高中物理教案

高三物理教案：《能源教案》教學設計。

教案課件是老師需要精心準備的，規(guī)劃教案課件的時刻悄悄來臨了。只有規(guī)劃好教案課件工作計劃，才能規(guī)范的完成工作！你們了解多少教案課件范文呢？以下是小編收集整理的“高三物理教案：《能源教案》教學設計”，供您參考，希望能夠幫助到大家。

一、填空題

1.電子的發(fā)現(xiàn)把人們帶入了原子內部的世界,________的發(fā)現(xiàn)把人們帶入了原子核內部的世界。

2.利用放射線的________能力,可以用來檢查金屬內部是否存在裂縫。

3.α粒子就是________原子的原子核,它是由________個質子和________個中子組成的。

4.重的原子核分裂成幾個質量較小的原子核的變化,叫做________,幾個輕的原子核聚合成一個質量稍大的原子核的變化,叫做________。

5.太陽灶是將太陽能直接轉化成________能,硅光電池是將太陽能直接轉化成________能,綠色植物的光合作用是將太陽能轉化成________能。

6.太陽內部進行著大規(guī)模的________變,釋放出的核能以________形式從太陽輻射出來。

二、選擇題

7.下面各組能源中都屬于常規(guī)能源的是 [ ]

A.煤、石油和潮汐能。

B.天然氣、水能及地熱能。

C.核能、太陽能及水能。

D.煤、石油及天然氣。

8.原子彈和核電站的根本區(qū)別是 [ ]

A.原子彈利用核裂變,核電站利用核聚變。

B.原子彈利用核聚變,核電站利用核裂變。jAB88.com

C.原子彈對裂變的鏈式反應不加控制,核電站控制裂變的鏈式反應速度。

D.原子彈對聚變的鏈式反應不加控制,核電站控制聚變的鏈式反應速度。

9.十分巨大的新能源是 [ ]

A.核能和太陽能。 B.化石燃料與水能。

C.核能和潮汐能。 D.太陽能與地熱能。

三、計算題

10.地球表面所受太陽輻射熱為75600J/dm2,陽光經過一個直徑為1m的太陽灶曲面,20min能接受多少太陽能?它相當于完全燃燒多少干木柴所產生的熱量?

單元練習C組答案

1.放射性現(xiàn)象 2.穿透 3.氫,2,2

4.裂變,聚變 5.內,電,化學 6.聚,電磁波

7.D 8.C 9.A

10.1.18×106,0.1kg。

精選閱讀

高三物理教案：《核聚變》教學設計

三維教學目標

1、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。

2、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

3、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。

(一)引入新課

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。

(二)進行新課

1、聚變及其條件

提問：什么叫輕核的聚變?(兩個輕核結合成質量較大的核，這樣的反應叫做聚變)

提問：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?(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生更多的質量虧損，所以平均每個核子釋放的能量就更大)

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?

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。

聚變反應一旦發(fā)生，就不再需要外界給它能量，靠自身產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。

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!

(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?

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。

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?

可控熱核反應發(fā)展進程：

例1：一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。

根據質能方程，釋放出的能量為：

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。

總結：聚變與裂變相比，這是優(yōu)點之一，即輕核聚變產能效率高。

常見的聚變反應：21H+21H→31He+11H+4MeV、 21H+31H→42He+10n+17.6 MeV。在這兩個反應中，前一反應的材料是氘，后一反應的材料是氘和氚，而氚又是前一反應的產物，所以氘是實現(xiàn)這兩個反應的原始材料，而氘是重水的組成部分，在覆蓋地球表面三分之二的海水中是取之不盡的。從這個意義上講，輕核聚變是能源危機的終結者。

