教案534~5~6原子核的结合能核裂变核聚变
第5-6节 裂变、聚变和核能的利用
5.核聚变的优越性： (1)放出的能量大。 (2)核废料易处理。 (3)核燃料储量丰富（海水）。
二、核聚变 核聚变的利用——氢弹
弹体
三种炸药：
普通炸药
小 型
普通炸药
爆炸
铀235 外壳
原
子 Ｕ235 裂变
弹
氘、氚、重 氢化钾等
引爆装置
氘、氚 聚变
2 1
H
31H42
He
1 0
n
氢弹爆炸形成的磨姑云
一、重核裂变
2. 链式反应 (2)临界体积：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。 (3)链式反应的条件：
1、裂变物质的体积大于临界体积 2、有足够浓度的铀235 3、有足够数量的慢中子
一、重核裂变
原子弹是利用链式反应制造的大规模杀伤性核武器。
枪式原子弹
内爆式原子弹
一、重核裂变
原子弹是利用链式反应制造的大规模杀伤性核武器。
1964年10月16日，中国第一颗原子弹爆炸成功。
一、重核裂变
原子弹是利用链式反应制造的大规模杀伤性核武器。
邓稼先
钱学森
1966年10月27日，中国第一颗核导弹爆炸成功， 首次实现了“两弹结合”。
二、核聚变
1.核聚变： 两个质量较轻的核结合成一个质 量较大一点的核，叫做核聚变。
世界核能发电占全部电量1/4
瑞典 46.8%
乌克兰 43.8%
韩国 42.8%
匈牙利 38.3%
亚美尼亚 36.4%
二、核电站
和平利用核能， 服务人类社会。
二、核电站
1.核反应堆
吸收中子、控制速度
高中物理第三章原子核第4节原子核的结合能教学案教科版
第4节 原子核的结合能(对应学生用书页码P42)一、原子核的结合能及计算1．结合能 核子结合成原子核所释放的能量，或者是原子核被拆分为各核子时克服核力所需做的功。
2．结合能的计算 (1)质量亏损：核反应中，质量的减少量(Δm )。
(2)结合能计算公式：ΔE ＝Δmc 2。
二、比结合能曲线1．比结合能对某种原子核，平均每个核子的结合能，表达式为ΔE A，其中ΔE 为原子核的结合能，A 为总核子数。
2．比结合能意义比结合能越大，取出一个核子就越困难，核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度。
3．比结合能曲线(1)曲线：(如图341)所示。
图341(2)曲线意义：①曲线中间高两头低，说明中等质量的原子核的比结合能最大，核最稳定。
②重核和轻核比结合能小，即重核裂变时或轻核聚变时，要释放核能。
1．判断：(1)自然界中的原子核内，质子数与中子数都大约相等。
( )(2)比结合能越大的原子核越稳定。
( )(3)质量和能量之间可以相互转变。
( )答案：(1)×(2)√(3)×2．思考：有人认为质量亏损就是核子的个数变少了，这种认识对不对？提示：不对。
在核反应中质量数守恒即核子的个数不变，只是核子组成原子核时，仿佛变“轻”了一些，原子核的质量总是小于其全部核子质量之和，即发生了质量亏损，核子的个数并没有变化。
(对应学生用书页码P42)对结合能与比结合能的理解1.结合能要把原子核分开成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放出的能量。
2．比结合能等于原子核的结合能与原子核中核子个数的比值，它反映了原子核的稳定程度。
3．比结合能曲线不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图342所示。
图342从图中可看出，中等质量原子核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等质量的原子核要小。
4．比结合能与原子核稳定的关系(1)比结合能的大小能够反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子核就越难拆开，表示该原子核就越稳定。
高中物理_核裂变和核聚变教学设计学情分析教材分析课后反思
《核裂变和核聚变》--教学设计进行新课核裂变1.核裂变重原子核(原子量M＞200)受到中子的轰击分裂成两个或两个以上中等质量原子核的现象，称为重核的裂变．课件展示形象图片加深学生的理解2、铀核的裂变（1）发现：1939年12月，德国物理学家哈恩和他的助手斯特拉斯曼发现，用中子轰击铀核时，铀核发生了裂变，同时能释放出200MeV的能量。
（2）裂变产物(多种多样)补充物理学史：知道中国在这方面的贡献引导学生思考并讨论：1kg铀全部裂变，它放出的能量？答：超过2000t优质煤完全燃烧时释放的能量．1.学出计算铀裂变时释放的能量已知铀核裂变的反应：M u=390.3139⨯10-27KgM n=1.6749⨯10-27KgM ba=234.0016⨯10-27KgM kr=152.6047⨯10-27Kg求：（1）该核反应释放的能量（2）平均每个核子释放的能量2．在教师的启发下分析、思考并讨论：1kg铀全部裂变，它放出的能量有多大？3．结合阅读提纲阅读课本内容，和同学讨论交流。
