《第05节裂变和聚变》教学设计(广东省市级优课)x-物理教案

《裂变和聚变》教学设计【学习目标】（1）．知道重核的裂变反应，知道重核裂变中能释放出巨大的能量。（2）．知道什么是链式反应及其条件。（3）．知道原子弹的原理，会计算重核裂变过程中释放出的能量。（4）．知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。（5）．知道聚变反应的特点及其条件，知道轻弹的原理（6）．了解可控热核反应及其研究和发展.（7）．知道轻核的聚变能够释放出很多的能量,如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。【教学重点】1．链式反应及其释放核能的计算。2．重核裂变的核反应方程式的书写。3.聚变核反应的特点。【教学难点】1、通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。2、聚变反应的条件。【教学策略设计】在课堂上，把主动权交给学生，由他们主动阅读、探究、讨论、交流、归纳，教师只起导演作用【教学用具】手提电脑一台，课室多媒体投影设备等。【教学过程设计】教师活动学生活动设计意图课前布置预习任务活动1：学生活动：利用学案预习，了解本节课主要知识点。教师公布学案中预习部分的答案，学生纠正错误，检测自己的预习效果，并带着疑问来有效听课。引入新课：一、展示原子弹和氢弹的爆炸图片。1．核裂变的定义提问：核裂变的定义回顾核子平均质量随原子序数的变化图让学生阅读有关核子平均质量有补充材料。分小组讨论。体会原子核蕴含巨大能量，并从核子平均质量随原子序数的变化图，分析出有哪些核反应方程能释放能量学生回答：只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能。知识总结：不是所有的核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。互相竞争，活跃课堂气氛，激活学生思维，增加学习的趣味性。2、铀核裂变的特点（1）铀核的裂变的一种典型反应。提问：铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是什么样的？多媒体动画演示，链式反应的工作过程（3）链式反应的条件回答：这种由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。学生回答：①中子的“再生率”要大于1②铀块体积大于临界体积③有足够浓度的铀235培养学生用自己的语言叙述问题，鼓励其大胆发言3、重核裂变的应用（1）原子弹。播放录影，展示原子弹爆炸的过程及原子弹爆炸后形成的惨景的片段。（2）核电站：介绍核发电量的情况（3）核潜艇学生：观看原子弹爆炸的过程，并形成裂变能放出巨大能量的初步认识。效果明显、震撼，学生被深深吸引。激发起学生主动探求知识的欲望，从而为下一步进行教学活动奠定一个良好的基础。二、轻核聚变1．聚变及其条件提问：请同学们阅读课本第一段，回答什么叫轻核的聚变？投影材料一：核聚变发展的历史进程提问：请同学们再看看平均质量随原子序数的变化曲线，想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能？答：轻核的聚变（热核反应）：某些轻核能够结合在一起，生成一个稍大的原子核，这种核反应叫做聚变2、多媒体动画演示核聚变的条件超高温、超高压；3、应用：教师说强调：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。（1）氢弹（2）恒星内部（3）未来可控核聚变发电站三、核能的计算回顾核能计算的方法培养学生的扩散性思维，培养学生推理及公式演算的能力。注意速度单位的换算，运算过程中带单位运算。四、课堂总结【板书设计】采用表格比较板书法重核的裂变轻核的聚变原理重核裂变成几个中等质量的原子核，释放核能几个轻核结合成一个中等质量的原子核，释放能量发生条件采用纯铀235铀核体积大于临界体积1．必须使轻核接近核力发生作用的距离。2．只有在超高温（几百万度摄氏度以上）释放能量聚变比裂变释放的能量多核反应方程21H+21H→31He+11H+4MeV、21H+31H→42He+10n+17.6MeV燃料铀：铀在地球上储量有限，尤其用于核裂变的铀235在铀矿中仅占0.7%，我国是“贫铀”国家、储藏量不多氘：在地球上非常丰富，1升海水中大约有0.03克氘可控制性裂变的反应速度可以比较容易地进行人工控制。通过在铀棒周围放上减速剂、调节中子数目、插入镉控制棒等手段加以控制。聚变的可控制性较难应用核电站、原子弹。我国：浙江秦山核电站、广东大亚湾核电站除氢弹外，不能控