總結：聚變與裂變相比，這是優(yōu)點之二，即地球上聚變燃料的儲量豐富。

如1L海水中大約有0.03g氘，如果發(fā)生聚變，放出的能量相當于燃燒300L汽油。

總結：聚變與裂變相比，優(yōu)點之三，是輕核聚變反應更為安全、清潔。

實現(xiàn)核聚變需要高溫，一旦出現(xiàn)故障，高溫不能維持，反應就自動終止了。另外，氘和氚聚就反應中產生的氦是沒有放射性的，放射性廢物主要是泄漏的氚以及聚變時高速中子、質子與其他物質反應而生成的放射性物質，比裂就所生成的廢物的數量少，容易處理。

(2)我國在可控熱核反應方面的研究和實驗發(fā)展情況。

EAST全超導托卡馬克實驗裝置以探索無限而清潔的核聚變能源為目標，這個裝置也被通稱為“人造太陽”，能夠像太陽一樣給人類提供無限清潔的能源。目前，由中科院等離子體物理研究所設計制造的EAST全超導非圓截面托卡馬克實驗裝置大部件已安裝完畢，進入抽真空降溫試驗階段。我國的科學家就率先建成了世界上第一個全超導核聚變“人造太陽”實驗裝置，模擬太陽產生能量。

高三物理教案：《受力分析》教學設計

【考點自清】

受力分析是高中物理的基礎,它貫穿于力學、電磁學等各部分.正確地對研究對象進行受力分析是解決問題的關鍵。若受力分析出錯,則"滿盤皆輸"。受力分析單獨考查的也有,但更多的是結合其他知識解決綜合性問題。

一、受力分析

1、概念

把研究對象(指定物體)在指定的物理環(huán)境中受到的所有力都分析出來,并畫出物體所受的力的示意圖,這個過程就是受力分析。

2、受力分析的重要依據

①從力的概念判斷,尋找對應的施力物體;

②從力的性質判斷,尋找產生各性質力的原因;

③從力的效果判斷,尋找是否改變物體的形狀或改變物體的運動狀態(tài)(即是否產生加速度)(是靜止、勻速還是變速運動)。

3、受力分析一般順序

一般先分析場力(重力、電場力、磁場力);然后分析彈力,環(huán)繞物體一周,找出跟研究對象接觸的物體,并逐個分析這些物體對研究對象是否有彈力作用;最后分析摩擦力,對凡有彈力作用的地方逐一進行分析。

二、受力分析常用的方法

1、整體法與隔離法

整體法、隔離法在受力分析時要靈活選用:

(1)當所涉及的物理問題是整體與外界作用時,應用整體分析法,可使問題簡單明了,而不必考慮內力的作用。

(2)當涉及的物理問題是物體間的作用時,要應用隔離分析法,這時系統(tǒng)中物體間相互作用的內力就會變?yōu)楦鱾€獨立物體的外力。

2、假設法

在受力分析時,若不能確定某力是否存在,可先對其作出存在或不存在的情況假設,然后再就該力存在與否對物體運動狀態(tài)影響的不同來判斷該力是否存在。

三、受力分析的步驟

(1)明確研究對象--即確定受力分析的物體,研究對象可以是單個物體,也可以是多個物體的組合.

(2)隔離物體分析--將研究對象從周圍物體中隔離出來,進而分析周圍有哪些物體對它施加了力的作用.

(3)畫出受力示意圖--邊分析邊將力畫在示意圖上,準確標出各力的方向.

(4)檢查畫出的每一個力能否找到它的施力物體,檢查分析結果能否使研究對象處于題目所給運動狀態(tài),否則,必然發(fā)生了漏力、多力等錯誤。

四、受力分析要注意的問題

受力分析就是指把指定物體(研究對象)在特定的物理情景中所受到的所有外力找出來,并畫出受力圖.受力分析時要注意以下五個問題:

(1)研究對象的受力圖,通常只畫出根據性質命名的力,不要把按效果分解的力或合成的力分析進去。受力圖完成后再進行力的合成和分解,以免造成混亂。

(2)區(qū)分內力和外力:對幾個物體組成的系統(tǒng)進行受力分析時,這幾個物體間的作用力為內力,不能在受力圖中出現(xiàn);當把其中的某一物體單獨隔離分析時,原來的內力變成外力,要畫在受力圖上。

(3)防止"添力":找出各力的施力物體,若沒有施力物體,則該力一定不存在。為避免多力,應注意

①分析出的所有力都應找到施力物體;

②不能把研究對象對其他物體的作用力也分析進去;

③不能同時考慮合力和分力.

