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

《核裂变和核聚变》--教学设计课题核裂变和核聚变课时1课时教学流程设计教师活动学生活动引入新课通过前面的学习，同学们了解到原子核发生变化时，有些会放出核能。（展示PPT）引导学生列举历史中人类对核能的利用

核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应．1．认真听老师讲解，对要学习的内容充满信心，分小组讨论与交流。2．阅读教材内容，了解原子核的人工转变及对人类生产生活的意义。。裂变和聚变物理学中把重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应叫做裂变．把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反映叫做聚变．结合课件中的图片能形象的理解裂变和聚变的意义进行新课核裂变核裂变重原子核(原子量M＞200)受到中子的轰击分裂成两个或两个以上中等质量原子核的现象，称为重核的裂变．课件展示形象图片加深学生的理解2、铀核的裂变（1）发现：1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，同时能释放出200MeV的能量。（2）裂变产物(多种多样)9292补充物理学史：知道中国在这方面的贡献引导学生思考并讨论：1kg铀全部裂变，它放出的能量？答：超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量．1.学出计算铀裂变时释放的能量已知铀核裂变的反应：92Mu=390.313910-27KgMn=1.674910-27KgMba=234.001610-27KgMkr=152.604710-27Kg求：（1）该核反应释放的能量（2）平均每个核子释放的能量2．在教师的启发下分析、思考并讨论：1kg铀全部裂变，它放出的能量有多大？3．结合阅读提纲阅读课本内容，和同学讨论交流。4．尝试自己归纳知识点。师生互动投影知识点并点评、总结1．链式反应：由裂变重核裂变产生的中子使反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．2．临界体积和临界质量：使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，相应的质量叫做临界质量。3.发生链式反应的条件：铀块的质量大于临界质量，或者铀块的体积大于临界体积。4．裂变特点：(1)裂变过程中能放出巨大的能量．(2)裂变的同时能放出2～3个(或更多个)中子．(3)裂变的产物不是唯一的．注意:裂变反应的依据是实验事实，不能仅凭反应前后质量数守恒，电荷数守恒，杜撰各裂变反应．5．链式反应条件:中子再生率>1中子再生率:在核反应中产生的中子中能引起新的核裂变的中子数量与消耗的中子数量之比。提高中子再生率的方法:1)使用纯铀2352)核原料的体积大于其临界体积--能够发生链式反应的铀块的最小体积.3)利用减速剂使快中子变成慢中子.6．原子弹1945年8月6日，铀弹小男孩投到广岛；8月9日，钚弹胖子投在长崎原子弹爆炸后形成的蘑菇状云团，爆炸产生的气流、烟尘直冲云天，高达12英里多．广岛市区80%的建筑化为灰烬，64000人丧生，72000人受伤，伤亡总人数占全市总人口的53%．长崎市60%的建筑物被摧毁，伤亡86000人，占全市37%．通过课件中的图片展示，让学生了解原子弹的巨大破坏力。受控核反应：核反应堆引导学生思考，如何和平的利用核能。1．核反应堆①用人工方法控制核裂变链式反应并获得核能的装置。②结构：反应堆主要有核燃料棒（铀棒）、减速剂、控制棒（镉棒）、防护层和冷却系统等构成。2．核电站利用反应堆中的核燃料裂变放出的核能转变为电能的发电厂。展示核反应堆的结构图片。并向学生讲解。3．核能：可开发的核裂变燃料资源可使用上千年。核聚变资源可使用几亿年。4．我国核电事业的发展：现有：浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站、江苏田湾核电站、广东岭澳核电站。在建：辽宁红沿河核电站、广东阳江核电站、福建宁德核电站、山东海阳核电站等。1．仔细观察并思考问题，养成积极思考问题的习惯。2．结合阅读提纲认真阅读课本内容。3．阅读结束后，自己总结提出的思考题。4．尝试自己归纳知识点。5．和同学交流讨论，弥补自己的不足之出。6．阅读教材，完成掌握核电站的原理。7．了解各核电站的建设情况，知道中国在核电站建设上取得的进步，并了解中国核电站的布局。师生互动投影和平利用核能的隐患：1986年4月26日切尔诺贝利核电站第4号机组发生爆炸。人为造成三道安全措施无效1979年3月28日三里岛核电站二号堆事故，由于多重安全系统发挥作用，后果不严重3.2011年3月12日福岛第一核电站发生放射性物质泄露，事故定为最高级7级。核聚变轻核的聚变（热核反应）某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。112.如何能使轻核发生聚变=1\*GB3①必须让轻核的距离非常接近=2\*GB3②必须让轻核具有很大的动能3．聚变与裂变相比的优点：（1）轻核聚变产能效率高（2）地球上聚变燃料的储量丰富（3）轻核聚变更安全、清洁（4）反应中放射物质的处理较易4．实现核聚变的难点：（1）热核反应的的点火温度很高；（2）如何约束聚变所需的燃料；1．尽可能通过阅读课本，查阅资料充分了解聚变知识。

