2020高中物理核聚變教案大全

　　核聚變是指由質量小的原子，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，生成新的質量更重的原子核，并伴隨著巨大的能量釋放的一種核反應形式。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

　　★新課標要求

　　(一)知識與技能

　　1.了解聚變反應的特點及其條件.

　　2.了解可控熱核反應及其研究和發(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.通過學習，使學生進一步認識導科學技術的重要性，更加熱愛科學、勇于獻身科學。

　　2.認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難，希望同學們努力學習，為人類早日和平利用核聚變能而作出自己的努力。

　　★教學重點

　　聚變核反應的特點。

　　聚變反應的條件。

　　★教學方法

　　教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。

　　★教學用具：

　　多媒體教學設備一套：可供實物投影、放像、課件播放等。

　　★課時安排

　　1 課時

　　★教學過程

　　(一)引入新課

　　復習提問1：利用核能的兩大途徑分別是什么?

　　☆學生：輕核的聚變核重核的裂變。

　　復習提問2：利用重核裂變獲取核能時，有哪些不利因素?

　　☆學生：燃料利用率低，廢料處理存在隱患。

　　復習提問3：什么是核子平均質量?從核子平均質量曲線可以看出，最大效能利用核能的途徑是什么?

　　☆學生：原子核的質量除以核子總數(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.

　　學生：學生認真仔細地聽課

　　點評：通過介紹我國第一氫彈爆炸，激發(fā)同學們的愛國熱情。

　　(二)進行新課

　　1.聚變及其條件

　　提問：請同學們閱讀課本第一段，回答什么叫輕核的聚變?

　　學生仔細閱讀課文

　　學生回答：兩個輕核結合成質量較大的核，這樣的反應叫做聚變。

　　投影材料一：核聚變發(fā)展的歷史進程

　　提問：請同學們再看看比結合能曲線(圖19.5-3)，想一想為什么輕核的聚變反應能夠比重核的裂變反應釋放更多的核能?

　　讓學生了解聚變的發(fā)展歷史進程。

　　學生思考并分組討論、歸納總結。

　　學生回答：因為較輕的原子核比較重的原子核核子的平均質量更大，聚變成質量較大的原子核能產(chǎn)生更多的質量虧損，所以平均每個核子釋放的能量就更大

　　點評：學生閱讀課本，回答問題，有助于培養(yǎng)學生的自學能力。

　　教師歸納補充：

　　(1)氫的聚變反應：

　　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，約為裂變反應釋放能量的3～4倍

　　提問：請同學們試從微觀和宏觀兩個角度說明核聚變發(fā)生的條件?

　　學生閱讀教材，分析思考、歸納總結并分組討論。

　　得出結論

　　微觀上：參與反應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：聚變反應一旦發(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持續(xù)進行下去，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)熱核反應在宇宙中時時刻刻地進行著，太陽和很多恒星的內部溫度高達107 K以上，因而在那里進行著激烈的熱核反應，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，轉化為能量的物質是400萬噸?？茖W家估計，太陽的這種“核燃燒”還能維持90億~100億年。當然，與人類歷史相比，這個時間很長很長!

　　教師：希望同學們課后查閱資料，了解更多的太陽能有關方面的知識及其應用。

　　(2)上世紀四十年代，人們利用核聚變反應制成了用于戰(zhàn)爭的氫彈，氫彈是利用熱核反應制造的一種在規(guī)模殺傷武器，在其中進行的是不可控熱核反應，它的威力是原子彈的十幾倍。

　　提問：氫彈爆炸原理是什么?

　　學生閱讀教材：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：學生自學看書，自己歸納總結，

　　有助于培養(yǎng)學生分析問題、解決問題的能力，逐步提高學生的歸納總結能力。

　　2.可控熱核反應

　　(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，但科學家們正在努力研究和嘗試可控熱核反應，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先水平。請同學們自學教材，了解聚變與裂變相比有哪些優(yōu)點?

