2020高中物理核聚變教案大全
核聚變是指由質(zhì)量小的原子，主要是指氘或氚，在一定條件下(如超高溫和高壓)，發(fā)生原子核互相聚合作用，生成新的質(zhì)量更重的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應(yīng)形式。接下來是小編為大家整理的2020高中物理核聚變教案大全，希望大家喜歡!
2020高中物理核聚變教案大全一
★新課標(biāo)要求
(一)知識與技能
1.了解聚變反應(yīng)的特點及其條件.
2.了解可控?zé)岷朔磻?yīng)及其研究和發(fā)展.
3.知道輕核的聚變能夠釋放出很多的能量，如果能加以控制將為人類提供廣闊的能源前景。
(二)過程與方法
通過讓學(xué)生自己閱讀課本，培養(yǎng)他們歸納與概括知識的能力和提出問題的能力
(三)情感、態(tài)度與價值觀
1.通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識導(dǎo)科學(xué)技術(shù)的重要性，更加熱愛科學(xué)、勇于獻(xiàn)身科學(xué)。
2.認(rèn)識核能的和平利用能為人類造福，但若用于戰(zhàn)爭目的將給人類帶來災(zāi)難，希望同學(xué)們努力學(xué)習(xí)，為人類早日和平利用核聚變能而作出自己的努力。
★教學(xué)重點
聚變核反應(yīng)的特點。
聚變反應(yīng)的條件。
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：可供實物投影、放像、課件播放等。
★課時安排
1 課時
★教學(xué)過程
(一)引入新課
復(fù)習(xí)提問1：利用核能的兩大途徑分別是什么?
☆學(xué)生：輕核的聚變核重核的裂變。
復(fù)習(xí)提問2：利用重核裂變獲取核能時，有哪些不利因素?
☆學(xué)生：燃料利用率低，廢料處理存在隱患。
復(fù)習(xí)提問3：什么是核子平均質(zhì)量?從核子平均質(zhì)量曲線可以看出，最大效能利用核能的途徑是什么?
☆學(xué)生：原子核的質(zhì)量除以核子總數(shù);輕核聚變。
教師：1967年6月17日，我國第一顆氫彈爆炸成功。從第一顆原子彈爆炸成功到第一顆氫彈爆炸成功，我國僅用了兩年零八個月。前蘇聯(lián)用了四年，美國用了7年。氫彈爆炸釋放核能是通過輕核的聚變來實現(xiàn)的。這節(jié)課我們就來研究聚變的問題.
學(xué)生：學(xué)生認(rèn)真仔細(xì)地聽課
點評：通過介紹我國第一氫彈爆炸，激發(fā)同學(xué)們的愛國熱情。
(二)進(jìn)行新課
1.聚變及其條件
提問：請同學(xué)們閱讀課本第一段，回答什么叫輕核的聚變?
學(xué)生仔細(xì)閱讀課文
學(xué)生回答：兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的反應(yīng)叫做聚變。
投影材料一：核聚變發(fā)展的歷史進(jìn)程
提問：請同學(xué)們再看看比結(jié)合能曲線(圖19.5-3)，想一想為什么輕核的聚變反應(yīng)能夠比重核的裂變反應(yīng)釋放更多的核能?
讓學(xué)生了解聚變的發(fā)展歷史進(jìn)程。
學(xué)生思考并分組討論、歸納總結(jié)。
學(xué)生回答：因為較輕的原子核比較重的原子核核子的平均質(zhì)量更大，聚變成質(zhì)量較大的原子核能產(chǎn)生更多的質(zhì)量虧損，所以平均每個核子釋放的能量就更大
點評：學(xué)生閱讀課本，回答問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。
教師歸納補充：
(1)氫的聚變反應(yīng)：
21H+21H→31He+11H+4 MeV、
21H+31H→42He+10n+17.6 MeV
(2)釋放能量：ΔE=Δmc2=17.6 MeV，平均每個核子釋放能量3 MeV以上，約為裂變反應(yīng)釋放能量的3～4倍
提問：請同學(xué)們試從微觀和宏觀兩個角度說明核聚變發(fā)生的條件?
