高三物理教案《核裂变》
物理教学设计方案——核裂变与核聚变
汇报人：XX
2024年X月
目录
第1章 简介 第2章 核聚变的基础 第3章 核裂变与核聚变在能源领域的应用 第4章 实验设计与操作 第5章 教学案例分析 第6章 总结
● 01
第1章 简介
物理教学设计方 案——核裂变与
核聚变
核裂变和核聚变是物 理学中重要的概念， 本教学设计方案旨在 深入介绍这两个概念 的原理和应用，帮助 学生更好地理解核能 技术。
各方对教学设计方案的支持与鼓励
02 展示感激和祝福
对参与者诚挚的感激与祝福
03
参考资料
学术期刊
核裂变与核聚变相关的学 术期刊
教材书籍
在线资源
其他资料
推荐的核裂变与核聚变教 材书籍
网络上可以找到的核裂变 与核聚变资料
其他相关的参考资料
附录
附录中提供一些图表 和数据，帮助学生更 好地理解核裂变与核 聚变知识。这些补充 材料将增强学生对知 识的理解和运用能力。
教学反思与展望
教学效果总结
评估学生表现 识别教学问题 总结改进方案
未来展望
发展核聚变技术 拓展教学领域 应对挑战和困难
● 06
第6章 总结
总结与展望
核裂变与核 聚变教学设 计方案的重
要性
探讨核裂变与核 聚变教学的实际
应用
未来能源发 展前景
展望核聚变在解 决能源危机中的
潜力
致谢
01 感谢支持者
实验结果评 估
评估实验结果并 提出建议和展望
安全注意事 项强调
重点提醒学生实 验中的安全操作
规范
● 05
第五章 教学案例分析
核裂变案例分析
高中物理第4章核能4.2核裂变教案鲁科版选修3_5
第2节核裂变●课标要求1．知道核裂变的概念，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，知道链式反应发生的条件．3．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．●教学地位本节在学生了解核能概念的基础上，进一步探讨释放核能的一条途径——重核的裂变．有关重核裂变和链式反应的概念，初中已学过，教学中在初中内容的基础上结合前面学习的内容说明各种天然衰变也好，原子核的人工转变也好，反应中放出的能量不是由于功率大小而是粒子轰击原子核的概率太小，而不能用来作为有效利用巨大核能的手段．而裂变反应中的链式反应就使这种潜伏在核内的巨大能量被有效利用．有关核反应堆和核电站的内容，学生在初中也学过，教学中最好指导学生学习阅读有关核反应堆和增值反应堆的内容，同时介绍我国近年来快速发展的核电情况，适时对学生进行爱国主义和爱科学教育.●新课导入建议故事导入大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟．大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等．我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解．●教学流程设计课前预习安排： 1.看教材 2.填写【课前自主导学】 同学之间可进行讨论 ⇒步骤1：导入新课，本节教学地位分析⇒步骤2：老师提问，检查预习效果 可多提问几个学生 ⇒错误!⇓步骤7：指导学生完成【当堂双基达标】，验证学习情况⇒步骤6：完成“探究3” 重在讲解核裂变的特点及规律 ⇐步骤5：师生互动完成“探究2” 方式同完成探究1相同 ⇐步骤4：让学生完成【迁移应用】，检查完成情况并点评⇓步骤8：先由学生自己总结本节的主要知识，教师点评，安排学生课下完成【课后知能知道什么是核反应堆．了解常用裂变反应堆的类型. 3．链式反应及重核裂变的理解．(难点)1.基本知识(1)定义重核分裂为质量较小的核，释放出能量的反应．(2)条件中子轰击铀核，一般分裂为质量差不多的两块．(3)裂变能核裂变释放的能量，也称核能或原子能．(4)链式反应当一个中子引起一个铀核的裂变后，放出中子，放出的中子再引起其他铀核裂变，且能不断的继续下去，称为链式反应．(5)反应产物235 92U 裂变的产物多种多样，其中有代表性的有10n ＋235 92U→9538Sr ＋139 54Xe ＋210n 10n ＋235 92U→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n.(6)临界体积能够发生链式反应的铀块的最小体积．2．思考判断(1)原子核释放粒子的过程也是核裂变的过程．(×)(2)用中子轰击重核使之分裂实现核裂变．(√)(3)利用不可控的快中子轰击超过临界体积的铀块产生链式反应制成原子弹．(√)3．探究交流重核裂变反应是否满足电荷数守恒？是否满足质量数守恒？【提示】 重核裂变反应属于核反应，满足电荷数守恒，质量数守恒．1.基本知识(1)核反应堆：能维持和控制核裂变的装置．(2)核反应堆的构成：堆芯、中子反射层、控制系统和防护层等部分．①堆芯：由燃料棒、减速剂和冷却剂组成．②中子反射层：反射核裂变中产生的中子，使其进一步参加链式反应．③控制棒：用能吸收慢中子的镉或硼钢制成，以控制链式反应的速度．