　　投影材料二：可控熱核反應發(fā)展進程

　　例：一個氘核和一個氚核發(fā)生聚變，其核反應方程是21H+31H→42He+10n，其中氘核的質量：mD=2.014 102 u、氚核的質量：mT=3.016 050 u、氦核的質量：mα=4.002 603 u、中子的質量：mn=1.008 665 u、1u=1.660 6×10-27kg，e = 1.602 2×10-19C，請同學們求出該核反應所釋放出來的能量。

　　學生計算：

　　根據(jù)質能方程，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 教學目標 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)質能方程計算裂變放出的能量

　　3. 知道什么是鏈式反應，什么是臨界體積

　　4. 知道聚變反應，理解聚變放出巨大能量的道理

　　5. 知道可控核聚變反應的優(yōu)缺點及研究進展情況

　　過程與方法

　　1. 通過結合能的學習和計算，培養(yǎng)學生的理解能力，推理能力，計算能力

　　2. 通過讓學生自己閱讀課本，查閱資料，了解核反應堆的原理及核電站的作用，培養(yǎng)學生獲取信息，加工整理信息的能力。

　　情感態(tài)度與價值觀

　　1. 通過學習核裂變與核聚變的應用，體會物理學的價值和威力。

　　2. 通過了解核武器、核電站等諸多核知識的應用，體會科學與人類社會發(fā)展的關系，科學既能給人類造福也能給類帶來災難。 教學重點 核裂變和核聚變的概念 教學難點 理解核裂變的兩個應用及核聚變的點火難度 教學方法 講授法，舉例法，練習法，討論法 教學手段 多媒體教學設備 板書或板圖設計

　　教學過程 環(huán)節(jié) 檢測內容 檢測結果

　　及補救措施 針對

　　教學

　　重難

　　點的

　　當堂

　　檢測

　　反饋

　　教反思

　　教 學 過 程 環(huán)節(jié) 教 師 活 動 學 生 活 動 1.引入 1. 復習引入：原子核的結合能如何計算?

　　2. 上節(jié)課我們知道了原子核蘊含了巨大的能量，今天我們學習原子核能量的兩種應用核裂變和核聚變。 2. 核裂變 1. 概念：重核分裂成幾個中等質量的原子核的現(xiàn)象稱為核裂變。

　　2. 練習。哪些屬于核裂變反應。

　　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. 鏈式反應、臨界體積的概念

　　2020高中物理核聚變教案大全三

　　★新課標要求

　　(一)知識與技能

　　1.了解聚變反應的特點及其條件.

　　2.了解可控熱核反應及其研究和發(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.通過學習，使學生進一步認識導科學技術的重要性，更加熱愛科學、勇于獻身科學。

　　2.認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難，希望同學們努力學習，為人類早日和平利用核聚變能而作出自己的努力。

　　★教學重點

　　聚變核反應的特點。

　　聚變反應的條件。

　　★教學方法

　　教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。

　　★教學用具：

　　多媒體教學設備一套：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.

　　學生：學生認真仔細地聽課

　　點評：通過介紹我國第一氫彈爆炸，激發(fā)同學們的愛國熱情。

　　(二)進行新課

　　1.聚變及其條件

　　提問：請同學們閱讀課本第一段，回答什么叫輕核的聚變?

　　學生仔細閱讀課文

　　學生回答：兩個輕核結合成質量較大的核，這樣的反應叫做聚變。

　　投影材料一：核聚變發(fā)展的歷史進程[1]

　　提問：請同學們再看看比結合能曲線(圖19.5-3)，想一想為什么輕核的聚變反應能夠比重核的裂變反應釋放更多的核能?

　　讓學生了解聚變的發(fā)展歷史進程。

　　學生思考并分組討論、歸納總結。

　　學生回答：因為較輕的原子核比較重的原子核核子的平均質量更大，聚變成質量較大的原子核能產(chǎn)生更多的質量虧損，所以平均每個核子釋放的能量就更大

　　點評：學生閱讀課本，回答問題，有助于培養(yǎng)學生的自學能力。

　　教師歸納補充：

　　(1)氫的聚變反應：

　　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，約為裂變反應釋放能量的3～4倍

　　提問：請同學們試從微觀和宏觀兩個角度說明核聚變發(fā)生的條件?

　　學生閱讀教材，分析思考、歸納總結并分組討論。

　　得出結論

　　微觀上：參與反應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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