2019-2020年新课标人教版3-5选修三18.7《核聚变》WORD教案2
教科版选修3《核聚变》教案及教学反思
教科版选修3《核聚变》教案及教学反思一、教案编写1.教学目标本次教学旨在让学生了解核聚变的基本原理、重要意义和实际应用，并培养学生的科学思维和实验操作能力。
2.教学重点（1）核聚变的基本原理与过程；（2）核聚变在能源、军事和医学等方面的实际应用；（3）国家在核聚变领域的发展现状及前景。
3.教学难点（1）核聚变的物理原理及实验方法；（2）核聚变与能源、环境等方面的关系。
4.教学内容第一部分：引入1.引入核聚变与核裂变的概念，引出本节课所要学习的核聚变内容。
2.展示慢化中子如何引发核聚变的实验过程，引导学生了解核聚变的科学基础。
第二部分：探究核聚变的基本原理1.通过教师引导和学生参与的方式，简单了解原子核与核力的基本概念。
2.介绍核聚变的基本原理和过程，让学生了解核聚变产生能量的原理。
3.辅以课件及图片演示，让学生更好的理解核聚变的原理与过程。
第三部分：研究核聚变的实际应用1.介绍核聚变在能源、军事和医学等方面的实际应用。
2.通过展示相关实验装置及相关应用案例，引导学生进一步了解核聚变在实际中的应用价值。
第四部分：探究核聚变在环境和国家发展中的作用1.介绍核聚变与能源、环境等方面的关系。
2.介绍当前国家在核聚变领域的发展现状及前景。
3.引导学生深入思考核聚变对人类发展和环境保护的重要性。
5.教学方式课堂讲授、讨论和小组合作。
6.教学时间2课时（90分钟）。
7.教学评价以学生讨论和小组合作成果为主，加以自我评价。
二、教学反思在本节课的教学过程中，教师采取了多种教学方式，引导学生学习和参与讨论。
通过引入实验装置及案例，让学生从多个角度全面了解核聚变的基本原理和实际应用。
小组合作环节更是提高了学生学习的积极性和参与度，让学生在小组合作中互相学习和共同进步。
但是，在教学过程中，也存在一些问题。
首先，因为此次教学涉及的内容较多，时间不够充裕，有些内容没有得到充分的阐述，需要加强训练和实践。
其次，课堂讨论环节的组织和引导还不够充分，需要更好的组织和引导。
人教版高中物理选修(3-5)-19.7《核聚变》名师教案
19．7 核聚变江苏省启东中学黄卫华【核心素养】通过《核聚变》的学习过程，使学生进一步认识到科学技术的重要性，更加热爱科学。
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释放的能量而作出自己的努力。
【教学目标】1．知道核聚变概念和核聚变反应的特点及其条件，能写出聚变方程并计算核能。
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。
【教学重点】聚变核反应的特点。
【教学难点】聚变反应的条件。
【教学过程】课前：登陆平台，发送预习任务。
根据平台上学生反馈的预习情况，发现薄弱点，针对性教学。
（提示：请登陆平台，发送本节预习任务）（一）引入新课美国宇航局所拍摄到的太阳前所未有的细节图。
太阳磁场爆发时，太阳表面的耀斑和冕环。
太阳如何运作？太阳的年龄是多少？50亿多年！如果太阳是燃烧汽油或木头的话，几千年就烧完了，那为何太阳能够50亿年屹立不倒呢？太阳就像飘在宇宙中的核反应堆，是靠氢原子聚变成氦原子或其他更重的原子释放的能量来燃烧的。
这个过程中太阳慢慢将自己的质量转变为能量，并通过太阳光散发，这些燃料足够太阳燃烧几十亿年。
那么什么是聚变？怎样可以在地球上实现聚变呢？这节课我们就来学习聚变的问题。
【知识储备】1、质量亏损与质能方程在核反应前后，原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象叫质量亏损。
爱因斯坦质能方程E=mc2，爱因斯坦相对论指出，物体的能量和质量之间存在着密切关系，物体具有的能量与其质量成正比，如果核反应前后出现质量亏损Δm，可以推算出反应中释放的核能ΔE=Δmc2补充说明：（1）利用原子质量单位u和电子伏特eV计算1u=1.6606×10-27kg，1eV=1.6×10-19J，E=mc2=931. 5 MeV1原子质量单位u相当于931.5MeV能量（2）质能方程揭示了质量和能量的不可分割性，方程建立了这两个属性在数值上的关系，这两个量分别遵守质量守恒定律和能量守恒定律，质量和能量在数值上的联系绝不等于这两个量可以相互转化；（3）质量亏损不是否定了质量守恒定律，根据爱因斯坦的相对论，辐射出的光子静质量虽然为零，但它有动质量，而且这个动质量刚好等于亏损的质量，所以质量守恒、能量守恒仍成立。