2．思考判断(1)核反应堆可以人工控制核反应速度．(√)(2)减速剂的作用使快中子减速变成慢中子．(√)(3)链式反应一旦形成无法进行人工控制．(×)3．探究交流核反应堆中的防护层的构造和作用是什么？【提示】 核反应堆中的防护层一般由金属套、防止中子外逸的水层以及1 m ～2 m 厚的钢筋混凝土构成，可以有效地防止射线对人体及其他生命的侵害.1．什么是裂变反应？2．发生链式反应的条件是什么？1．铀核的裂变(1)两种典型的裂变反应：235 92U ＋10n→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n235 92U ＋10n→9538Sr ＋139 54Xe ＋210n(2)235 92U 核裂变释放的能量是巨大的，平均结合能是7.5 MeV.而中等质量的核的平均结合能是8.5 MeV ，裂变反应中每个核子释放的能量约1 MeV.2．裂变的解释(1)核子受激发：当中子进入铀235后，便形成了处于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状．(2)核子分裂：核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出2～3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变就会不断地进行下去，释放出越来越多的核能．3．链式反应的条件铀块的体积等于或大于临界体积(铀块的质量等于或大于临界质量)．(2013·福州检测)关于重核的裂变，以下说法正确的是( )A ．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B ．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C ．重核裂变释放出大量能量，产生明显的质量亏损，所以核子数要减小D ．重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能【解析】 根据重核发生裂变的条件和裂变释放核能的原理分析可知，裂变时因铀核俘获中子即发生核反应，是核能转化为其他形式能的过程．释放的能量是远大于其俘获中子时吸收的能量．链式反应是有条件的，即铀块的体积必须大于其临界体积，如果体积小，中子从铀块中穿过时，碰不到原子核，则链式反应就不会发生．在裂变反应中质量数、电荷数均守恒；即核子数守恒，所以核子数是不会减小的，因此选项A 、B 、C 均错；重核裂变为中等质量的原子核时，发生质量亏损，从而释放出核能，故选D.【答案】 D1．(2013·重庆高考)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应： 235 92U ＋10n→a ＋b ＋210n则a ＋b 可能是( )A.140 54Xe ＋9336KrB.141 56Ba ＋9236KrC.141 56Ba ＋9338SrD.140 54Xe ＋9438Sr【解析】 利用质量数守恒和电荷数守恒可以判断出可能的核反应方程．选项A 不满足电荷数守恒也不满足质量数守恒，选项C 不满足电荷数守恒；选项B 不满足质量数守恒；只有选项D 正确．【答案】 D1．裂变核反应堆由哪几部分组成？2．原子弹的反应和核反应堆的反应一样吗？3．为什么用重水和石墨作为减速材料？1．核反应堆的组成核反应堆由堆芯、中子反射层、控制系统和防护层等部分组成．其中控制棒用能吸收慢中子的镉或硼钢制成，以控制链式反应的速度．之所以把它叫做“堆”，是因为世界上第一个核反应堆是用石墨块(用以控制反应速度)和金属铀块(反应燃料)一层一层交替地“堆”起来而构成的．2．核反应堆与原子弹爆炸的比较原子弹爆炸时链式反应的速度是无法控制的，为了用人工方法控制链式反应的速度，使核能比较平缓地释放出来，人们制成了核反应堆(核电站的核心设施)．核反应堆是人工控制链式反应的装置．3．核电站发电的主要原理核燃料裂变释放的能量使反应区温度升高．水或液态的金属钠等流体在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出去．反应堆放出的热使水变成水蒸气，这些高温高压的蒸汽推动汽轮发电机发电．这一部分的工作原理和火力发电相同．用水(轻水或重水)和石墨作为减速材料，放在燃料棒四周，使中子速度减慢以有助于铀235发生裂变．减速后的中子能量最后都变为热能，所以这种速度变慢的中子称为热中子．(2013·海口检测)关于核反应堆中用镉棒控制反应速度的原理，下列说法正确的是( )A．镉棒能释放中子，依靠释放的多少控制反应速度B．用镉棒插入的多少控制快中子变为慢中子的数量C．利用镉棒对中子吸收能力强的特点，依靠插入的多少控制中子数量D．镉棒对铀核裂变有一种阻碍作用，利用其与铀的接触面积的大小控制反应速度【解析】镉棒不是离子源不会释放中子，A错误，也不是减速剂，不能使快中子变为慢中子，B、D错误，镉棒对中子有吸收作用，通过中子强度检测器检测，当反应太强时，控制棒能自动插入，多吸收中子，反之，自动抽出，少吸收中子，故C正确．