4．尝试自己归纳知识点。
师生互动投影和平利用核能的隐患：1.1986年4月26日切尔诺贝利核电站第4号机组发生爆炸。
人为造成三道安全措施无效2.1979年3月28日三里岛核电站二号堆事故，由于多重安全系统发挥作用，后果不严重3. 2011年3月12日福岛第一核电站发生放射性物质泄露，事故定为最高级7级。
核聚变1．轻核的聚变（热核反应）某些轻核能够结合在一起，生成一个较大的原子核，这种核反应叫做聚变。
2.如何能使轻核发生聚变①必须让轻核的距离非常接近②必须让轻核具有很大的动能3．聚变与裂变相比的优点：（1）轻核聚变产能效率高（2）地球上聚变燃料的储量丰富（3）轻核聚变更安全、清洁（4）反应中放射物质的处理较易4．实现核聚变的难点：（1）热核反应的的点火温度很高；（2）如何约束聚变所需的燃料；1．尽可能通过阅读课本，查阅资料充分了解聚变知识。
高中物理 第四章 原子核 第五节 裂变和聚变教学案 粤教版选修35
第五节裂变和聚变对应学生用书页码P571．两个轻核聚合成一个较重核的反应叫核聚变，较重的核分裂成两个较轻核的反应叫核裂变。
2．一个核的裂变引发一个或一个以上的核发生裂变，让核裂变过程自己持续下去的核反应叫做链式反应。
3．为了使铀核裂变时放出的中子再引起其他铀核裂变，就可使裂变反应不断地进行下去，形成链式反应，最好是利用纯铀235；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，链式反应就不会发生。
4．要使轻核聚变，就必须使轻核接近核力发生作用的距离10－15m，由于原子核是带正电的，就必须克服电荷间很大的斥力作用，这就要求使核具有足够的动能，就要给核力加热，使物质达到几百万度以上的高温，使轻核在互相碰撞中接近到可以发生聚变的程度。
因此这种反应又叫做热核反应。
5．如果要使巨大的热核反应能量不是以爆炸的形式释放，而是在人工控制下逐渐地释出来并加以利用(例如发电)，这称为受控热核反应。
6．太阳辐射能量主要来自太阳内部的热核反应。
对应学生用书页码P57核裂变与链式反应1.核裂变(1)概念：较重的一个核分裂成两个较轻的核时，会释放出能量，这种核反应叫做核裂变。
(2)铀核裂变分析：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能量：铀核裂变为中等质量的原子核，发生质量亏损，所以放出能量。
一般说来，平均每个核子放出的能量约为1 MeV,1 kg铀235全部裂变放出的能量相当于2 800 t优质煤燃烧时释放的能量。
(3)铀235和铀238的比较在天然铀中，99.3%的是238 92U,0.7%的是235 92U，虽然中子都能引起这两种铀核发生裂变，但它们和中子作用的情况明显不同。
5.4核裂变与核聚变 教案-2021-2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修3
5.4核裂变与核聚变〖教材分析〗前面已经学习了关于原子核方面的知识，已经有了一定的基础。
本节内容由核裂变、核聚变以及核能的利用三部分组成。
利用核能除了裂变，还可以利用聚变与热核反应，认识核能的和平利用能为人类造福。
在核裂变的三分裂和四分裂以及原子弹和氢弹的研制方面，可以介绍我国在这方面的成就，对学进行爱国主义教育。
〖教学目标与核心素养〗物理观念∶知道核聚变与和裂变的不同，通过核反应方程能计算所释放的能量。
科学思维∶能够分清楚裂变和聚变的含义，知道当前核聚变是不受控制的。
科学探究：通过核裂变的示意图推理出三分裂和四分裂的概念，了解物理学常用的方法一—推理法。
科学态度与责任∶通过观看我国原子弹氢弹的爆炸视频，激发学生献身国防的爱国主义热情。
〖教学重难点〗教学重点：核裂变、核聚变。
教学难点：核裂变。
〖教学准备〗多媒体课件等。
〖教学过程〗一、新课引入较重的核分裂成中等大小的核，较小的核合并成中等大小的核的过程中，都有可能释放出能量。
核电站以及原子弹、氢弹等核武器，利用的就是这些核能。
在这些装置中，核能是怎样被转化和使用的呢?20世纪30年代，物理学家的一个重大发现改变了人类历史。
原子核在"分裂或聚合"时，会释放出惊人的能量。
二、新课教学（一）核裂变的发现1.裂变的概念奥地利物理学家迈特纳和弗里施进一步研究了这个过程，发现铀核被中子轰击后会复合成一种不稳定的同位素，形状也从原来的球型被拉长成这样。
核子间距离远了，核力迅速减小，不足以克服库仑斥力使原子核恢复原来的形状，所以最后原子核会分裂成两块质量差不多的碎块，同时放出中子。
弗里施觉得这个过程和细胞分裂挺像的，所以把这类核反应定名为核裂变。
即重核分裂成质量较小的核，释放核能的反应的过程，叫做核裂变。
