高中物理_核裂变和核聚变教学设计学情分析教材分析课后反思.docxVIP

教学设计 【课堂引入】 问题：在上一节中，我们学习了原子核的比结合能曲线，知道中等核 的比结合能最大， 那么一个重核分裂成两个中等原子核或两个较轻原 子核结合成质量数较大原子核时要释放能量还是要吸收能量呢？ 【课堂学习】 一、核裂变 ●核裂变： 重核分裂成几个中等质量原子核并释放出核能的反应， 称 为核裂变。 ★铀核的裂变：用中子(10n)轰击铀核，铀核发生裂变，分裂成两 个中等质量的原子核，从而释放出巨大能量。核裂变的方程： 问题 1：写重核裂变方程应注意什么？ (1)满足“质量数、核电荷数”守恒； (2)只能用“ ”，不能用“=”； (3)两边的中子不能约去 学习活动一：在核裂变 U＋ n → Ba＋ Kr＋310n 反应中，质量亏损 Δm=0.2153u，则 (1)一个铀核裂变释放多少能量 E？平均每个核子释 放的能量 E0 是多少 解 ： E= Δ m × 931.5Mev=200.55Mev E0=E/235=0.853Mev (2) 1g 这样的铀(原子核质量 m=235.0439u)发生裂 变放出多少能量 E？这些能量相当于燃烧多少煤所释放的化学能(无 烟煤的燃烧 3.35×107J/kg)？ 解 ： E=1 × 6.02 × 1023 × 200.55 × 1.6 × 10-13/235=8.22×1012J m=8.22×1012/3.35×107=2.45×103kg 由此可见核能是十分巨大的 ●链式反应 学习活动二：观看 PPT，掌握有关链式反应的知识 ★链式反应： 核裂变释放出能量的同时， 平均每次可以放出 2—3 个 中子，这些中子又轰击其他 核，使之发生裂变，这样不断继续，使 裂变反应就会持续进行， 就形成了裂变的链式反应 (原子弹就是利用 重核的裂变) 问题 2：链式反应的维持需要什么条件？(铀块体积足够大) ★临界体积 ：通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它 的临界 体积。 ●核电站 学习活动三：观看 PPT 及书上相关的内容，总结出相关的知识点 ★核电站的核心部位——核反应堆： 在人为控制下安全进行链式反应 核燃料：用浓缩铀制成的铀棒 ★核反应堆 慢化剂(石墨、重水和普通水)：使快中子 慢中 子(热中子) 镉棒：吸收中子，控制反应速度 混凝土防护层 学习活动四：核能给我们带来好处，同时也给我们带来风险，你能举 例说明吗？ 如：核废料的处理、校电站的安全 二、核聚变 ●核聚变： 把轻原子核聚合成较重原子核的反应 (氢弹主要利用的核 聚变) 如： 11H+10n 21H+Q 21H+21H 42H+Q 问题 3：核聚变有何条件？(课本 P56) (原子核带正电，之间存在库仑斥力，故需要足够高的温度(足够的 动能)使两原子核达到核力的作用范围， 然后通过核力作用发生聚变， 此后就不需要外界再提供能量，靠自身的能量就可以使反应继续) 问题 4：核聚变为何又称“热核反应”？ 问题 5：核聚变与核裂变相比有那些优点？ (1)相同质量的燃烧核聚变能释放更多的能量 (2)核聚变没有象核裂变产生放射性废料 (3)核聚变的燃烧氘在地球上非常丰富 问题 6：核聚变与核裂变相比有很多优点，为什么现在仍利用核裂变 发电？ (核聚变在技术难以控制) ●可控核聚变反应研究进展(课本 P58) ★聚变反应堆：可控热核反应(托卡马克受控热核反应) ★聚变反应具有普遍性， 它在宇宙中时刻进行着， 太阳内部就是一个 巨大的热核反应 ★核聚变是一种安全、不产生放射性物质、原料成本低的能源 学习活动五：已知氘核质量为 2.0136u，中子质量为 1.0087u，32He 核的质量为 3.0150u. (1)写出两个氘核结合成 32He 的核反应方程。 (2)计算上述核反应中释放的核能. (已知 1u 相当于 931.5MeV 能量) 解： (1) 21H＋21H 32He＋10n (2) E=3.26Mev 【板书设计】 一、重核裂变 ●核裂变： 重核分裂成几个中等质量原子核并释放出核能的反应 (原 子弹) ★铀核的裂变： ●链式反应及条件 ●核电站[ ★核电站的核心部位——核反应堆： 在人为控制下安全进行链式反应 核燃料：用浓缩铀制成的铀棒 ★核反应堆 慢化剂(石墨、重水和普通水)：使快中子 慢中 子(热中子) 镉棒：吸收中子，控制反应速度 混凝土防护层 二、轻核聚变 ●核聚变：把轻原子核聚合成较重原子核的反应(氢弹) ——热核反 应 11H+10n 21H+Q 21H+21H 42H+Q ●可控核聚变反应研究进展 ★聚变反应堆：可控热核反应(托卡马克受控热核反应) ★太阳内部就是