【答案】 C2．在核反应中，控制铀235核裂变反应速度的方法是( )A．使用浓缩铀B．改变铀块的临界体积C．通过自动控制装置，改变镉棒插入的深度，以控制反应速度D．利用石墨与中子的碰撞来改变中子的速度【解析】利用控制系统吸收慢中子，控制链式反应的速度，C选项正确．【答案】 C关于重核裂变，下列说法正确的是( )A．重核裂变成中等核要吸收能量B．中子进入铀块中时，一定能发生链式反应C．重核裂变过程中质量数减少D．较重的核分裂成中等大小的核，核子的平均结合能会增加，可以释放出核能【规范解答】中等大小的原子核的平均结合能最大，这些核最稳定．如果使较重的核分裂成中等大小的核，核子的平均结合能会增加，可以释放出能量．由此知A错误，D正确．当一个中子引起一个铀核的裂变后，放出中子，放出的中子如果能引起其他铀核裂变，链式反应才能进行，B错误．核反应满足电荷数守恒和质量数守恒，C错误．【答案】 D重核裂变的特点及规律1．反应特点：重核裂变成中等质量的核．2．裂变过程满足质量数和电荷数守恒．3．裂变过程中有质量亏损，放出能量．4．利用裂变产生的中子轰击其他原子核，发生链式反应．【备课资源】(教师用书独具)揭开远古核反应堆的神秘面纱20亿年前，十几座天然核反应堆神秘启动，稳定地输出能量，并安全运转了几十万年之久．为什么它们没有在爆炸中自我摧毁？是谁保证了这些核反应的安全运行？莫非它们真的如世间的传言那样，是外星人造访的证据，或者是上一代文明的杰作？通过对遗迹抽丝剥茧地分析，远古核反应堆的真相正越来越清晰地展现在我们面前．1972年5月，法国一座核燃料处理厂的一名工人注意到了一个奇怪的现象．当时他正对一块铀矿石进行常规分析，这块矿石采自一座看似普通的铀矿．与所有的天然铀矿一样，该矿石含有3种铀同位素——换句话说，其中的铀元素以3种不同的形态存在，它们的原子量各不相同：含量最丰富的是铀238；最稀少的是铀234；而人们垂涎三尺、能够维持核链式反应的同位素，则是铀235.在地球上几乎所有的地方，甚至在月球上或陨石中，铀235同位素的原子数量在铀元素总量中占据的比例始终都是0.720%.不过，在这些采自非洲加蓬的矿石样品中，铀235的含量仅有0.717%！尽管差异如此细微，却引起了法国科学家的警惕，这其中一定发生过某种怪事．进一步的分析显示，从该矿采来的一部分矿石中，铀235严重缺斤短两：大约有200千克不翼而飞——足够制造6枚原子弹.接连几周，法国原子能委员会的专家们都困惑不已．直到有人突然想起19年前的一个理论预言，大家才恍然大悟.1953年，美国加利福尼亚大学洛杉矶分校的乔治·W·韦瑟里尔指出，一些铀矿矿脉可能曾经形成过天然的核裂变反应堆，这个观点很快便流行起来．其后不久，美国阿肯色大学的一位化学家黑田和夫计算出了铀矿自发产生“自持裂变反应”的条件．所谓自持裂变反应，即可以自发维持下去的核裂变反应，是从一个偶然闯入的中子开始的．它会诱使一个铀235原子核发生分裂，裂变产生更多的中子，又会引发其他原子核继续分裂，如此循环下去，形成连锁反应．黑田和夫认为，自持裂变反应能够发生的第一个条件就是，铀矿矿脉的大小必须超过诱发裂变的中子在矿石中穿行的平均距离，也就是0.67米左右．这个条件可以保证，裂变的原子核释放的中子在逃离矿脉之前，就能被其他铀原子核吸收．第二个必要条件是，铀235必须足够丰富．今天，即使是储量最大、浓度最高的铀矿矿脉也无法成为一座核反应堆，因为铀235的浓度过低，甚至连1%都不到．不过这种同位素具有放射性，它的衰变速率比铀238快大约6倍，因此在久远的过去，这种更容易衰变的同位素所占的比例肯定高得多．例如，20亿年前奥克罗铀矿脉形成的时候，铀235所占的比例接近3%，与现在大多数核电站中使用的、人工提纯的浓缩铀燃料的浓度大致相当．第三个重要条件是，必须存在某种中子“慢化剂”，减慢铀原子核裂变时释放的中子的运动速度，从而使这些中子在诱使铀原子核分裂时，更加得心应手．最终，矿脉中不能出现大量的硼、锂或其他“毒素”，这些元素会吸收中子，因此可以令任何核裂变反应戛然而止．最终，研究人员在奥克罗和邻近的奥克罗班多地区的铀矿中，确定了16个相互分离的区域——20亿年前，那里的真实环境，居然与黑田和夫描绘的大致情况惊人地相似.1．(2010·上海高考)现已建成的核电站的能量来自于( )A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量【解析】核电站的核心设施就是核反应堆，核反应堆的核心技术就是用人工的方法控制重核裂变链式反应的速度，所以核电站的能量来自重核裂变放出的能量．【答案】 C2．下列关于重核裂变的说法中正确的是( )A．裂变过程中释放能量B．裂变过程中吸收能量C．反应过程中质量增加D．反应过程中质量减少【解析】重核裂变成两个或多个中等质量的原子核，质量减少，释放出能量．【答案】AD3．