2．对于如何利用聚变能量，要充分发表自己的观点。

师生共同讨论交流教师启发诱导分析学生自主完成

基础训练1、重核裂变和轻核聚变是人类利用原子能的两条途径，下面说法中正确的是（）A、裂变过程和聚变过程都要有质量亏损B、裂变过程有质量亏损，聚变过程没有质量亏损C、裂变过程没有质量亏损，聚变过程有质量亏损D、裂变过程和聚变过程都没有质量亏损2、下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是（）A、B、C、D、3、钍232（）经过一系列的衰变和衰变，成为铅208（），则（）A、铅核比钍核少8个质子B、铅核比钍核少24个核子C、铅核比钍核少16个中子D、共经过6次衰变和4次衰变4．下列核反应方程中，表示核聚变过程的是A．B．C．D．典型例题例题1：有一座核能发电站，发电能力P＝1×106kW，核能转化为电能的效率η＝40%，设反应堆中发生的裂变反应全是QUOTE92235U+01n→56141Ba+3692Kr+301n92例题2：一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，氚核质量为3.0180u，（1）写出核反应方程；（2）求该反应中释放的核能。例题3：氘核和氚核发生聚变，放出一个中子和17.6MeV的能量.计算2克氘和3克氚聚变放出的能量，并写出核反应方程.总结教师活动学生活动1．引导学生回忆。

2．对学生在本节课中的表现予以表扬。

3．让学生概括总结本节的内容。1．回忆本节所学的知识内容，并总结本节知识。

2．老师的点评。

3．总结概括本节内容，并把自己这节课的体会写下来、对比黑板上的小结和自己的小结，看谁的更好，好在什么地方。核裂变和核聚变-----学情分析本节内容是继学生学习核力和结合能后，学习的两种典型的核反应。在原子核的学习中，学生已经知道了原子核的组成、放射性元素的衰变、原子核的人工转变以及核力和结合能，这些知识都为第6结核裂变和第7节核聚变的学习奠定了基础。此外，高二学生已具备一定观察能力、经验抽象思维能力和较强的自主探究能力，并对未知新事物有较强的探究欲望。核裂变和核聚变-----效果分析核裂变和核聚变对学生来说并不陌生，在生活当中已有了深刻的认识，但对于核裂变和核聚变的本质，还需要学生认真对待。尤其是裂变和聚变的产生条件及反应方程，学生较难理解，但这更是一个考点。通过本节课的教学，大部分学生已经掌握了核裂变和核聚变的本质以及裂变和聚变的产生条件及反应方程，加深了对核反应的理解。但对核裂变和聚变过程中释放能量的计算还是有部分学生不会。核裂变和核聚变----教材分析

“核裂变和核聚变”选自人教版高中《物理》选修3-5第十九章第6节和第7节。在此之前，学生已经学习了原子核的组成、放射性元素的衰变和核力与结合能等内容，为学生学习核裂变和核聚变奠定了一定基础，本节课主要是帮助学生在原有的知识基础上建立核反应的几个概念，为今后进一步学习核物理的知识打下基础。此外，核反应与我们日常生活、生产、科学研究有着密切的联系，因此学习这部分有重要的意义。1．在教学中，首先应该让学生了解核裂变和核聚变的共性和个性。展示一些核裂变和核聚变情景，例如，原子弹爆炸、氢弹爆炸和核电站等等，要求学生观察关反思。2．通过多媒体资料结合历史知识了解人类发展和利用核能的历程，让学生切实感受到核能的巨大破坏力，坚定和平利用核能理念。3．学习链式反应的概念，可以结合课件上的图片引导学生加以认识，让学生形象的了解整个过程，进而引出临界质量和临界体积。应向学生指出达到临界质量或临界体积是发生链式反应的前提。