核心素养下2018-2019人教版高中物理选修3-5精选教案：19.7 核聚变
高中物理精品教案选修3-5系列
判天地之美，析万物之理
第七节核聚变
教学目标：
（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，使学生进一步认识到科学技术的重要性，培养学生热爱科学、勇于献身科学精神。
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：
聚变核反应的特点和条件。
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
教学过程：
（一）引入新课
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，美国用了七年。
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。
2019高中物理 第十九章 原子核 第七节 核聚变 第八节 核裂变学案 新人教版选修3-5
第七节核聚变第八节粒子和宇宙学习目标知识导图知识点1 核聚变1．定义轻核结合成__质量较大__的原子核的反应叫聚变。
例如21H＋31H―→42He＋10n2．聚变发生的条件要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到__10－15__m以内，核力才能起作用。
由于原子核都带正电，要使它们接近到这种程度，必须克服巨大的__库仑斥力__，这就要求原子核具有足够的动能，有一种方法就是把它们加热到很高的温度，温度高达__几百万__开尔文，因此聚变又叫__热核反应__。
3．应用目前，热核反应主要用在核武器上，那就是__氢弹__，需要用__原子弹__爆炸产生的高温高压引发核爆炸。
4．太阳能太阳的主要成分是__氢__，太阳中心温度可达1.5×107K，在此高温下，氢核聚变成氦核的反应不停地进行着，太阳能就来自于太阳内部__聚变__释放的核能。
知识点2 受控热核反应1．聚变与裂变相比有很多优点 (1)轻核聚变产能__效率高__； (2)地球上聚变燃料的储量__丰富__； (3)轻核聚变更为__安全、清洁__。
2．聚变的难点地球上没有任何容器能够经受热核反应的高温。
3．控制方法(1)磁约束：利用磁场约束参加反应的物质，目前最好的一种磁约束装置是__环流器__。
(2)惯性约束：聚变物质因自身的惯性，在极短时间内来不及扩散就完成了核反应，在惯性约束下，用__激光__从各个方向照射反应物，使它们“挤”在一起发生反应。
知识点3 “基本粒子”不基本1．“基本”粒子19世纪末，许多人认为光子、电子、__质子__和__中子__是组成物质的不可再分的最基本粒子。
2．发现新粒子(1)从20世纪起科学家陆续发现了400多种同种类的新粒子，它们不是由__质子__、__中子__、__电子__组成。
(2)科学家进一步发现质子、中子等本身也是复合粒子，且还有着__复杂__的结构。
3．探测工具粒子__加速器__和粒子__探测器__是研究粒子物理的主要工具。
人教版高中物理选修3-5课件 19 核聚变课件2
问题导学 当堂检测
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
答案:(1)11H+210n→13H (2)6.24 MeV
解析:(1)聚变方程
1 1
H+
210n→13H。
部分,在覆盖地球表面23的海水中是取之不尽的。从这个意义上讲,轻核
聚变是能源危机的终结者。这是优点之二,即地球上聚变燃料的储量丰 富。
问题导学 当堂检测
课前预习导学ห้องสมุดไป่ตู้
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
(3)实现核聚变需要高温,一旦出现故障,高温不能维持,反应就自 动终止了。另外,氘和氚聚变反应中产生的氦是没有放射性的,放射性废 物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成 的放射性物质,比裂变所生成的废物的数量少,容易处理。这是优点之三, 即轻核聚变反应更为安全、清洁。
问题导学 当堂检测
1234
课前预习导学