(4)防止"漏力":嚴格按照重力、彈力、摩擦力、其他力的步驟進行分析是防止"漏力"的有效辦法。為避免漏力,應做到:

①養(yǎng)成"一重二彈三摩四其他"的順序分析受力的習慣;

②分析是彈力、摩擦力這些接觸力時,按一定的繞向圍繞研究對象,對接觸面逐一分析.

(5)受力分析還要密切注意物體的運動狀態(tài),運用平衡條件或牛頓運動定律判定未知力的有無及方向。

高三物理教案：《康普頓效應》教學設計

康普頓效應

三維教學目標

1、知識與技能

(1)了解康普頓效應，了解光子的動量

(2)了解光既具有波動性，又具有粒子性;

(3)知道實物粒子和光子一樣具有波粒二象性;

(4)了解光是一種概率波。

2、過程與方法：

(1)了解物理真知形成的歷史過程;

(2)了解物理學研究的基礎是實驗事實以及實驗對于物理研究的重要性;

(3)知道某一物質在不同環(huán)境下所表現(xiàn)的不同規(guī)律特性。

3、情感、態(tài)度與價值觀：領略自然界的奇妙與和諧，發(fā)展對科學的好奇心與求知欲，樂于探究自然界的奧秘，能體驗探索自然規(guī)律的艱辛與喜悅。

教學重點：實物粒子和光子一樣具有波粒二象性

教學難點：實物粒子的波動性的理解。

教學方法：教師啟發(fā)、引導，學生討論、交流。

教學用具：投影片，多媒體輔助教學設備

(一)引入新課

提問：前面我們學習了有關光的一些特性和相應的事實表現(xiàn)，那么我們究竟怎樣來認識光的本質和把握其特性呢?(光是一種物質，它既具有粒子性，又具有波動性。在不同條件下表現(xiàn)出不同特性，分別舉出有關光的干涉衍射和光電效應等實驗事實)。

我們不能片面地認識事物，能舉出本學科或其他學科或生活中類似的事或物嗎?

(二)進行新課

1、康普頓效應

(1)光的散射：光在介質中與物質微粒相互作用，因而傳播方向發(fā)生改變，這種現(xiàn)象叫做光的散射。

(2)康普頓效應

1923年康普頓在做 X 射線通過物質散射的實驗時，發(fā)現(xiàn)散射線中除有與入射線波長相同的射線外，還有比入射線波長更長的射線，其波長的改變量與散射角有關，而與入射線波長和散射物質都無關。

(3)康普頓散射的實驗裝置與規(guī)律：

按經典電磁理論：如果入射X光是某種波長的電磁波，散射光的波長是不會改變的!散射中出現(xiàn) 的現(xiàn)象，稱為康普頓散射。

康普頓散射曲線的特點：

① 除原波長 外出現(xiàn)了移向長波方向的新的散射波長

② 新波長 隨散射角的增大而增大。波長的偏移為

波長的偏移只與散射角 有關，而與散射物質種類及入射的X射線的波長 無關，

= 0.0241?=2.41×10-3nm(實驗值)

