高三物理《225 核反应 核能》 教学设计示范文本.docx

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高三物理《225核反应核能》教学设计示范文本

高三物理：

《§22-5核反应核能》教学设计（示范文本）

Physicscoversawiderange.Therearemanyoccupationsrelatedtophysics.Agoodstudyofphysicsalsoprovidesbetterconditionsforemployment.

（物理教案）

学校：

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年级：

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教师：

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教案设计/精品文档/文字可改

高三物理：

《§22-5核反应核能》教学设计（示范文本）

教材简介:

由于物理涉及的范围广，有很多职业是和物理有关的，学好物理也为就业提供了比较好的条件，本教学设计资料适用于高中高三物理科目，学习本教材的学生可以提高自身技能，本文档是按照教材进行修订编写，可以放心的进行教材使用。

　　《§22-5核反应核能》教学设计

　　汽车区三中朱国君

　　教学设计思路

　　本节以教师讲授为主，辅之于学生课堂练习。

教学课件用以辅助教学、辅助学生学习之用。

　　让学生理解智能方程，练习书写反应方程式。

　　教育目标

　　一、知识目标

　　1．知道原子核的人工转变及核反应的概念和规律。

　　2．理解核能的概念，知道核反应中的质量亏损。

　　3．知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。

　　4.会根据质能方程和质量亏损计算核反应中释放的核能。

　　二、能力目标

　　1.通过质疑、释疑的思维过程，提高分析探究问题的能力

　　2.学习归纳、推理、迁移的科学方法

　　三、德育目标

　　认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。

　　教学重、难点

　　教学重点

　　1.核反应中的人工转变及核反应方程；

　　2.核能的概念.爱因斯坦的质能方程；计算核能。

　　教学难点

　　质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解，计算核能。

　　教学方法

　　本节以教师讲授为主，辅之于学生课堂练习。

教学课件用以辅助教学、辅助学生学习之用。

　　从核能的利用（核电站）引入课程，指出“核能是人类最终解决能源问题的希望”引发学生的兴趣。

用卢瑟福发现质子的核反应（1919年）引出原子核可以实现人工转变的现象。

在了解原子核自发和人工转变的基础上，介绍核反应的一般概念，并注意让学生了解核反应中质量数和电荷数守恒的规律。

　　学生都知道在核反应中会伴随着巨大的能量，那么能量从何而来哪？

引出核能的概念。

在核能的教学中应注意“一定的质量m和一定的能量mc2相对应”的观点，还应让学生注意，原子核在变化时，其变化前后的总质量是不同的，这种质量差异对应的就是核反应中所吸收或放出的能量.还应注意向学生说明。

　　从核能的计算中强调要注意单位的换算，如原子质量单位和千克的关系，焦耳和电子伏的关系。

　　教学过程

　　○问题情景呈现，导入新课

　　1：

能源是可持续发展问题中的一个重要主题。

　　大亚湾核电站外观图。

　　介绍数据：

1kg铀235燃烧释放出的原子核能相当于2500吨优质煤燃烧时放出的热量，只需几千克铀235就足够长春市24小时的耗能供应。

　　课题名称：

五、核反应核能

　　○新课教学

　　〈一〉核反应

　　请同学们阅读教材，然后回答以下问题。

投影简答题组。

　　⑴什么是核反应？

为什么说原子核的人工转变是核反应的一种？

你还知道哪些核反应？

　　⑵如何用核反应方程表示核反应过程？

在核反应中遵循哪些规律？

　　⑶试比较说明核反应与化学反应的本质区别。

　　生：

阅读有关内容后，先独立思考，然后抽查学生回答问题，互相评价，教师倾听。

点拔强调如下：

　　核反应是一种客观变化，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。

它遵守电荷数与质量数守恒两条规律。

核反应方程是对核反应过程的抽象表达。

　　核反应是原子核的变化，结果是产生了新的元素；而化学反应且是原子的重组，原子外层电子的得失，结果是生成了新的分子，并无新元素的产生。

　　卢瑟福在1919年，首先发现质子，第一次实现了原子核的人工转变。

　　在原子核的转变中，遵守哪些规律？

如此巨大的核能是从哪里来的呢？

这是我们在本节课将要学习和探究的新问题。

　　完成核反应方程：

　　查德威克（英）在1832年发现“中子”的核反应方程。

　　刚才我们研究了核反应中生成新元素和粒子的确定方法及表达形式，下面，我们从能量的角度来分析核反应现象。

　　核能的释放及计算

　　1.核能——核反应中释放的能量。

核能是从哪里来的？

　　学生阅读教材后，独立思考上述问题，教师倾听、询问、了解学生提出的各种疑问，然后启发讲解，投影如下内容：

　　爱因斯坦质能方程：

e=mc2中，e表示物体的能量，m表示物体的质量，c表示真空中的光速。

　　在国际单位制中，e、m、c的单位分别取j、kg和m/s。

　　计算：

1㎏物体对应多少能量？

　　这一能量相当于一个100万kw的发电厂三年的发电量!