KEQIAN YUXI DAOXUE
课堂合作探究
KETANG HEZUO TANJIU
2.正电子是电子的反粒子,它跟普通电子的电荷量相等,而电性相反,科 学家设想在宇宙的某些部分可能存在完全由反粒子构成的物质——反 物质。1997 年,欧洲和美国的科学研究机构先后宣布:他们分别制造出 9 个和 7 个反氢原子。这是人类探索反物质的一大进步,你推测反氢原子 的结构是( ) A.一个带正电荷的质子和一个带负电荷的电子构成 B.一个带负电荷的质子和一个带正电荷的中子构成 C.由一个不带电荷的中子和一个带负电荷的电子构成 D.由一个带负电荷的质子与一个带正电荷的电子构成 答案:D 解析:氢原子由质子和电子组成,它们的反粒子分别是反质子和正电子, 选项 D 正确。
《核聚变》说课稿
《核聚变》说课稿尊敬的各位评委、老师：大家好！今天我说课的题目是《核聚变》。
下面我将从教材分析、学情分析、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程以及教学反思这几个方面来展开我的说课。
一、教材分析“核聚变”这一课题选自高中物理选修 3-5 。
核聚变是现代物理学研究的重要领域之一，也是能源领域的前沿课题。
教材通过介绍核聚变的概念、原理、条件以及核聚变的应用前景，让学生对核聚变这一高科技领域有初步的了解，激发学生对科学的兴趣和探索精神。
本节课在教材中的地位和作用十分重要。
它不仅是对原子核物理知识的进一步拓展和深化，也为学生理解能源的开发和利用提供了新的视角。
同时，核聚变的研究对于解决人类未来的能源问题具有重要的意义，让学生了解核聚变有助于培养他们的社会责任感和科学素养。
二、学情分析学生在之前的学习中已经掌握了原子核的组成、放射性、核裂变等相关知识，对于原子核物理有了一定的基础。
但是，核聚变的概念和原理相对较为抽象，学生在理解上可能会存在一定的困难。
此外，学生的抽象思维能力和逻辑推理能力还有待进一步提高，需要通过具体的实例和形象的比喻来帮助他们理解核聚变的过程和条件。
在学习态度方面，高中生对新鲜事物充满好奇心和求知欲，对于核聚变这样的前沿科学话题往往表现出浓厚的兴趣。
但是，由于核聚变的知识较为复杂，学生在学习过程中可能会出现畏难情绪，需要教师给予适当的引导和鼓励。
三、教学目标基于对教材和学情的分析，我制定了以下教学目标：1、知识与技能目标（1）理解核聚变的概念和原理，知道核聚变的条件。
（2）了解核聚变的常见反应方程，能够简单计算核聚变释放的能量。
（3）知道核聚变的应用前景和面临的挑战。
2、过程与方法目标（1）通过对核聚变过程的分析，培养学生的抽象思维能力和逻辑推理能力。
（2）通过对核聚变相关问题的讨论和探究，培养学生的合作学习能力和解决问题的能力。
3、情感态度与价值观目标（1）激发学生对科学的兴趣和探索精神，培养学生的创新意识。
高中物理选修3-5教学设计4.3核聚变教案
高中物理选修3-5教学设计4.3核聚变教案4.3核聚变（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。
课时安排:1 课时教学过程能源是推动科学技术和经济高速发展的动力保障，需求正在急剧增加。
煤、石油等化石能源的不可再生，使资源日益枯竭，而且给地球带来了巨大的污染，这些因素促使人们更加重视寻找洁净的、可持续发展的新能源。
近年来，核能作为一种新能源倍受人们关注，核反应有些释放能量，有些吸收能量，人们想利用核能，当然必须选那些释放核能的核反应。
什么样的核反应能释放核能呢？利用天然放射性元素的衰变行吗？例如：U238在α衰变时放出的α粒子具有4.18MeV 的能量，但它的半衰期很长，达4.49亿年，衰变非常缓慢，功率太小。
利用人工核转变行吗？例如：M n C He Be 6.5101264294++→+ M n He n Be 8.431421063++→+ 但粒子击中原子核的概率太低，只有百万分之一、二。
实在得不偿失！有哪些核反应才真正具有实用价值呢？那么如何获得核能呢？重核裂变和轻核聚变是获得核能的两个重要途径。
这节课我们学习轻核的聚变。
轻核聚变：核物理中把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为聚变。
三、轻核聚变学生阅读课文，并回答下列问题：（1）是否任意核聚变在一起都释放出能量？为什么？（2）什么叫轻核的聚变？（3）发生轻核聚变的条件是什么？结合裂变知识，引导学生回答问题：不是任意核聚变在一起都能释放能量。