學(xué)生閱讀教材，分析思考、歸納總結(jié)并分組討論。
得出結(jié)論
微觀上：參與反應(yīng)的原子核必須接近到原子核大小的尺寸范圍，即10-15 m，要使原子核接近到這種程度，必須使它們具有很大的動能以克服原子核之間巨大的庫侖斥力。
宏觀上：要使原子核具有如此大的動能，就要把它加熱到幾百萬攝氏度的高溫。
點評：從宏觀和微觀兩個角度來考慮核聚變的條件，有助于加深理解。
教師說強調(diào)：聚變反應(yīng)一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，靠自身產(chǎn)生的熱就可以維持反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行下去，在短時間釋放巨大的能量，這就是聚變引起的核爆炸。
教師補充說明：
(1)熱核反應(yīng)在宇宙中時時刻刻地進(jìn)行著，太陽和很多恒星的內(nèi)部溫度高達(dá)107 K以上，因而在那里進(jìn)行著激烈的熱核反應(yīng)，不斷向外界釋放著巨大的能量。太陽每秒釋放的能量約為3.8×1026 J，地球只接受了其中的二十億分之一。太陽在“核燃燒”的過程中“體重”不斷減輕。它每秒有7億噸原子核參與碰撞，轉(zhuǎn)化為能量的物質(zhì)是400萬噸?？茖W(xué)家估計，太陽的這種“核燃燒”還能維持90億~100億年。當(dāng)然，與人類歷史相比，這個時間很長很長!
教師：希望同學(xué)們課后查閱資料，了解更多的太陽能有關(guān)方面的知識及其應(yīng)用。
(2)上世紀(jì)四十年代，人們利用核聚變反應(yīng)制成了用于戰(zhàn)爭的氫彈，氫彈是利用熱核反應(yīng)制造的一種在規(guī)模殺傷武器，在其中進(jìn)行的是不可控?zé)岷朔磻?yīng)，它的威力是原子彈的十幾倍。
提問：氫彈爆炸原理是什么?
學(xué)生閱讀教材：課本圖19.7-1是氫彈原理圖，它需要用原子炸藥來引爆，以獲得熱核反應(yīng)所需要的高溫，而這些原子炸藥又要用普通炸藥來點燃。
[教師點撥]
[錄像]氫彈的構(gòu)造簡介及其爆炸情況。
根據(jù)你收集的資料，還能通過什么方法實現(xiàn)核聚變?
學(xué)生回答：日英開發(fā)出激光核聚變新方法、有人提出利用電解重水的方法實現(xiàn)低溫核聚變。
點評：學(xué)生自學(xué)看書，自己歸納總結(jié)，
有助于培養(yǎng)學(xué)生分析問題、解決問題的能力，逐步提高學(xué)生的歸納總結(jié)能力。
2.可控?zé)岷朔磻?yīng)
(1)聚變與裂變相比有很多優(yōu)點
提問：目前，人們還不能控制核聚變的速度，但科學(xué)家們正在努力研究和嘗試可控?zé)岷朔磻?yīng)，以使核聚變造福于人類。我國在這方面的研究和實驗也處于世界領(lǐng)先水平。請同學(xué)們自學(xué)教材，了解聚變與裂變相比有哪些優(yōu)點?
投影材料二：可控?zé)岷朔磻?yīng)發(fā)展進(jìn)程
例：一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變，其核反應(yīng)方程是21H+31H→42He+10n，其中氘核的質(zhì)量：mD=2.014 102 u、氚核的質(zhì)量：mT=3.016 050 u、氦核的質(zhì)量：mα=4.002 603 u、中子的質(zhì)量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 6×10-27kg，e = 1.602 2×10-19C，請同學(xué)們求出該核反應(yīng)所釋放出來的能量。
學(xué)生計算：
根據(jù)質(zhì)能方程，釋放出的能量為：
教師點拔：平均每個核子放出的能量約為3.3MeV，而鈾核裂變時平均每個核子釋放的能量約為1MeV。
2020高中物理核聚變教案大全二
授課題目 3.5~6核裂變 核聚變 第 1 課時 授課時間 年 月 日
星期 教學(xué)目標(biāo) 知識與技能
1. 知道核裂變現(xiàn)象，理解核裂變放出巨大能量的道理
2. 能根據(jù)質(zhì)能方程計算裂變放出的能量
3. 知道什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，什么是臨界體積
4. 知道聚變反應(yīng)，理解聚變放出巨大能量的道理
5. 知道可控核聚變反應(yīng)的優(yōu)缺點及研究進(jìn)展情況
過程與方法
1. 通過結(jié)合能的學(xué)習(xí)和計算，培養(yǎng)學(xué)生的理解能力，推理能力，計算能力
2. 通過讓學(xué)生自己閱讀課本，查閱資料，了解核反應(yīng)堆的原理及核電站的作用，培養(yǎng)學(xué)生獲取信息，加工整理信息的能力。
情感態(tài)度與價值觀
1. 通過學(xué)習(xí)核裂變與核聚變的應(yīng)用，體會物理學(xué)的價值和威力。
2. 通過了解核武器、核電站等諸多核知識的應(yīng)用，體會科學(xué)與人類社會發(fā)展的關(guān)系，科學(xué)既能給人類造福也能給類帶來災(zāi)難。 教學(xué)重點 核裂變和核聚變的概念 教學(xué)難點 理解核裂變的兩個應(yīng)用及核聚變的點火難度 教學(xué)方法 講授法，舉例法，練習(xí)法，討論法 教學(xué)手段 多媒體教學(xué)設(shè)備 板書或板圖設(shè)計
教學(xué)過程 環(huán)節(jié) 檢測內(nèi)容 檢測結(jié)果
及補救措施 針對
教學(xué)
重難
點的
當(dāng)堂
檢測
反饋
教反思
教 學(xué) 過 程 環(huán)節(jié) 教 師 活 動 學(xué) 生 活 動 1.引入 1. 復(fù)習(xí)引入：原子核的結(jié)合能如何計算?