(2013·保亭检测)下列核反应中，表示核裂变的是( )A.23892U―→23490Th＋42HeB.23592U＋10n―→14156Ba＋9236Kr＋310nC.3015P―→3014Si＋01eD.94Be＋42He―→126C＋10n【解析】裂变是重核俘获中子后分裂成中等质量的原子核，同时还要放出几个中子的过程．【答案】 B4．利用重核裂变释放核能时选用铀235，主要因为( )A．它比较容易发生链式反应B．能自动裂变，与体积无关C．铀核比较容易分裂成为三部分或四部分，因而放出更多的核能D．铀235价格比较便宜，而且它裂变时放出的核能比其他重核裂变时放出的核能要多【解析】铀235俘获任何能量的中子都会发生裂变反应，吸收低能量的中子裂变的几率更大．【答案】 A5．(2013·广东高考)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应( ) A．上述裂变反应中伴随着中子放出B铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响【解析】根据裂变反应的规律和影响半衰期的因素解决问题．裂变反应式中的【答案】AC。
人教课标版高中物理选修3-5：《核裂变》教案-新版
19．6 核裂变★教材分析与学情分析本节知识从内容上来讲非常抽象，从掌握知识的角度来讲理解、记忆的成分较多。
因此本堂课应该引导学生进行讨论，加深对相关内容的理解。
当前，在新能源的开发和利用中，核能非常重要。
核能包括裂变能和聚变能，本节只讨论裂变能的产生及其和平利用。
教材沿重核裂变→链式反应（可控链式反应）→核电站这条主线展开。
教学方法主要是以学生阅读教材、背景材料及相关图片为基础，以问题为中心，锻炼学生的思维能力。
而对于裂变能的计算应引导学生复习前面学过的相关知识，注重知识的迁移。
★核心素养通过《核裂变》的学习过程培养学生的逻辑推理能力及应用数学图像处理物理问题的能力。
激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，思考科学与社会的关系。
让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性。
确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。
★教学目标1．知道核裂变的概念，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。
3．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。
了解核电站的工作原理及核能发电的优缺点。
★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。
★教学难点1．通过核子比结合能与质量数的关系，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．维持链式反应的条件。
★教学过程（一）简要复习，引入新课复习本章第5节的主要内容，给出原子核的比结合能与质量数关系的图像。
教师：同学们来看一下这个图像，从图像上大家可以获得哪些信息？学生：中等大小的核最稳定，因为这些核的比结合能最大。
教师：那大家猜想一下，获得核能的途径有哪些？学生：使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，核子将发生新的质量亏损，释放新的结合能。
老师：对了，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。
物理高中裂变衰变教案
物理高中裂变衰变教案教学目标：1. 了解核裂变和衰变的基本概念；2. 掌握核裂变和衰变的过程；3. 理解核裂变和衰变在实际应用中的重要性。
教学重点：1. 核裂变和衰变的定义；2. 核裂变和衰变的过程；3. 核裂变和衰变的应用。
教学难点：1. 理解核裂变和衰变之间的区别；2. 理解核裂变和衰变在原子核中的作用。
教学准备：1. 讲义和教材；2. 实验仪器和材料；3. 录音视频设备。
教学过程：一、导入（5分钟）引导学生回顾一下原子核的基本结构，引出核裂变和核衰变的概念。
二、核裂变（15分钟）1. 介绍核裂变的定义和过程；2. 讲解核裂变的原理和应用；3. 进行一个简单的实验演示核裂变的过程。
三、核衰变（15分钟）1. 介绍核衰变的定义和过程；2. 讲解核衰变的原理和应用；3. 进行一个简单的实验演示核衰变的过程。
四、核裂变和核衰变比较（10分钟）1. 对比核裂变和核衰变的异同点；2. 引导学生思考核裂变和核衰变在实际应用中的差异。
五、应用实例（10分钟）1. 介绍核裂变和核衰变在核能发电、医学影像和射线治疗中的应用；2. 引导学生讨论核能源利用的利弊。
六、总结与评价（5分钟）对核裂变和核衰变的概念、过程、应用进行总结，并对学生的学习情况进行评价。
七、作业布置（5分钟）布置相关练习和作业，巩固学生对核裂变和核衰变的理解。
