故為例,分析核事故發生的原因和造成的危害,介紹核事故的`應急處理流程(如人員疏散、放射性物質監測、泄漏控制等)。
開展角色扮演活動,讓學生分別扮演核電站工作人員、政府官員、居民等角色,模擬核事故發生后的應急處理過程。
核廢料處理(10 分鐘)
介紹核廢料的特點和危害,講解目前常用的核廢料處理方法,如深埋處理、固化處理等。
組織學生討論如何更好地解決核廢料處理問題,鼓勵學生提出創新想法。
課堂總結與作業(5 分鐘)
總結本節課內容,強調核能安全利用和核廢料妥善處理的重要性。
布置作業:調查本地是否有與核能相關的設施,了解其安全措施和環保情況,寫一份調查報告。
初三物理核能教案 6
一、教學目標
知識與技能
理解核能在可持續發展中的地位和作用,認識核能與其他能源的互補關系。
掌握發展核能對經濟、社會和環境的影響,學會辯證地看待核能發展問題。
了解國際上核能發展的政策和趨勢。
過程與方法
通過數據分析和案例研究,培養學生綜合分析問題的能力。
引導學生進行小組合作探究,制定核能可持續發展的方案,提高學生的實踐能力和創新能力。
情感態度與價值觀
培養學生的全球視野和可持續發展意識,增強學生對國家能源戰略的認同感。
激發學生為推動核能可持續發展貢獻力量的責任感。
二、教學重難點
重點:核能在可持續發展中的作用、核能發展的利弊分析、國際核能發展趨勢。
難點:制定核能可持續發展方案、平衡核能發展與環境保護的關系。
三、教學方法
探究法、討論法、案例分析法
四、教學過程
導入新課(5 分鐘)
展示全球能源消耗數據和能源結構變化圖表,提問:“在追求可持續發展的背景下,核能將扮演怎樣的角色?” 引入本節課的主題。
核能與可持續發展的關系(15 分鐘)
講解可持續發展的概念和目標,分析核能作為清潔能源在減少碳排放、保障能源供應方面的`優勢。
結合案例,如我國核電站建設對經濟發展和能源結構調整的促進作用,說明核能在可持續發展中的重要地位。
核能發展的利弊分析(15 分鐘)
組織學生進行小組討論,從經濟、社會、環境等方面分析核能發展的利與弊。
每組派代表發言,教師進行總結和補充,引導學生辯證地看待核能發展問題。
國際核能發展趨勢與政策(10 分鐘)
介紹世界各國在核能發展方面的政策和措施,如美國、法國、日本等國家的核能發展戰略。
分析國際核能發展的趨勢,如新型核電站的研發、國際合作在核能發展中的作用等。
制定核能可持續發展方案(10 分鐘)
引導學生以小組為單位,結合所學知識,制定一份核能可持續發展的方案,包括技術創新、安全保障、環境保護等方面的內容。
各小組展示方案,相互評價和交流,教師進行點評和指導。
課堂總結與作業(5 分鐘)
總結本節課內容,強調核能可持續發展的重要意義。
布置作業:關注近期國際上關于核能發展的新聞,撰寫一篇心得體會,談談自己對核能可持續發展的新認識。
初三物理核能教案 7
一、教學目標
知識與技能
學生能準確闡述核能的定義,理解核能產生的兩種方式 —— 核裂變和核聚變。
能夠解釋鏈式反應的過程及其在核裂變中的作用。
掌握核電站的基本工作原理,了解核能發電的優勢與潛在風險。
過程與方法
通過分析核電站工作流程圖,培養學生觀察、分析和歸納信息的能力。
開展小組討論,引導學生合作探究核裂變與核聚變的異同,提高合作學習和表達能力。
情感態度與價值觀
激發學生對核能科學的興趣,培養學生探索科學奧秘的熱情。
增強學生的安全意識和社會責任感,正確認識核能的應用。
二、教學重難點
重點:核能的概念、核裂變和核聚變的原理、核電站的工作原理。
難點:鏈式反應的過程、核聚變難以控制的原因。
三、教學方法
講授法、討論法、直觀演示法
四、教學過程
導入新課(5 分鐘)
播放一段新聞視頻,內容為核電站的建設與運行,引發學生對核能的關注和好奇。提問:“視頻中提到的'核能是什么?它是如何產生能量的?” 由此導入新課。
知識講解(20 分鐘)
