20.2核能教学设计 2026-2027学年鲁科版（五四学制）物理九年级下册

年级

九年级

学科

物理

教师

课题

第二节 核能

教学

目标

物理观念

知道原子由原子核和核外电子组成，原子核由质子和中子组成；了解裂变和聚变是获得核能的两条途径；知道核电站中的能量转化过程，初步形成从微观结构认识能量的观念。

科学思维

通过类比“滚雪球”建立链式反应模型，体会类比与模型建构在认识微观世界中的作用，提高抽象概括能力。

科学探究

通过查阅资料、观看动画和小组讨论，收集核能利用的实例，经历“提出问题—搜集证据—交流评估”的探究过程。

科学态度

与责任

了解我国核电技术“华龙一号”和人造太阳研究的最新成就，增强民族自豪感；关注核能与核安全，树立安全意识和可持续发展的责任感。

教学

重难点

1.知道原子核的组成，了解裂变和聚变是获得核能的两条途径(重点)。

2.能说出链式反应的过程，了解核反应堆的作用和核电站的能量转化过程(重点)。

3.从能量和安全两个角度辩证分析核能的利用，体会核能利用的两面性(重难点)。

教学过程

教师活动

学生活动

导入新课（5分钟）

教师：播放2026年的两则新闻视频：我国自主三代核电“华龙一号”批量化建设稳步推进；合肥全超导托卡马克装置（EAST）实现上亿摄氏度等离子体长时间稳定运行，“人造太阳”不断刷新世界纪录。

教师：提问：一座百万千瓦级的核电站，一年只需补充几十吨核燃料；而同样功率的燃煤电厂，一年要消耗数百万吨煤。两者相差近十万倍，如此巨大的能量从何而来？

教师：引导学生提出猜想，并板书课题：第二节 核能。

学生观看视频，联系生活经验，提出自己的猜想。

新课讲授（20分钟）

一、原子与原子核

教师：引导回顾原子的构成：原子由居于中心的原子核和绕核运动的电子组成；原子核由质子和中子组成，质子带正电，中子不带电。

教师：设疑：质子都带正电，同种电荷相互排斥，它们为什么还能紧紧地“挤”在原子核里而不散开？

学生回顾并回答原子的构成，思考教师提出的问题。

学生观看动画，分组讨论，尝试用自己的语言描述链式反应过程

教师：讲解：原子核内存在着强大的核力，把质子和中子紧密地束缚在一起。质子、中子依靠强大的核力结合，使原子核十分牢固。可是，原子核一旦发生分裂或聚合，就可能释放出惊人的能量，这就是核能。

师生：归纳获得核能的两条途径——裂变和聚变。

二、裂变

教师：播放动画：用中子轰击铀核，铀核分裂成两个中等大小的原子核，同时释放出巨大能量，这种核变化叫作裂变。

教师：讲解：裂变释放的能量十分巨大，1 kg铀全部裂变释放的能量超过2000 t优质煤完全燃烧释放的能量。

教师：类比讲解：铀核裂变时还会放出2～3个中子，这些中子又可以轰击其他铀核，使裂变不断进行下去，释放出越来越多的能量，这就是链式反应，好比一只滚雪球，越滚越大。

教师：提问：怎样利用链式反应造福人类？引导学生阅读教材并讨论。

师生：小结：不加控制的链式反应能量瞬间释放，原子弹据此制造；核电站的核反应堆则人工控制链式反应的速度，让能量平稳释放。

师生：分析核电站中的能量转化过程：核能→内能→机械能→电能。

例1　科学家用中子轰击铀原子核，使其分裂成两个中等质量的核，同时释放出巨大能量。下列关于该过程的说法正确的是(　　)

A．该过程属于聚变反应

B．该过程释放的能量来自化学反应

C．该过程引发的链式反应若不加以控制，可在极短时间内释放巨大的能量

D．该过程不会产生新的原子核

答案　C

解析　用中子轰击较大的原子核使其分裂成两个中等质量的核，属于裂变，选项A错误；核能来自原子核内部的变化，不是化学反应产生的，选项B错误；链式反应不加控制时，能量会在极短时间内集中释放，加以控制时则可平稳释放用于发电，选项C正确；铀核裂变后会生成两个中等质量的新原子核并放出中子，选项D错误。

。

新课讲授　三、聚变

教师：讲解：在极高的温度下，两个较轻的原子核（如氘核和氚核）结合成一个较重的原子核，同时释放出比裂变更大的能量，这种核变化叫作聚变，也叫热核反应。

教师：介绍：氢弹就是利用聚变在瞬间释放巨大能量的；太阳内部时时刻刻

学生聆听、思考，对比归纳裂变与聚变的异同。