稱為電子的Compton波長

只有當入射波長 與 可比擬時，康普頓效應才顯著，因此要用X射線才能觀察到康普頓散射，用可見光觀察不到康普頓散射。

(4)經典電磁理論在解釋康普頓效應時遇到的困難

①根據經典電磁波理論，當電磁波通過物質時，物質中帶電粒子將作受迫振動，其頻率等于入射光頻率，所以它所發(fā)射的散射光頻率應等于入射光頻率。

②無法解釋波長改變和散射角的關系。

(5)光子理論對康普頓效應的解釋

①若光子和外層電子相碰撞，光子有一部分能量傳給電子，散射光子的能量減少，于是散射光的波長大于入射光的波長。

②若光子和束縛很緊的內層電子相碰撞，光子將與整個原子交換能量，由于光子質量遠小于原子質量，根據碰撞理論， 碰撞前后光子能量幾乎不變，波長不變。

③因為碰撞中交換的能量和碰撞的角度有關，所以波長改變和散射角有關。

(6)康普頓散射實驗的意義

①有力地支持了愛因斯坦“光量子”假設;

②首次在實驗上證實了“光子具有動量”的假設;③證實了在微觀世界的單個碰撞事件中，動量和能量守恒定律仍然是成立的。

2、光的波粒二象性

講述光的波粒二象性，進行歸納整理。

(1)我們所學的大量事實說明：光是一種波，同時也是一種粒子，光具有波粒二象性。光的分立性和連續(xù)性是相對的，是不同條件下的表現(xiàn)，光子的行為服從統(tǒng)計規(guī)律。

(2)光子在空間各點出現(xiàn)的概率遵從波動規(guī)律，物理學中把光波叫做概率波。

3、光的波動性與粒子性是不同條件下的表現(xiàn)：

大量光子行為顯示波動性;個別光子行為顯示粒子性;光的波長越長，波動性越強;光的波長越短，粒子性越強。光的波動性不是光子之間相互作用引起的，是光子本身的一種屬性。

例題：已知每秒從太陽射到地球上垂直于太陽光的每平方米截面上的輻射能為1.4×103J，其中可見光部分約占45%，假設認為可見光的波長均為0.55μm，太陽向各個方向的輻射是均勻的，日地之間距離為R=1.5×1011m，估算出太陽每秒輻射出的可見光的光子數。(保留兩位有效數字)

高三物理教案：《核裂變》教學設計

核裂變

三維教學目標

1、知識與技能

(1)知道核裂變的概念，知道重核裂變中能釋放出巨大的能量;

(2)知道什么是鏈式反應;

(3)會計算重核裂變過程中釋放出的能量;

(4)知道什么是核反應堆。了解常用裂變反應堆的類型，了解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點。

2、過程與方法

(1)通過對核子平均質量與原子序數關系的理解，培養(yǎng)學生的邏輯推理能力及應用教學圖像處理物理問題的能力;

(2)通過讓學生自己閱讀課本，查閱資料，培養(yǎng)學生歸納與概括知識的能力和提出問題的能力。

3、情感、態(tài)度與價值觀

(1)激發(fā)學生熱愛科學、探求真理的激情，樹立實事求是的科學態(tài)度，培養(yǎng)學生基本的科學素養(yǎng)，通過核能的利用，思考科學與社會的關系;

(2)通過教學，讓學生認識到和平利用核能及開發(fā)新能源的重要性;

(3)確立世界是物質的，物質是運動變化的，而變化過程必然遵循能量守恒的觀點。

教學重點：鏈式反應及其釋放核能的計算;重核裂變的核反應方程式的書寫。

教學難點：通過核子平均質量與原子序數的關系，推理得出由質量數較大的原子核分裂成質量數較小的原子核釋放能量這一結論。

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。

(一)引入新課

大家都知道在第二次世界大戰(zhàn)即將結束的時候，美國于1945年8月6日、9日先后在日本的廣島、長崎上空投下了兩顆原子彈，剎那間，這兩座曾經十分美麗的城市變成一片廢墟。大家還知道目前世界上有少數國家建成了許多核電站，我國也相繼建成了浙江秦山核電站和廣東大亞灣核電站等。我想，現(xiàn)在大家一定想知道原子彈爆炸及核發(fā)電的原理，那么，我們這節(jié)課就來學習裂變，通過學習，大家就會對上述問題有初步的了解。

