人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE35.4核裂變與核聚變上課時間：年月日題課選擇性必修三第五章第4節：核裂變與核聚變課型新課時共1課時教學目標1.了解核裂變反應及鏈式反應的條件。2.知道反應堆的工作原理及其類型，知道核電站的工作流程。3.了解核聚變反應及條件，關注受控核聚變反應研究的進展。4.了解兩類核能應用的利弊，關注核技術應用對人類生活和社會發展的影響。學習重點核裂變反應及鏈式反應的條件、核聚變反應及條件學習難點受控核聚變反應教學過程教學環節(含備注)教學內容引入新課講授新課（邊講授邊討論習題）一.引入新課核電站和原子彈是怎樣轉化和利用核能的？氫彈與原子彈有什么異同？二.進行新課（一）核能釋放原理：只有重核裂變和輕核聚變時，因質量虧損能放出大量的能量。（二）核裂變的發現1．核裂變：重核被中子轟擊后分裂成兩個質量差不多的較輕原子核，并放出核能的過程。2．鈾核裂變：用中子轟擊鈾核時，鈾核發生裂變，其產物是多樣的，其中一種典型的反應是eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(144),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n。3．鏈式反應：由重核裂變產生的中子使核裂變反應一代接一代繼續下去的過程，叫作核裂變的鏈式反應。4．鏈式反應的條件：發生核裂變物質的體積大于或等于臨界體積或核裂變物質的質量大于或等于臨界質量。（三）反應堆與核電站1．核電站：利用核能發電，它的核心設施是核反應堆，它主要由以下幾部分組成：(1)核燃料：鈾棒；(2)慢化劑：鈾235容易捕獲慢中子發生核裂變，采用石墨、重水或普通水(也叫輕水)作慢化劑；(3)控制棒：利用鎘吸收中子能力很強的特性，采用插入鎘棒的方法控制鏈式反應的速度；(4)熱交換器：利用水或液態的金屬鈉等流體在反應堆內外循環流動，把反應堆內的熱量傳輸出去。（展示教材122頁圖片）2．核輻射的屏蔽：在反應堆的外面需要修建很厚的水泥層；核廢料需裝入特制的容器，深埋地下。例題1：（教材125頁練習5）在一個反應堆中用石墨做慢化劑使快中子減速。碳核的質量是中子的12倍，假設中子與碳核的每次碰撞都是彈性正碰，而且認為碰撞前碳核都是靜止的。（1）設碰撞前中子的動能是E0，經過一次碰撞，中子失去的動能是多少？（2）至少經過多少次碰撞，中子的動能才能小于10-6E0？〖答案〗（1）48E0/169(2)42次要點：動量守恒在微觀領域的應用。（四）核聚變1．定義：兩個輕核結合成質量較大的核的核反應。輕核聚變反應必須在高溫下進行，因此又叫熱核反應。2．核聚變舉例：eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n＋17.6MeV。3．實例分析(1)宇宙天體：熱核反應在宇宙中時時刻刻地進行著，太陽就是一個巨大的熱核反應堆。例題2（教材125頁練習7）〖答案〗Δm=Pt/c2=4.22×109kg(2)核武器：氫彈，由化學炸藥引爆原子彈，再由原子彈爆炸產生的高溫高壓引發熱核爆炸。（展示教材124頁圖片）4．核聚變與核裂變相比有很多優點(1)輕核聚變產能效率高；(2)地球上核聚變燃料的儲量豐富；(3)輕核聚變更為安全、清潔。5．實現可控核聚變的方案：磁約束和慣性約束。（展示教材124頁圖片）三.課堂練習：教材125練習1、2、3、4、6四.課堂總結：（見板書設計）五.學習效果檢測板書設計核裂變與核聚變1．核裂變：重核被中子轟擊后分裂成兩個質量差不多的較輕原子核，并放出核能的過程。eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(144),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n。鏈式反應的條件：發生核裂變物質的體積大于或等于臨界體積或核裂變物質的質量大于或等于臨界質量。2.核聚變：兩個輕核結合成質量較大的核的核反應。輕核聚變反應必須在高溫下進行，因此又叫熱核反應。eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n＋17.6MeV3.實現可控核聚變的方案：磁約束和慣性約束。