2. 上節(jié)課我們知道了原子核蘊含了巨大的能量，今天我們學(xué)習(xí)原子核能量的兩種應(yīng)用核裂變和核聚變。 2. 核裂變 1. 概念：重核分裂成幾個中等質(zhì)量的原子核的現(xiàn)象稱為核裂變。
2. 練習(xí)。哪些屬于核裂變反應(yīng)。
3. 核裂變能放出巨大能量，核燃料與煤釋放能量的對比。(具體計算留作作業(yè))
4. 鏈?zhǔn)椒磻?yīng)、臨界體積的概念
2020高中物理核聚變教案大全三
★新課標(biāo)要求
(一)知識與技能
1.了解聚變反應(yīng)的特點及其條件.
2.了解可控?zé)岷朔磻?yīng)及其研究和發(fā)展.
3.知道輕核的聚變能夠釋放出很多的能量，如果能加以控制將為人類提供廣闊的能源前景。
(二)過程與方法
通過讓學(xué)生自己閱讀課本，培養(yǎng)他們歸納與概括知識的能力和提出問題的能力
(三)情感、態(tài)度與價值觀
1.通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識導(dǎo)科學(xué)技術(shù)的重要性，更加熱愛科學(xué)、勇于獻(xiàn)身科學(xué)。
2.認(rèn)識核能的和平利用能為人類造福，但若用于戰(zhàn)爭目的將給人類帶來災(zāi)難，希望同學(xué)們努力學(xué)習(xí)，為人類早日和平利用核聚變能而作出自己的努力。
★教學(xué)重點
聚變核反應(yīng)的特點。
聚變反應(yīng)的條件。
★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：可供實物投影、放像、課件播放等。
★課時安排
1 課時
★教學(xué)過程
(一)引入新課
教師：1967年6月17日，我國第一顆氫彈爆炸成功。從第一顆原子彈爆炸成功到第一顆氫彈爆炸成功，我國僅用了兩年零八個月。前蘇聯(lián)用了四年，美國用了7年。氫彈爆炸釋放核能是通過輕核的聚變來實現(xiàn)的。這節(jié)課我們就來研究聚變的問題.
學(xué)生：學(xué)生認(rèn)真仔細(xì)地聽課
點評：通過介紹我國第一氫彈爆炸，激發(fā)同學(xué)們的愛國熱情。
(二)進(jìn)行新課
1.聚變及其條件
提問：請同學(xué)們閱讀課本第一段，回答什么叫輕核的聚變?
學(xué)生仔細(xì)閱讀課文
學(xué)生回答：兩個輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的反應(yīng)叫做聚變。
投影材料一：核聚變發(fā)展的歷史進(jìn)程[1]
提問：請同學(xué)們再看看比結(jié)合能曲線(圖19.5-3)，想一想為什么輕核的聚變反應(yīng)能夠比重核的裂變反應(yīng)釋放更多的核能?
讓學(xué)生了解聚變的發(fā)展歷史進(jìn)程。
學(xué)生思考并分組討論、歸納總結(jié)。
學(xué)生回答：因為較輕的原子核比較重的原子核核子的平均質(zhì)量更大，聚變成質(zhì)量較大的原子核能產(chǎn)生更多的質(zhì)量虧損，所以平均每個核子釋放的能量就更大
點評：學(xué)生閱讀課本，回答問題，有助于培養(yǎng)學(xué)生的自學(xué)能力。
教師歸納補充：
(1)氫的聚變反應(yīng)：
21H+21H→31He+11H+4 MeV、
21H+31H→42He+10n+17.6 MeV
(2)釋放能量：ΔE=Δmc2=17.6 MeV，平均每個核子釋放能量3 MeV以上，約為裂變反應(yīng)釋放能量的3～4倍
提問：請同學(xué)們試從微觀和宏觀兩個角度說明核聚變發(fā)生的條件?
學(xué)生閱讀教材，分析思考、歸納總結(jié)并分組討論。
得出結(jié)論
微觀上：參與反應(yīng)的原子核必須接近到原子核大小的尺寸范圍，即10-15 m，要使原子核接近到這種程度，必須使它們具有很大的動能以克服原子核之間巨大的庫侖斥力。
宏觀上：要使原子核具有如此大的動能，就要把它加熱到幾百萬攝氏度的高溫。
點評：從宏觀和微觀兩個角度來考慮核聚變的條件，有助于加深理解。
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