(二)進行新課

1、核裂變(fission)

提問：核裂變的特點是什么?(重核分裂成質量較小的核的反應，稱為裂變)

總結：重核分裂成質量較小的核，釋放出核能的反應，稱為裂變。

提問：是不是所有的核裂變都能放出核能?(只有核子平均質量減小的核反應才能放出核能)

總結：不是所有的核反應都能放出核能，有的核反應，反應后生成物的質量比反應前的質量大，這樣的核反應不放出能量，反而在反應過程中要吸收大量的能量。只有重核裂變和輕核聚變能放出大量的能量。

2、鈾核的裂變

(1)鈾核的裂變的一種典型反應。

提問：鈾核的裂變的產物是多樣的，最典型的一種核反應方程式是什么樣的?

(2)鏈式反應：

提問：鏈式反應〔chain reaction〕是怎樣進行的?(這種由重核裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈式反應)

(3)臨界體積(臨界質量)：

提問：什么是臨界體積(臨界質量)?(通常把裂變物質能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積叫做它的臨界體積，相應的質量叫做臨界質量)

(4)裂變反應中的能量的計算。

裂變前的質量：

kg， kg

裂變后的質量：

kg， kg， kg，

學生計算：質量虧損：

kg，

J=201MeV

總結：由重核裂變產生的中子使裂變反應一代接一代繼續(xù)下去的過程，叫做核裂變的鏈式反應。裂變物質能夠發(fā)生鏈式反應的最小體積叫做它的臨界體積。鈾核裂變的產物不同，釋放的能量也不同。

3、核電站

提問：核核反應堆各組成部分在核反應中起什么作用?

學生回答：鈾棒由濃縮鈾制成，作為核燃料。

學生回答：控制棒由鎘做成，用來控制反應速度。

學生回答：減速劑由石墨、重水或普通水(有時叫輕水)做成，用來跟快中子碰撞，使快中子能量減少，變成慢中子，以便讓U235俘獲。

學生回答：冷卻劑由水或液態(tài)的金屬鈉等流體做成，在反應堆內外循環(huán)流動，把反應堆內的熱量傳輸出，確保反應堆的安全。

學生回答：水泥防護層用來屏蔽裂變產物放出的各種射線，防止核輻射。

提問：核能發(fā)電的優(yōu)點、缺點?

優(yōu)點：①污染小;②可采儲量大;③比較經濟。

缺點：①一旦核泄漏會造成嚴重的核污染;②核廢料處理困難。

點評：學生用自己的語言敘述，基本正確即可。

補充：了解常用裂變反應堆的類型：秦山二期、大亞灣二期是壓水堆，秦山三期是沸水堆。

例題1、下列核反應中，表示核裂變的是( )

A、 B、

C、 D、

分析：核反應中有四種不同類型的核反應，它們分別是衰變、人工轉變、重核裂變、輕核聚變。其中衰變中有 衰變、 衰變等。

是 衰變， 是 衰變， 是人工轉變，只的C選項是重核裂變。

解：表示核裂變的是C

例題2、秦山核電站第一期工程裝機容量為30萬kW，如果1g鈾235完全裂變時產生的能量為8.2 1010 J，并且假定產生的能量都變成了電能，那么，每年要消耗多少鈾235?(一年按365天計算)

學生回答：

解：核電站每天的發(fā)電量為W=Pt=3×108×24×3600 J=2.592×1013 J，每年的發(fā)電量W總=365W=9.46×1015 J而1 g鈾完全裂變時產生的能量為：8.2×1010 J 所以，每年消耗的鈾的量為：

點評：培養(yǎng)學生推理及公式演算的能力。注意速度單位的換算，運算過程中帶單位運算。適當進行愛國主義教育。