課后反思5.4核裂變與核聚變上課時間：年月日題課選擇性必修三第五章第4節：核裂變與核聚變課型新課時共1課時教學目標1.了解核裂變反應及鏈式反應的條件。2.知道反應堆的工作原理及其類型，知道核電站的工作流程。3.了解核聚變反應及條件，關注受控核聚變反應研究的進展。4.了解兩類核能應用的利弊，關注核技術應用對人類生活和社會發展的影響。學習重點核裂變反應及鏈式反應的條件、核聚變反應及條件學習難點受控核聚變反應教學過程教學環節(含備注)教學內容引入新課講授新課（邊講授邊討論習題）一.引入新課核電站和原子彈是怎樣轉化和利用核能的？氫彈與原子彈有什么異同？二.進行新課（一）核能釋放原理：只有重核裂變和輕核聚變時，因質量虧損能放出大量的能量。（二）核裂變的發現1．核裂變：重核被中子轟擊后分裂成兩個質量差不多的較輕原子核，并放出核能的過程。2．鈾核裂變：用中子轟擊鈾核時，鈾核發生裂變，其產物是多樣的，其中一種典型的反應是eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(144),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n。3．鏈式反應：由重核裂變產生的中子使核裂變反應一代接一代繼續下去的過程，叫作核裂變的鏈式反應。4．鏈式反應的條件：發生核裂變物質的體積大于或等于臨界體積或核裂變物質的質量大于或等于臨界質量。（三）反應堆與核電站1．核電站：利用核能發電，它的核心設施是核反應堆，它主要由以下幾部分組成：(1)核燃料：鈾棒；(2)慢化劑：鈾235容易捕獲慢中子發生核裂變，采用石墨、重水或普通水(也叫輕水)作慢化劑；(3)控制棒：利用鎘吸收中子能力很強的特性，采用插入鎘棒的方法控制鏈式反應的速度；(4)熱交換器：利用水或液態的金屬鈉等流體在反應堆內外循環流動，把反應堆內的熱量傳輸出去。（展示教材122頁圖片）2．核輻射的屏蔽：在反應堆的外面需要修建很厚的水泥層；核廢料需裝入特制的容器，深埋地下。例題1：（教材125頁練習5）在一個反應堆中用石墨做慢化劑使快中子減速。碳核的質量是中子的12倍，假設中子與碳核的每次碰撞都是彈性正碰，而且認為碰撞前碳核都是靜止的。（1）設碰撞前中子的動能是E0，經過一次碰撞，中子失去的動能是多少？（2）至少經過多少次碰撞，中子的動能才能小于10-6E0？〖答案〗（1）48E0/169(2)42次要點：動量守恒在微觀領域的應用。（四）核聚變1．定義：兩個輕核結合成質量較大的核的核反應。輕核聚變反應必須在高溫下進行，因此又叫熱核反應。2．核聚變舉例：eq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))H＋eq\o\al(\s\up1(3),\s\do1(1))H→eq\o\al(\s\up1(4),\s\do1(2))He＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n＋17.6MeV。3．實例分析(1)宇宙天體：熱核反應在宇宙中時時刻刻地進行著，太陽就是一個巨大的熱核反應堆。例題2（教材125頁練習7）〖答案〗Δm=Pt/c2=4.22×109kg(2)核武器：氫彈，由化學炸藥引爆原子彈，再由原子彈爆炸產生的高溫高壓引發熱核爆炸。（展示教材124頁圖片）4．核聚變與核裂變相比有很多優點(1)輕核聚變產能效率高；(2)地球上核聚變燃料的儲量豐富；(3)輕核聚變更為安全、清潔。5．實現可控核聚變的方案：磁約束和慣性約束。（展示教材124頁圖片）三.課堂練習：教材125練習1、2、3、4、6四.課堂總結：（見板書設計）五.學習效果檢測板書設計核裂變與核聚變1．核裂變：重核被中子轟擊后分裂成兩個質量差不多的較輕原子核，并放出核能的過程。eq\o\al(\s\up1(235),\s\do1(92))U＋eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n→eq\o\al(\s\up1(144),\s\do1(56))Ba＋eq\o\al(\s\up1(89),\s\do1(36))Kr＋3eq\o\al(\s\up1(1),\s\do1(0))n。鏈式反應的條件：發生核裂變物質的體積大于或等于臨界體積或核裂變物質的質量大于或