教学反思：通过本次教学，学生初步理解了核裂变和核衰变的基本概念和过程，以及其在实际应用中的重要性。
在今后的教学中，需要进一步引导学生深入探讨核裂变和核衰变，加强实践操作和应用实例的引导，提高学生的综合能力和应用能力。
高中物理重核的裂变教案
高中物理重核的裂变教案教学内容：裂变的定义、裂变反应原理、裂变链式反应、裂变在核反应堆中的应用等。
教学目标：1. 了解裂变是指重核核素发生核分裂反应的过程；2. 理解裂变反应原理，能够描述裂变链式反应的过程；3. 掌握裂变在核反应堆中的应用，了解核反应堆的构造和工作原理。
教学重点：裂变的定义、裂变反应原理、裂变链式反应、核反应堆的应用。
教学难点：理解裂变链式反应的过程，掌握核反应堆的工作原理。
教具准备：教科书、幻灯片、黑板、粉笔、实验器材等。
教学过程：一、导入：通过引入铀、钚等重核元素的特点，引出裂变的概念。
二、讲解：1. 裂变的定义：重核核素被中子撞击后，发生核分裂反应，释放出大量能量的过程称为裂变。
2. 裂变反应原理：中子撞击重核核素后产生镉、钚等核素，同时释放出中子和能量。
3. 裂变链式反应：一个裂变反应产生的中子会再次激发其他重核核素发生裂变，形成一个连续的链式反应。
4. 核反应堆的应用：核反应堆是一种利用裂变反应产生能量的装置，通过控制反应速率来释放能量，并在核反应堆中产生热能供应电力、加热等。
三、实验演示：通过展示核反应堆工作原理、模拟裂变反应链式反应等实验，让学生直观地感受裂变反应的过程。
四、课堂讨论：让学生分组进行小组讨论，探讨裂变反应对能源发展的影响，以及核反应堆存在的风险与安全措施等问题。
五、总结提升：对裂变的定义、裂变链式反应、核反应堆的应用等内容进行总结，并鼓励学生提出问题和思考。
六、作业布置：布置相关的阅读资料或实验报告，巩固学生对裂变的理解。
七、课堂反思：评估本节课教学是否达到了预期目标，总结本节课的亮点和不足之处，为下一堂课的教学做准备。
高中物理核裂变ppt怎么写教案
高中物理核裂变ppt怎么写教案一、导入1.呈现一个核反应示意图，并引出核裂变的概念。
2.通过提问，激发学生的好奇心和思维，引导学生思考核裂变的意义和应用。
二、学习目标1.掌握核裂变的定义和原理。
2.了解核裂变的历史背景和意义。
3.掌握核反应方程式的书写和计算方法。
4.掌握核裂变在能源领域的应用和发展。
三、学习内容1.核裂变的定义和原理。
2.核裂变反应方程式的书写和计算。
3.核裂变在核能领域的应用和发展。
四、学习过程1.核裂变的定义和原理（10分钟）-通过讲解和示范，介绍核裂变的概念和基本原理，引导学生理解核裂变是怎样发生的。
-让学生观察实验现象或实验视频，加深他们对核裂变的理解。
2.核裂变反应方程式的书写和计算（15分钟）-通过案例分析和实验操作，教导学生如何书写和计算核裂变反应方程式，培养学生的分析和计算能力。
3.核裂变在核能领域的应用和发展（15分钟）-介绍核裂变在能源领域的应用和潜在风险，并引导学生讨论核能的优缺点、未来发展方向。
五、学习总结与延伸1.通过提问和讨论，总结本节课的重点内容和学习收获。
2.引导学生思考核裂变在未来的应用前景以及其对环境和社会的影响。
六、课堂作业1.设计一个实验，观察和记录核裂变的过程。
2.阅读相关资料，撰写一篇文章或演讲稿，表达对核裂变的理解和看法。
七、教学反思与评价1.回顾本节课的教学过程，总结教学中存在的不足和改进之处。
2.收集学生的反馈意见，调整教学方案，提高教学效果。
这是一个关于高中物理核裂变教案的范本，具体内容和教学方法可根据实际情况进行调整和补充。
希望能够帮助你更好地进行教学准备和实施。
高三物理教案——《裂变》
裂变教学目标1．知识目标1)知道原子核的人工转变,知道核能的概念.2)了解爱因斯坦的质量方程,知道质量亏损的概念.3)会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能.2．能力目标应用能力、计算能力的培养3．德育目标通过我国核研究介绍，增强爱国主义教育和科学精神教育。
重点难点分析：裂变方程是重点，也是难点教学设计思路１、教材利用质量亏损的概念引入“核子平均质量”来讲解这部分内容，图23-11与平均结合能实质一样，充分利用此图有助于学生理解。
2、衰变或原子核人工转变，反应中能量不是功率太小就是由于粒子轰击原子核发生反应的概率太小不能用作有效的能源。
裂变时的反应使得这种“潜伏”在核内的巨大能量有可能被有效利用。
3、对核电站的原理介绍要有所侧重。
介绍我国核电事业。