核能的定義:通過舉例(如原子彈爆炸、核電站發電),講解核能是原子核發生變化時釋放的能量。
核裂變:利用動畫演示鈾 - 235 核裂變的過程,講解鏈式反應的概念,強調中子的作用。引導學生思考鏈式反應在原子彈和核電站中的不同應用。
核聚變:展示太陽內部核聚變的圖片和資料,講解核聚變的條件和過程,對比核裂變與核聚變的特點。
核電站工作原理(15 分鐘)
展示核電站工作流程圖,結合實物模型,逐步講解核電站的組成部分(核反應堆、蒸汽輪機、發電機等)及其工作過程。
組織學生分組討論核電站與火力發電站在能源利用和對環境影響方面的差異,每組派代表發言。
課堂小結(5 分鐘)
與學生一起回顧本節課的重點內容,通過提問的方式強化學生對核能相關知識的理解。
布置作業(課后完成)
查閱資料,了解我國核電站的分布和發展現狀,寫一篇 300 字左右的短文。
初三物理核能教案 8
一、教學目標
。ㄒ唬┲R目標
1.通過演示實驗使學生了解可以利用內能來做功。
2.通過教師引導學生觀看模型,教師并演示汽油機工作中一個周期的四個沖程,讓學生了解四沖程汽油機的基本結構和工作原理。
3.通過討論和講解了解燃料的熱值和熱機的效率。
4.通過能量的轉化和轉移認識效率。
。ǘ┠芰δ繕
1.通過演示實驗提高學生觀察和分析問題的能力。
2.利用演示實驗、講解和討論,引導學生理論聯系實際、利用物理知識分析實際問題的能力。
3.培養學生的創新意識。
。ㄈ┣楦畜w驗目標
1.通過演示實驗,激發學生的學習興趣和對科學的求知欲望,培養學生實事求是的科學態度。
2.對學生進行愛祖國愛科學的教育。提高學生重視效益、效率的意識和科技意識,激勵學生為科技的發展而努力學習,教育學生重視環境保護。
二、教學重點
1.通過演示實驗使學生了解可以利用內能來做功.
2.知道四沖程汽油機的基本結構和工作原理.
3.通過討論了解燃料的熱值和熱機效率.
三、教學難點
1.組織、指導學生通過演示實驗得出可以利用內能來做功.
2.利用實驗演示讓學生知道四沖程汽油機的工作原理.
四、教學方法
本節課內容為新授課。本課采用以實驗為主導的綜合啟發式教學,初步滲透探究式學習方法。
五、教具學具
試管、水、酒精燈、鐵架臺、汽油機模型、火柴、金屬網等。
六、教學步驟
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請大家拿出小汽車模型(各人自帶),今天這節課,我們主要研究小汽車等機器的“心臟”——熱機。
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1.整體感知
內燃機是內能轉化為機械能的機器,內燃機的一個工作循環由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。內燃機在一個工作循環中,活塞往復運動兩次,曲柄轉動兩周,燃氣對外做功一次,完成一個沖程所用時間是整個周期的四分之一。內燃機的能量來源于燃油燃燒時的化學能。而1 kg的某種燃料在完全燃燒時放出的熱量叫做熱值。也就是說,它是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關,與燃料的形態、質量、體積、是否燃燒均無關系。有效利用燃料是節能的重要措施,有效利用燃料的途徑:一是要讓燃料盡可能充分燃燒;二是要減小熱量的損失。
2.教學互動
互動1:實驗(教科書中圖15.4-1),引出內能可做功。
明確教師引導學生分析:酒精燃燒放出熱量(化學能轉化為內能),通過熱傳遞將一部分內能轉移給了水,水的內能增加使其溫度逐漸升高直至沸騰,產生大量水蒸氣,水蒸氣越來越多,對軟木塞的壓力越來越大,最后將軟木塞推出試管口,這就是水蒸氣膨脹對軟木塞做功。由這個實驗我們知道,利用內能可以做功,熱機就是把內能轉化為機械能的裝置。
