2019-2020年高中物理 3.5 核裂變教案 教科版選修3-5.doc
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2019-2020年高中物理 3.5 核裂變教案 教科版選修3-5 三維教學(xué)目標(biāo) 1、知識(shí)與技能 (1)知道核裂變的概念,知道重核裂變中能釋放出巨大的能量; (2)知道什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng); (3)會(huì)計(jì)算重核裂變過(guò)程中釋放出的能量; (4)知道什么是核反應(yīng)堆。了解常用裂變反應(yīng)堆的類(lèi)型,了解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點(diǎn)。 2、過(guò)程與方法 (1)通過(guò)對(duì)核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)關(guān)系的理解,培養(yǎng)學(xué)生的邏輯推理能力及應(yīng)用教學(xué)圖像處理物理問(wèn)題的能力; (2)通過(guò)讓學(xué)生自己閱讀課本,查閱資料,培養(yǎng)學(xué)生歸納與概括知識(shí)的能力和提出問(wèn)題的能力。 3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀 (1)激發(fā)學(xué)生熱愛(ài)科學(xué)、探求真理的激情,樹(shù)立實(shí)事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)素養(yǎng),通過(guò)核能的利用,思考科學(xué)與社會(huì)的關(guān)系; (2)通過(guò)教學(xué),讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到和平利用核能及開(kāi)發(fā)新能源的重要性; (3)確立世界是物質(zhì)的,物質(zhì)是運(yùn)動(dòng)變化的,而變化過(guò)程必然遵循能量守恒的觀點(diǎn)。 教學(xué)重點(diǎn):鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及其釋放核能的計(jì)算;重核裂變的核反應(yīng)方程式的書(shū)寫(xiě)。 教學(xué)難點(diǎn):通過(guò)核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)的關(guān)系,推理得出由質(zhì)量數(shù)較大的原子核分裂成質(zhì)量數(shù)較小的原子核釋放能量這一結(jié)論。 教學(xué)方法:教師啟發(fā)、引導(dǎo),學(xué)生討論、交流。 教學(xué)用具:多媒體教學(xué)設(shè)備一套:可供實(shí)物投影、放像、課件播放等。 (一)引入新課 大家都知道在第二次世界大戰(zhàn)即將結(jié)束的時(shí)候,美國(guó)于1945年8月6日、9日先后在日本的廣島、長(zhǎng)崎上空投下了兩顆原子彈,剎那間,這兩座曾經(jīng)十分美麗的城市變成一片廢墟。大家還知道目前世界上有少數(shù)國(guó)家建成了許多核電站,我國(guó)也相繼建成了浙江秦山核電站和廣東大亞灣核電站等。我想,現(xiàn)在大家一定想知道原子彈爆炸及核發(fā)電的原理,那么,我們這節(jié)課就來(lái)學(xué)習(xí)裂變,通過(guò)學(xué)習(xí),大家就會(huì)對(duì)上述問(wèn)題有初步的了解。 (二)進(jìn)行新課 1、核裂變(fission) 提問(wèn):核裂變的特點(diǎn)是什么?(重核分裂成質(zhì)量較小的核的反應(yīng),稱為裂變) 總結(jié):重核分裂成質(zhì)量較小的核,釋放出核能的反應(yīng),稱為裂變。 提問(wèn):是不是所有的核裂變都能放出核能?(只有核子平均質(zhì)量減小的核反應(yīng)才能放出核能) 總結(jié):不是所有的核反應(yīng)都能放出核能,有的核反應(yīng),反應(yīng)后生成物的質(zhì)量比反應(yīng)前的質(zhì)量大,這樣的核反應(yīng)不放出能量,反而在反應(yīng)過(guò)程中要吸收大量的能量。只有重核裂變和輕核聚變能放出大量的能量。 2、鈾核的裂變 (1)鈾核的裂變的一種典型反應(yīng)。 提問(wèn):鈾核的裂變的產(chǎn)物是多樣的,最典型的一種核反應(yīng)方程式是什么樣的? (2)鏈?zhǔn)椒磻?yīng): 提問(wèn):鏈?zhǔn)椒磻?yīng)〔chain reaction〕是怎樣進(jìn)行的?(這種由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程,叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)) (3)臨界體積(臨界質(zhì)量): 提問(wèn):什么是臨界體積(臨界質(zhì)量)?(通常把裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積,相應(yīng)的質(zhì)量叫做臨界質(zhì)量) (4)裂變反應(yīng)中的能量的計(jì)算。 裂變前的質(zhì)量: kg, kg 裂變后的質(zhì)量: kg,kg,kg, 學(xué)生計(jì)算:質(zhì)量虧損: kg, J=201MeV 總結(jié):由重核裂變產(chǎn)生的中子使裂變反應(yīng)一代接一代繼續(xù)下去的過(guò)程,叫做核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的最小體積叫做它的臨界體積。鈾核裂變的產(chǎn)物不同,釋放的能量也不同。 3、核電站 提問(wèn):核核反應(yīng)堆各組成部分在核反應(yīng)中起什么作用? 學(xué)生回答:鈾棒由濃縮鈾制成,作為核燃料。 學(xué)生回答:控制棒由鎘做成,用來(lái)控制反應(yīng)速度。 學(xué)生回答:減速劑由石墨、重水或普通水(有時(shí)叫輕水)做成,用來(lái)跟快中子碰撞,使快中子能量減少,變成慢中子,以便讓U235俘獲。 學(xué)生回答:冷卻劑由水或液態(tài)的金屬鈉等流體做成,在反應(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動(dòng),把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出,確保反應(yīng)堆的安全。 學(xué)生回答:水泥防護(hù)層用來(lái)屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線,防止核輻射。 提問(wèn):核能發(fā)電的優(yōu)點(diǎn)、缺點(diǎn)? 優(yōu)點(diǎn):①污染小;②可采儲(chǔ)量大;③比較經(jīng)濟(jì)。 缺點(diǎn):①一旦核泄漏會(huì)造成嚴(yán)重的核污染;②核廢料處理困難。 點(diǎn)評(píng):學(xué)生用自己的語(yǔ)言敘述,基本正確即可。 補(bǔ)充:了解常用裂變反應(yīng)堆的類(lèi)型:秦山二期、大亞灣二期是壓水堆,秦山三期是沸水堆。 例題1、下列核反應(yīng)中,表示核裂變的是( ) A、 B、 C、 D、 分析:核反應(yīng)中有四種不同類(lèi)型的核反應(yīng),它們分別是衰變、人工轉(zhuǎn)變、重核裂變、輕核聚變。其中衰變中有衰變、衰變等。 是衰變, 是衰變,是人工轉(zhuǎn)變,只的C選項(xiàng)是重核裂變。 解:表示核裂變的是C 例題2、秦山核電站第一期工程裝機(jī)容量為30萬(wàn)kW,如果1g鈾235完全裂變時(shí)產(chǎn)生的能量為8.21010 J,并且假定產(chǎn)生的能量都變成了電能,那么,每年要消耗多少鈾235?(一年按365天計(jì)算) 學(xué)生回答: 解:核電站每天的發(fā)電量為W=Pt=3108243600 J=2.5921013 J,每年的發(fā)電量W總=365W=9.461015 J而1 g鈾完全裂變時(shí)產(chǎn)生的能量為:8.21010 J 所以,每年消耗的鈾的量為: 點(diǎn)評(píng):培養(yǎng)學(xué)生推理及公式演算的能力。注意速度單位的換算,運(yùn)算過(guò)程中帶單位運(yùn)算。適當(dāng)進(jìn)行愛(ài)國(guó)主義教育。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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