教学媒体课件、录象资料教学过程：（一）引入新课大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间这两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟．大家还知道目前世界上有少数国家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核电站等．我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么我们这节课就来学习裂变，通过学习大家就会对上述问题有初步的了解．(用挂图或VCD光碟，展示原子弹爆炸后形成的蘑菇状烟云及广岛原子弹爆炸后的惨景的照片．)（二）新课活动1、裂变让学生通过自学讨论后，回答下列问题．(1)核反应过程有些是要吸收能量的，有些是释放能量的，那么到底什么，样的核反应才能释放能量?释放能量的过程有：①核子结合成原子核②重核分裂成中等质量的核．③轻核结合成中等质量的核．(2)什么叫核子的平均质量，不同的原子核核子的平均质量一定都相同吗?原子核的质量除以核子数叫核子的平均质量，并不是所有原子核的核子的平均质量均相同(有部分原子核的核子的平均质量相同)．(3)为什么核子平均质量大的原子核变成核子平均质量小的核会放出能量?核反应过程中核子数是守恒的，因反应前核的总质量大于反应后原子核的总质量，即反应过程中发生质量亏损，据爱因斯坦的质能方程可知会放出能量．1、由核子平均质量大的原子核变成核子平均质量小的原子核要放出能量。
人教版高中物理第三册裂变教案
裂变一、教学目标1．知识目标：〔1〕理解核子平均质量曲线，知道释放核能的两条途径——重核裂变和轻核聚变〔2〕知道铀核裂变及其链式反应的原理〔3〕了解核反应堆和核电站的基本原理.2．能力目标：掌握铀核的裂变的核反应方程，会根据其质量亏损计算释放的核能.3．德育目标：通过向学生介绍我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇在核裂变反应研究方面的成就向学生进行爱祖国、爱科学的教育.二、教学重点铀核的裂变及其链式反应核.三、教学难点核子平均质量曲线及其意义.四、教学方法本节内容以教师讲授为主，首先通过研究核子平均质量曲线的特点说明释放核能的两条途径——重核裂变和轻核聚变，然后重点研究铀核的裂变及其链式反应，最后简单介绍核反应堆的原理及其应用——核电站.五、教学用具投影仪及投影片、多媒体辅助教学系统及课件.六、课时安排1 课时七、教学过程〔一〕引入新课通过上一节的学习，同学们知道在核反应中由于存在质量亏损会释放巨大的核能，那么怎样才能将核能有效的释放出来为人类的生产和生活服务呢？［教师点拨］什么样的核反应才能有效释放核能呢？前面讨论过的原子核的天然衰变及人工转变过程中都有核能的释放，那能不能有效的加以利用呢？［学生思考］…［教师分析］在原子核天然衰变过程中虽然有核能的释放，但由于大多数天然存在的放射性元素的半衰期都很长〔铀238的半衰期大约为5亿年，钴60的半衰期也要5.27年〕，天然衰变过程通常进行的非常缓慢，方程的功率很小，人又无法控制，除了用于医疗和科研，作为能源的实用价值不大.在原子核人工转变过程中，虽然也有核能的释放，但由于作为“炮弹〞的入射粒子击中靶核的机会太少了，常常只有几百万分之一，用这样的方法来获得核能是得不偿失的.那怎样有效获得核能呢？这就是本节要研究的问题.〔二〕进行新课1．释放核能的途径1.1 核子平均质量及其意义［教师点拨］请同学们翻开元素周期表，看看原子核的质量跟原子序数之间有什么关系？［学生回答］随原子序数的增大而增大，但二者并不是简单的正比关系，原子核的质量也不是核子数的整数倍.［教师点拨］想一想，为什么？这是因为核子在结合成原子核时发生质量亏损而造成的，不同的原子核平均每个核子产生的质量亏损不同，因而释放的能量就不同. 核子平均质量越小，其核子结合成原子核时释放的能量就越大，其原子核就越稳定. 可见核子平均质量反映了原子核的稳定程度.核子平均质量——原子核的质量与其核子总数的比值，反应原子核的稳定程度，核子平均质量越小，原子核就越稳定.1.2 核子平均质量曲线〔投影图22—12〕图22—12科学家通过精确的实验研究，得出核子平均质量与原子序数之间的关系有如图22—12所示的关系.［教师点拨］从这个图线中可以得出，原子序数较小的轻核〔如D、E、F〕和原子序数较大的重核〔如A〕其核子平均质量都较大，而原子序数处于中间的中等质量的核〔如B、C〕其平均核子质量较小.1.3 释放核能的方法和途径那么通过什么样的核转变才能使原子核产生质量亏损而释放核能呢？［学生回答］使平均核子质量较大的核转变为平均核子质量较小的核，就可以产生质量亏损而释放核能.［教师点拨］那释放核能的具体途径有哪几种？［学生回答］把较重的原子核使其分裂转化为较轻的原子核，或把几个较轻的原子核结合成较重的原子核.［教师总结］把较重的原子核使其分裂成较轻原子核而释放核能的核反应叫裂变，把较轻的原子核结合成较重原子核而释放核能的核反应叫聚变.·释放核能的方法——产生质量亏损的核反应·释放核能的途径——裂变和聚变2．铀核的裂变2.1 铀核的裂变反应：1939年〔德国〕哈恩和斯特拉斯曼首次发现：23592U+10n→14156Ba+9236Kr+310n说明：裂变产物不是惟一确定的，有时还会发生三分裂或四分裂.