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2019-2020年新课标人教版3-5选修三18.7《核聚变》WORD教案2
新课标要求 1．内容标准 （1）知道原子核的组成。知道放射性和原子核的衰变。会用半衰期描述衰变速度，知道半衰期的统计意义。 （2）了解放射性同位素的应用。知道射线的危害和防护。 例1 了解放射性在医学和农业中的应用。 例2 调查房屋装修材料和首饰材料中具有的放射性，了解相关的国家标准。 （3）知道核力的性质。能简单解释轻核与重核内中子数、质子数具有不同比例的原因。会根据质量数守恒和电荷守恒写出核反应方程。 （4）认识原子核的结合能。知道裂变反应和聚变反应。关注受控聚变反应研究的进展。 （5）知道链式反应的发生条件。了解裂变反应堆的工作原理。了解常用裂变反应堆的类型。知道核电站的工作模式。 （6）通过核能的利用，思考科学技术与社会的关系。 例3 思考核能开发带来的社会问题。 （7）初步了解恒星的演化。初步了解粒子物理学的基础知识。 例4 了解加速器在核物理、粒子物理研究中的作用。 2．活动建议： （1）通过查阅资料，了解常用的射线检测方法。 （2）观看有关核能利用的录像片。 （3）举办有关核能利用的科普讲座。 新课程学习
19．7 核聚变 ★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。 ★教学难点 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 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。 投影材料一：核聚变发展的历史进程［1］ 提问：请同学们再看看比结合能曲线（图19.5-3），想一想为什么轻核的聚变反应能够比重核的裂变反应释放更多的核能？ 让学生了解聚变的发展历史进程。 学生思考并分组讨论、归纳总结。 学生回答：因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大 点评：学生阅读课本，回答问题，有助于培养学生的自学能力。 教师归纳补充： （1）氢的聚变反应： 21H+21H→31He+11H+4 MeV、 21H+31H→42He+10n+17.6 MeV
（2）释放能量：ΔE＝Δmc2＝17.6 MeV，平均每个核子释放能量3 MeV以上，约为裂变反应释放能量的3～4倍 提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件？ 学生阅读教材，分析思考、归纳总结并分组讨论。 得出结论 微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15 m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。 宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把它加热到几百万摄氏度的高温。 点评：从宏观和微观两个角度来考虑核聚变的条件，有助于加深理解。 教师说强调：聚变反应一旦发生，就不再需要外界给它能量，靠自身产生的热就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。 教师补充说明： （1）热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳和很多恒星的内部温度高达107 K以上，因而在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。太阳每秒释放的能量约为3.8×1026 J，地球只接受了其中的二十亿分之一。太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。它每秒有７亿吨原子核参与碰撞，转化为能量的物质是400万吨。科学家估计，太阳的这种“核燃烧”还能维持90亿~100亿年。当然，与人类历史相比，这个时间很长很长！ 教师：希望同学们课后查阅资料，了解更多的太阳能有关方面的知识及其应用。 （2）上世纪四十年代，人们利用核聚变反应制成了用于战争的氢弹，氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器，在其中进行的是不可控热核反应，它的威力是原子弹的十几倍。 提问：氢弹爆炸原理是什么？ 学生阅读教材：课本图19.7-1是氢弹原理图，它需要用原子炸药来引爆，以获得热核反应所需要的高温，而这些原子炸药又要用普通炸药来点燃。 ［教师点拨］ ［录像］氢弹的构造简介及其爆炸情况。 根据你收集的资料，还能通过什么方法实现核聚变？ 学生回答：日英开发出激光核聚变新方法、有人提出利用电解重水的方法实现低温核聚变。 点评：学生自学看书，自己归纳总结，