n 3Kr Ba n U 108936144561023592++→+裂变的生成物是多种多样。
比如会裂为先和斯，也可能会裂变为钡和氪，同时放出一些中子。
2020高中物理核聚变教案大全
2020高中物理核聚变教案大全核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下(如超高温和高压)，发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。
接下来是小编为大家整理的2020高中物理核聚变教案大全，希望大家喜欢!2020高中物理核聚变教案大全一新课标要求(一)知识与技能1.了解聚变反应的特点及其条件.2.了解可控热核反应及其研究和发展.3.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。
(二)过程与方法通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力(三)情感、态度与价值观1.通过学习，使学生进一步认识导科学技术的重要性，更加热爱科学、勇于献身科学。
2.认识核能的和平利用能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变能而作出自己的努力。
教学重点聚变核反应的特点。
聚变反应的条件。
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。
课时安排1 课时教学过程(一)引入新课复习提问1：利用核能的两大途径分别是什么?☆学生：轻核的聚变核重核的裂变。
复习提问2：利用重核裂变获取核能时，有哪些不利因素?☆学生：燃料利用率低，废料处理存在隐患。
复习提问3：什么是核子平均质量?从核子平均质量曲线可以看出，最大效能利用核能的途径是什么?☆学生：原子核的质量除以核子总数;轻核聚变。
教师：1967年6月17日，我国第一颗氢弹爆炸成功。
从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗氢弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。
前苏联用了四年，美国用了7年。
氢弹爆炸释放核能是通过轻核的聚变来实现的。
这节课我们就来研究聚变的问题.学生：学生认真仔细地听课点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。
(二)进行新课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?学生仔细阅读课文学生回答：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。
高中物理课件-第五六节：核裂变-核聚变
核裂变的同时放出几个中子，并释放出 大量核能．反应中有时出现三分裂现象（1947 年钱三强、何泽慧发现）
重核分解成中等质量的核要放能
4
请计算铀裂变时释放的能量
已知铀核裂变的反应：
U 235
92
01n15464Ba 38６9Kr
301n
A．这种装置中发生核反应的方程式是12H＋13H→24He＋210n
B．由核反应过程质量守恒可知 m1＋m2＝m3＋m4 C．核反应释放的能量等于(m1＋m2－m3－m4)c2
D．这种装置与我国大亚湾核电站所使用核装置的核反应 原理相同
【答案C】
23
例
4．
238 92
U
发生衰变后变成
234 90
Th，把静止的
普通炸药
小 型
普通炸药
爆炸
铀235 外壳
原
子 Ｕ235
弹
裂变
氘、氚、重 氢化钾等
氘、氚 聚变
引爆装置
7、氢弹原理
19
20
例 1 现有 5 个核反应：
A.21H＋31H→42He＋10n
B.29325U＋10n→X＋3984Sr＋210n
C.2114Na→1224Mg＋－01e
D.28280Ra→21866Rn＋42He
第三章
原子核
第五、六节：核裂变 核聚变
1
回顾：
1、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越 牢固，原子具有的能量越低，原子核越稳定。
轻核结合成中等质量的核要放能，这个过程叫聚变 重核分解成中等质量的核要放能，这个过程叫裂变
2、释放能量的计算：ΔE=Δm·c2 1u=931.5MeV
人教版选择性54核裂变与核聚变学案(含答案)(1)
2022-2023学年人教版（2019）选择性必修第三册核裂变与核聚变学案（含答案）【素养目标】1.知道重核的裂变和链式反应2.会计算核裂变释放的能量3.了解原子弹的原理4.知道聚变反应的特点5.了解聚变反应的条件【必备知识】知识点一、核裂变1．定义：核物理中，把重核被中子轰击后分裂成两个质量差不多的新原子核，并放出核能的过程，叫核裂变。