我国物理学家钱三强、何泽慧夫妇1946年在巴黎首次发现了铀的三分裂和四分裂，这是我国科学家在核裂变研究中做出的重要贡献.不过三分裂和四分裂发生的几率很小，分别为二分裂的千分之三和万分之三.2.2 释放的核能［学生活动］计算铀核裂变的质量亏损：裂变前的质量：mU=390.3139×10-27 kg，mn＝1.6749×10-27 kg裂变后的质量：mBa=234.0016×10-27 kg，mKr=152.6047×10-27 kg，3mn=5.0247×10-27 kg，质量亏损：Δm＝〔mU＋mn〕－〔mBa＋mKr＋3mn〕＝0.3578×10-27 kg释放核能：ΔE＝Δmc2＝201 MeV，平均每个核子释放能量约1 MeV.说明：如果按照一个铀核裂变释放200 MeV的能量来估算，1 kg铀全部裂变放出的核能就相当于2500 t优质煤完全燃烧时释放的化学能，可见核能是多么巨大的能源.3.链式反应一般说来，一个铀核裂变总要释放2～3个中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样裂变反应就会不断的进行下去，这就是链式反应如图22—13所示.图22—13［电脑动画演示链式反应的过程］［教师点拨］如果对链式反应不加以人工控制，那么它的反应速度将呈几何级数增加，大量的铀核在极短时间内全部裂变就会释放巨大的能量形成爆炸，这就是原子弹的原理.为了使裂变反应的能量平稳的释放，为人类的生产和生活服务，科学家发明了核反应堆并用于发电，这就是核电站.3．核反应堆及核电站［学生自学，了解以下问题］3.1 核反应堆——用人工控制链式反应的装置.3.2 核反应堆的构造原理〔投影图22—14〕图22—14〔1〕铀棒〔核燃料〕：天然铀或浓缩铀在天然铀中主要有两种同位素，其中99.3％是铀238，0.7％是铀235，铀235俘获各种能量的中子都能发生裂变，而且俘获能量低的中子〔慢中子〕发生裂变的几率较大，而铀238只有俘获能量大于1 MeV的快中子才能发生裂变，并且几率很小.因此通常用浓缩铀235作为核反应堆的燃料.〔2〕减速剂：石墨、重水或普通水由于裂变产生的中子速度都很大，不容易使铀235发生裂变，因此要在铀棒周围放上减速剂，使快中子跟减速剂的原子核发生碰撞能量减少，变成慢中子.常用的减速剂有石墨、重水或普通水.〔3〕控制棒：镉棒控制棒通过插入的深度来调节中子的数目以控制链式反应的速度.由于镉具有很强的吸收中子的能力，控制棒通常用镉做成.3.3 核电站：利用核能发电的电站〔1〕能量转换：通过核反应堆将核能转化为热能，再通过汽轮机将热能转化为机械能，最后通过发电机将机械能转化为电能.〔2〕世界各国核电发展情况简介.〔3〕核电站的核辐射防护及核废料处理.〔三〕小结本节通过核子平均曲线，说明了释放核能的两条途径——裂变和聚变，重点讨论了裂变及其链式反应的原理，了解了核反应堆的构造原理及其应用——核电站. 〔四〕布置作业阅读课后材料《增殖反应堆》〔五〕板书设计1．释放核能的途径1.1 核子平均质量及其意义核子平均质量——原子核的质量与其核子总数的比值，反应原子核的稳定程度，核子平均质量越小，原子核就越稳定.1.2 核子平均质量曲线及其特点：两头大中间小.1.3 释放核能的方法和途径——重核裂变或轻核聚变.2．铀核的裂变2.1 铀核的裂变反应：1939年〔德国〕哈恩和斯特拉斯曼首次发现23592U+10n→14156Ba+9236Kr+310n2.2 释放的核能：ΔE＝Δmc2＝201 MeV，平均每个核子释放能量约1 MeV2.3 链式反应3．核反应堆及核电站3.1 核反应堆——用人工控制链式反应的装置.3.2 核反应堆的构造原理〔1〕铀棒〔核燃料〕：天然铀或浓缩铀〔2〕减速剂：石墨、重水或普通水〔3〕控制棒：镉棒3.3 核电站：利用核能发电的电站.〔1〕能量转换：核能转化为电能〔2〕优点：消耗燃料少，功率大〔3〕核辐射防护及核废料处理★教学体会思维方法是解决问题的灵魂，是物理教学的根本；亲自实践参与知识的发现过程是培养学生能力的关键，离开了思维方法和实践活动，物理教学就成了无源之水、无本之木。
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高三物理教案《核裂变》
三维教学目标
1、知识与技能
（1）知道核裂变的概念，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；
（3）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。
2、过程与方法
（1）通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑
推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力；
3、情感、态度与价值观
（1）激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系；