　　可见，物体所包含（或具有）的能量是非常巨大的。

对此，爱因斯坦说过：

“把任何惯性质量理解为能量的一种贮藏，看来要自然得多。

”

　　物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的，但是如何使这样巨大的能量释放出来？

从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化δe与物体的质量变化δm的关系．

　　?

e=?

mc2

　　?

m—质量亏损：

如果在一个核反应中，反应前原子核的总质量m1大于反应后原子核的总质量m2，则?

m=m1-m2称为质量亏损。

　　?

e：

表示与△m相当的能量

　　质量数与质量的区别

　　质量数：

一个原子质量的为一个质量数

　　一个原子质量的的大小为1.6606×10-27，称为

　　“原子质量单位”，符号为u，即：

1u=1.6606×10-27㎏

　　计算：

1u的质量相当于____mev的能量.（1mev=106ev,1ev=1.6022×10-19j,c=2.9979×108m/s）

　　解:

　　例题：

已知质子的质量为1.0067277u，中子的质量为1.008665u．氘核的质量为2.013553u，当质子和中子结合成氘核时，

　　⑴写出核反应方程；

　　⑵质量亏损；

　　⑶放出多少能量？

　　解：

　　⑴

　　⑵?

m=1.007277u+1.008665u－2.013553u=0.002389u

　　⑶δe=0.002389×931.5mev=2.22mev

　　核能的计算步骤：

　　1、写出正确的核反应方程。

　　2、计算核反应前后的质量亏损△m。

　　3、根据质能方程△e=△m·c2，计算核能。

　　练习题

　　氢原子的质量为1.007825u，中子的质量为1.008665u，它们结合成碳12，若已知碳核的质量为12.0000000u；该核反应会放出____mev的能量。

　　答：

92.163mev

　　小结

　　核反应

　　核能

　　原子核的人工转变

　　发现质子

　　发现中子

　　核反应的规律

　　质量数守恒

　　电荷数守恒

　　质能方程

　　e=mc2

　　?

e=?

mc2

　　质量亏损——

　　?

m=m1-m2

　　注意的几个问题：

　　①质量数不是质量

　　②记住以下单位换算关系

　　1mev=106ev

　　1ev=1.6022×10-19j

　　1u（原子质量单位）=1.6606×10-27kg

　　③1u相当于931.5mev的能量，这是计算核能经常用到的关系。

　　教学反馈

　　课后思考：

核能的和平利用。

　　阅读小材料《中国核电站》

　　作业：

附后面

　　附:

　　§22-5核反应核能作业

　　一、选择题

　　1．关于核能，下列说法中正确的有[]

　　a．核子结合成原子核时，需吸收的能量

　　b．核子结合成原子核时，能放出的能量

　　c．不同的核子结合成原子核时，所需吸收的能量相同

　　d．使一个氘核分解成一个中子和一个质子时，吸收的能量是一个恒定值

　　2．质子的质量mp，中子的质量为mn，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为[]

　　a．（mp+mn-m）c2　　b．（mp+mn）c2　　c．mc2　　d．（m-mp）c2

　　3．关于原子核的能，下面说法正确的是[]

　　a．使原子核分解成粒子时放出的能量

　　b．核子结合成原子时需要供给的能量

　　c．核子结合成原子核时吸收的能量或原子核分解为核子时放出的能量

　　d．核子结合成原子核时放出的能量或原子核分解为核子时吸收的能量

　　4．在计算核子和原子核的质量时，以u为单位比较方便，关于u下列说法中正确的是[]

　　a．1u≈1.66×10-27kg

　　c．1u相当于931.5mev能量

　　d．u表示一个核子的质量

　　5．关于爱因斯坦质能方程的下列看法中正确的是[]

　　a．e＝mc2中的e是物体以光速c运动的动能

　　b．e＝mc2是物体的核能

　　c．e=mc2是物体各种形式能的总称

　　d．由△e=△mc2，在核反应中，亏损的质量△m转化成能量△e放出

　　e．△e=△mc2表明在核反应中亏损的静质量转化为动质量，被放出的能量带走。

　　二、填空题

　　6．已知氢原子的质量为1.007825u，中子的质量为1.008665u，它们结合成碳，碳核的质量为12.000000u，放出的能量为____mev。

　　7．一个α粒子轰击硼核，生成碳14，并放出0.75mev的能量。

其核反应方程是_____

　　_____，反应中质量亏损是_____㎏。

　　8．正负电子对撞后，转化为两个光子的总能量是_____电子伏。

（正负电子质量m=0.91×10-30kg，光子的静止质量为零）

　　答案

　　一、选择题

　　1．bd　　2．a　　3．d　　4．abc　　5．ce

　　二、填空题

　　6．92．163mev　　7．；1．33×10-30

　　8．1.02×106

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