2．铀核的典型裂变方程用中子轰击铀核时，铀核发生裂变，其产物是多种多样的，其中一种典型的反应是23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n.3．链式反应由重核裂变产生的中子使核裂变反应一代接一代继续下去的过程。
4．链式反应的条件(1)铀块的体积大于临界体积．(2)铀块的质量大于临界质量．以上两个条件满足一个，则另一个条件自动满足．知识点二、反应堆与核电站1.核反应堆：通过可控制的链式反应实现核能释放的装置称为核反应堆．2.反应堆工作原理(1)热源：在核电站中，核反应堆是热源，如图为简化的核反应堆示意图：铀棒是燃料，由天然铀或浓缩铀(铀235的含量占2%～4%)制成，石墨(重水)为慢化剂，使反应生成的快中子变为慢中子，便于铀235的吸收，发生裂变，慢化剂附在铀棒周围．反应堆示意图(2)控制棒：镉棒的作用是吸收中子，控制反应速度，所以也叫控制棒．控制棒插入深一些，吸收中子多，反应速度变慢，插入浅一些，吸收中子少，反应速度加快，采用电子仪器自动调节控制棒插入深度，就能控制核反应的剧烈程度．(3)冷却剂：核反应释放的能量大部分转化为内能，这时通过水、液态钠等作冷却剂，在反应堆内外循环流动，把内能传输出去，用于推动蒸汽机，使发电机发电．发生裂变反应时，会产生一些有危险的放射性物质，很厚的水泥防护层可以防止射线辐射到外面．知识点三、核聚变1．定义：两个轻核结合成质量较大的核，并释放出能量的反应．2．典型的核聚变方程：21H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV3．条件在超高温条件下，剧烈的热运动使得一部分原子核具有足够的动能，可以克服库伦斥力，发生核聚变。
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授课题目 3.4~6 原子核的结合
能第 1 课时授课时间
年月日
星期
教学目标知识与技能
1．知道原子核结合能的概念
2. 会根据公式计算原子核的结合能
3. 了解比结合能曲线，知道获得原子核能的两种方法。
4. 知道核裂变现象，理解核裂变放出巨大能量的道理
5. 能根据质能方程计算裂变放出的能量
6. 知道什么是链式反应，什么是临界体积
7. 知道聚变反应，理解聚变放出巨大能量的道理
8. 知道可控核聚变反应的优缺点及研究进展情况
过程与方法
1. 通过结合能的学习和计算，培养学生的理解能力，推理能力，计算能力
2. 通过让学生自己阅读课本，查阅资料，了解核反应堆的原理及核电站的作用，培养学生获取信息，加工整理信息的能力。
情感态度与价值观
1. 通过学习核裂变与核聚变的应用，体会物理学的价值和威力。
2. 通过了解核武器、核电站等诸多核知识的应用，体会科学与人类社会发展的关系，科学既能给人类造福也能给类带来灾难。
教学重点用质能方程计算核反应释放的能量
教学难点比结合能曲线的理解
教学方法讲授法，举例法，练习法，讨论法
教学手段多媒体教学设备
板书或板图设计
教学过程
环节检测内容
检测结果及补救措施
针对教学重难点的当堂检测反馈
教学反思
教学过程
环节教师活动
学生活
动
1.引入
从原子弹，，氢弹，核电站看到原子核里面有一种巨大的能量，今天我们就来学习这到底是什么样的能量，它有什么规律，我们如何利用它。
2. 原子核的结合能
1. 展示图片，把两个核子分开需要施力做功，消耗外界能量。
2. 核子分开时具有的能量更大。
所以要把核子从结合状态分开需要施力做
功，输入能量，反之核子从分开状态到结合状态时，会释放出多余能量。
3. 结合能的概念：由分散的核子到结合成原子核的过程中所释放的能量称
为原子核的结合能。
4. 对比原子核结合能和化学能，体会结合能的巨大。
105~106倍
1.讨论：质子
和中子结合
在一起和分
开时，哪种情
况下系统的
能量更大？
3. 结合能的计算1.介绍爱因斯坦的质能关系E=mc2。
2. 能量和质量的变化的关系：∆E=∆mc2.质量亏损的概念
3. 例题精析，计算质量亏损和释放的结合能。
（见教材49页活动部分）例题：氘核是由一个质子和一个中子组成的，它们的静质量可分别取为m p(质子质量)= 1.6726*10-27kg
m n(中子质量)= 1.6749*10-27kg
m H(氘核质量)= 3.3436*10-27kg
m p+ m n=3.3475*10-27kg
则质量亏损∆m=(m p+m n)−m H= kg
∆E=∆mc2= MeV
4. 比结合能的概念1. 核能如此巨大，如何利用？
自然界中不存在单独的质子、中子，我们无法通过把质子中子结合起来释放能
量。
质子、中子都已经结合成了各种原子分子。
那么有人会想到，把原子核再
结合起来能否获得能量？要想回答这个问题，我们需要学习比结合能的概念。
3. 学生先讨
论，教师后总
结。