（2）通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性；
（3）确立世界是物质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循
能量守恒的观点。
教学重点：
链式反应及其释放核能的计算；重核裂变的核反应方程式的书写。
教学难点：
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。
教学方法：
教师启发、引导，学生讨论、交流。
教学用具：
多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。
（一）引入新课
大家都知道在第二次世界大战即将结束的时候，美国于1945年8月
6日、9日先后在日本的广岛、长崎上空投下了两颗原子弹，刹那间，这
两座曾经十分美丽的城市变成一片废墟。
大家还知道目前世界上有少数国
家建成了许多核电站，我国也相继建成了浙江秦山核电站和广东大亚湾核
电站等。
我想，现在大家一定想知道原子弹爆炸及核发电的原理，那么，
我们这节课就来学习裂变，通过学习，大家就会对上述问题有初步的了解。
（二）进行新课
1、核裂变（fiion）
提问：核裂变的特点是什么（重核分裂成质量较小的核的反应，称为
裂变）
总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。
提问：是不是所有的核裂变都能放出核能（只有核子平均质量减小的
核反应才能放出核能）
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。
2、铀核的裂变
（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
（2）链式反应：
提问：链式反应〔chainreaction〕是怎样进行的（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）
（3）临界体积（临界质量）：
提问：什么是临界体积（临界质量）（通常把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）（4）裂变反应中的能量的计算。
裂变前的质量：
kg，kg
裂变后的质量：
kg，kg，kg，
学生计算：质量亏损：
kg，
J=201MeV
总结：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。
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。
铀核裂变的产物不同，释放的能量也不同。
3、核电站
提问：核核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用
学生回答：铀棒由浓缩铀制成，作为核燃料。
学生回答：控制棒由镉做成，用来控制反应速度。
学生回答：减速剂由石墨、重水或普通水（有时叫轻水）做成，用来
跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成慢中子，以便让U235俘获。
学生回答：冷却剂由水或液态的金属钠等流体做成，在反应堆内外循
环流动，把反应堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。
学生回答：水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。
提问：核能发电的优点、缺点
优点：①污染小；②可采储量大；③比较经济。
缺点：①一旦核泄漏会造成严重的核污染；②核废料处理困难。
点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。
补充：了解常用裂变反应堆的类型：秦山二期、大亚湾二期是压水堆，秦山三期是沸水堆。
例题1、下列核反应中，表示核裂变的是（）
A、B、
C、D、
分析：核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。
其中衰变中有衰变、衰变等。
是衰变，是衰变，是人工转变，只的C选项是重核裂变。
解：表示核裂变的是C
例题2、秦山核电站第一期工程装机容量为30万kW，如果1g铀235
完全裂变时产生的能量为8.21010J，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀235（一年按365天计算）
学生回答：
解：核电站每天的发电量为W=Pt=3某108某24某3600J=2.592某1013J，每年的发电量W总=365W=9.46某1015J而1g铀完全裂变时产生
的能量为：8.2某1010J所以，每年消耗的铀的量为：
点评：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。
适当进行爱国主义教育。