《225 核反应核能》教学设计.docx

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《225核反应核能》教学设计

《§22-5核反应核能》教学设计

《§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。

<二>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.

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．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．

　　；

　　．33×10-30

　　8．

　　.02×106