4．学习核电站时，要详细讲解核反应堆的工作原理，知道核能发电对人类的重大意义，知道和平利用核能是人类发展的主基调，在利用核能的过程中要注重安全防护，妥善处理好核废料，同时做好环保，同时讲解好中国在核电方面的发展，培养学生热爱科学，积极进取的精神。动5．在课堂中采用多媒体、电脑模拟辅助手段，帮助学生建立形象直观的认识，降低难度。结合课件引导学生认识到“核裂变和核聚变的过程、本质和人类认识和利用的进程”，并引导和培养学生积极的探索精神。核裂变和核聚变----评测练习例题1：有一座核能发电站，发电能力P＝1×106kW，核能转化为电能的效率η＝40%，设反应堆中发生的裂变反应全是QUOTE92235U+01n→56141Ba+3692Kr+301n92例题2：一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，氚核质量为3.0180u，（1）写出核反应方程；（2）求该反应中释放的核能。例题3：氘核和氚核发生聚变，放出一个中子和17.6MeV的能量.计算2克氘和3克氚聚变放出的能量，并写出核反应方程.跟踪练习1、重核裂变和轻核聚变是人类利用原子能的两条途径，下面说法中正确的是（）A、裂变过程和聚变过程都要有质量亏损B、裂变过程有质量亏损，聚变过程没有质量亏损C、裂变过程没有质量亏损，聚变过程有质量亏损D、裂变过程和聚变过程都没有质量亏损2、下列核反应方程式中，表示核聚变过程的是（）A、B、C、D、3、钍232（）经过一系列的衰变和衰变，成为铅208（），则（）A、铅核比钍核少8个质子B、铅核比钍核少24个核子C、铅核比钍核少16个中子D、共经过6次衰变和4次衰变4．下列核反应方程中，表示核聚变过程的是A．B．C．D．5．氢核、中子、氘核质量分别为m1、m2、m3，那么氢核和中子结合为氘核时释放出的能量表达式为A．m3c2B．(m1＋m2)c2C．(m3－m1－m2)c2D．(m1＋m2－m3)c26．下列核反应方程中，符号“X”表示中子的是()A．Be+He→C+XB．N+He→O+XC．Hg+n→Pt+2H+XD．U→Np+X7．下列核反应方程中正确的是()A．U→Th+HB．Be+He→C+nC．Th→Pa+eD．P→Si+e8．原子反应堆是实验可控核裂变链式反应的一种装置，它的组成主要有()A．原子燃料、减速剂、冷却系统和控制调节系统B．原子燃料、减速剂、发热系统和传热系统C．原子燃料、减速剂、碰撞系统和传热系统D．原子燃料、中子源、原子能存聚系统和输送系统9．下列核反应中属于轻核聚变的是()A．H＋H→He＋nB．Th→Pa+eC．Be+He→C+nD．U→Th+H10．原子核的链式反应也可以在人工控制下进行，从而实现了____________的可控释放。实验可控的条件是控制引起链式反应的____________的数目，方法是在核反应堆的___________之间插入一些镉棒，镉具有吸收___________的能力，当将镉棒插得深一些时，就能更多的_________________，从而使链式反应的速度慢下来，这种镉棒也叫_____________。11．轻核聚变与重核裂变相比有更多的优点，第一，轻核聚变产能效率较________；第12．写出下列核反应的类型：N＋He→O＋H________________，U→Th＋He________________，Hg＋n→Pt＋2H＋n________________，Th→Pa+e________________，Po→Pb＋He________________。《核裂变和核聚变》------课后反思这节课上完以后，坐下来回顾这节课的教学过程，有些想法：从这节课的教学的流程来看，先展示一些核爆炸图片引出本节课的教学内容，然后再回顾以前学过的原子核及天然和人工核反应的知识，反应是怎么进行的，引出了裂变和聚变定义。马上提出分析了裂变的本质，教师通过图画演示，让学生做了系统的归纳。然后题目分析，让学生认识到了核裂变过程中放出的能量是巨大的，进而引出了人类对于核能的利用的问题，学生通过裂变探究，运用数学方法，对核聚变也进行了较为深入的分析，然后通过课件的展示，了解了人类利用核能的历史及现状。这个教学环节是环环相扣，条理清楚，一步一步地深入下去。课上也有探究的内容，除此之外，也注重知识的落实，通过一个典型的例题，就把核裂变和核聚变的相关知识全部应用上了。整个课堂上学生学习的氛围也很浓，很多的问题都是在教师的引导下，通过学生