有助于培养学生分析问题、解决问题的能力，逐步提高学生的归纳总结能力。 2．可控热核反应 （1）聚变与裂变相比有很多优点 提问：目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，以使核聚变造福于人类。我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。请同学们自学教材，了解聚变与裂变相比有哪些优点？ 投影材料二[2]：可控热核反应发展进程 例：一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是21H+31H→42He+10n，其中氘核的质量：mD=2.014 102 u、氚核的质量：mT=3.016 050 u、氦核的质量：mα=4.002 603 u、中子的质量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 6×10-27kg，e = 1.602 2×10-19C，请同学们求出该核反应所释放出来的能量。 学生计算： 根据质能方程，释放出的能量为：
MeVeVcmmmmmcEnTD6.17106022.1)103(106606.10186.0)(19282722
教师点拔：平均每个核子放出的能量约为3.3MeV，而铀核裂变时平均每个核子释放的能量约为1MeV。 总结：聚变与裂变相比，这是优点之一，即轻核聚变产能效率高。 教师点拔：常见的聚变反应：21H+21H→31He+11H+4MeV、 21H+31H→42He+10n+17.6 MeV。在这两个反应中，前一反应的材料是氘，后一反应的材料是氘和氚，而氚又是前一反应的产物，所以氘是实现这两个反应的原始材料，而氘是重水的组成部分，在覆盖地球表面三分之二的海水中是取之不尽的。从这个意义上讲，轻核聚变是能源危机的终结者。 总结：聚变与裂变相比，这是优点之二，即地球上聚变燃料的储量丰富。如1L海水中大约有0.03g氘，如果发生聚变，放出的能量相当于燃烧300L汽油。 聚变与裂变相比，优点之三，是轻核聚变反应更为安全、清洁。 实现核聚变需要高温，一旦出现故障，高温不能维持，反应就自动终止了。另外，氘和氚聚就反应中产生的氦是没有放射性的，放射性废物主要是泄漏的氚以及聚变时高速中子、质子与其他物质反应而生成的放射性物质，比裂就所生成的废物的数量少，容易处理。 （2）我国在可控热核反应方面的研究和实验发展情况。 EAST全超导托卡马克实验装置以探索无限而清洁的核聚变能源为目标，这个装置也被通称为“人造太阳”，能够像太阳一样给人类提供无限清洁的能源。目前，由中科院等离子体物理研究所设计制造的EAST全超导非圆截面托卡马克实验装置大部件已安装完毕，进入抽真空降温试验阶段。我国的科学家就率先建成了世界上第一个全超导核聚变“人造太阳”实验装置，模拟太阳产生能量。 点评：通过了解我国在可控热核反应方面的成就，激发学生的爱国热情和献身科学的能力。
（三）课堂小结 本节主要研究了聚变核反应的特点和条件，聚变反应要比裂变反应释放更多的能量，但它发生的条件是要达到几百万度的高温，因而聚变反应也叫热核反应.可控热核反应的研究和实验将为人类和平利用核能开发新的途径。 （四）作业： 完成课后练习 ★教学体会 本节课虽然教学要求不高，但却是开展中学科技教育活动的生动内容。然而课本的编写，却限于篇幅等因素的影响，存在正如爱因斯坦所说的问题：“科学结论几乎是以完成的形式出现在读者面前，读者学生体验不到探索和发现的喜悦，感觉不到思想形成的生动过程也很难达到清楚地解释全部过程。” 在课堂教学过程中，结合内容的讲授，以史为鉴，虽着墨不多，却寓意深远，本材料正是以此为设计思想的：沿着科学家的足迹，剖析科学家的思维，领略科学家的创造；激发同学们的兴趣，培养同学们的能力，陶冶同学们的情操。
附：