互動2:內燃機的基本結構和工作過程。
明確內燃機的主要特點:燃料直接在汽缸內燃燒。教師引導學生觀看模型,教師并演示汽油機工作中一個周期的四個沖程,引導學生得出:內燃機的一個工作循環是由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程組成。在一個工作循環中,活塞往復運動兩次,曲柄轉動兩周,燃氣對外做功一次。在壓縮沖程中,機械能轉化為內能,在做功沖程中,內能轉化為機械能。
互動3:燃料的熱值。
明確教師提出問題:燃料的種類很多,固體燃料有木柴、煤等,液體燃料有汽油、柴油等,氣體燃料有煤氣、天然氣等。根據你的經驗,相同質量的不同燃料燃燒時放出的熱量是不是相同?學生討論后得出:不同。教師進一步引導后得出:燃料燃燒的本質是發生了化學變化,在燃燒的過程中燃料的化學能轉化為內能。相同質量的不同燃料燃燒時放出熱量是不同的。物理學中,把1 kg的某種燃料完全燃燒時放出的熱量,叫做這種燃料的熱值。引導學生瀏覽書上的一些燃料的熱值,使他們知道熱值是燃料本身的一種特性,只與燃料的種類有關。
互動4:有效利用燃料。
明確從家用煤爐怎樣節能談起,引導學生結合實際來討論,然后得出結論:一是要讓燃料盡可能燃燒充分;二是要減小熱量的散失。
互動5:學生討論怎樣提高燃料的利用率。
明確根據教科書中圖15.4-6讓學生討論,內燃機中的燃料燃燒放出的熱量是否能全部用來做功?學習討論后,教師引導鼓勵學生根據當地的實際情況提高燃料利用率。
3.達標反饋
。1)柴油機四個沖程中,內能轉化為機械能的是C機械能轉化為內能的是B 。
A.吸氣沖程B.壓縮沖程
C.做功沖程D.排氣沖程
。2)一桶煤油用掉一半,剩下的煤油(D)
A.密度和熱值不變,比熱容減為原來的一半
B.比熱容和密度不變,熱值減為原來的一半
C.熱值和比熱容不變,密度減為原來的一半
D.密度、熱值、比熱容都不變
。3)酒精的熱值是,由此可知(D)
A.無論采用何種方式燃燒1 kg酒精,都可得到J熱量
B.如果燃燒1 kg的燃料時,得到J的熱量,這種燃料一定是酒精
C.每1 kg的酒精燃燒放出J的熱量
D.1 kg的酒精完全燃燒放出的`熱量是J
。4)現代火箭使用液態氫作燃料,是因為它具有(B)
A.較輕的質量B.較大的熱值
C.較特殊的密度D.較大的熱量
。5)以內燃機為動力的各種機械,在人類生產、生活中應用極為廣泛,從輪船、火車到拖拉機、摩托車等,它的動力大多來源于內燃機,它們雖然在構造上略有差異,但工作原理都是一樣的。下列對內燃機的有關敘述中,錯誤的是(C)
A.內燃機是內能轉化為機械能的裝置
B.內燃機用水冷卻,是因為水的比熱容大
C.它排出的廢氣無污染,是一種環保型的機器
D.內燃機靠產生的高溫、高壓氣體做功
4.課堂小結
。1)內容總結
本節課我們學習了汽油機的一個循環,知道內燃機的一個工作循環由吸氣、壓縮、做功、排氣四個沖程阻成以及各個沖程的具體情況,另外學習了熱值這個新的物理量和怎樣有效的利用燃料。
。2)方法歸納
本課通過以實驗為主導的綜合啟式發教學,提高我們將科學技術應用于日常生活和社會的能力。
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1.教材第121頁的“動手動腦學物理”1
2.自制簡易小火箭。
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四熱機
一、汽油機的四沖程
A.吸氣沖程
B.壓縮沖程(機械能轉化為內能)
C.做功沖程(內能轉化機械能)
D.排氣沖程
二、熱值:1 kg某種燃料完全燃燒放出的熱量。
單位:J/kg
三、有效利用燃料的途徑:
一是讓燃料盡可能充分燃燒;二是要減小熱量的損失。
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