高中物理教案

高三物理教案：《核反應(yīng)教案》教學(xué)設(shè)計(jì)。

一名優(yōu)秀的教師在教學(xué)方面無論做什么事都有計(jì)劃和準(zhǔn)備，準(zhǔn)備好一份優(yōu)秀的教案往往是必不可少的。教案可以讓學(xué)生們能夠在上課時(shí)充分理解所教內(nèi)容，幫助教師有計(jì)劃有步驟有質(zhì)量的完成教學(xué)任務(wù)。關(guān)于好的教案要怎么樣去寫呢？急您所急，小編為朋友們了收集和編輯了“高三物理教案：《核反應(yīng)教案》教學(xué)設(shè)計(jì)”，歡迎您閱讀和收藏，并分享給身邊的朋友！

本文題目：高三物理教案：核反應(yīng)教案

核反應(yīng) 核能 質(zhì)能方程

一、知識(shí)點(diǎn)梳理

1、 核反應(yīng)

在核物理學(xué)中，原子核在其它粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核反應(yīng).

典型的原子核人工轉(zhuǎn)變：

N+ He O+ H 質(zhì)子 H的發(fā)現(xiàn)方程 盧瑟福

Be+ He C+ n 中子 n的發(fā)現(xiàn)方程 查德威克

2、 核能

(1)核反應(yīng)中放出的能量稱為核能

(2)質(zhì)量虧損：原子核的質(zhì)量小于組成它的核子質(zhì)量之和.質(zhì)量虧損.

(3)質(zhì)能方程： 質(zhì)能關(guān)系為E=mc2

原子核的結(jié)合能ΔE=Δmc2

3、 裂變

把重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出的核能的反應(yīng)，叫裂變

典型的裂變反應(yīng)是：

U+ n　 Sr+ Xe+10 n

4.輕核的聚變

把輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，釋放出的核能的反應(yīng)叫輕核的聚變.聚變反應(yīng)釋放能量較多，典型的輕核聚變?yōu)椋?/p>

H+ H He+ n

5.鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

一個(gè)重核吸收一個(gè)中子后發(fā)生裂變時(shí)，分裂成兩個(gè)中等質(zhì)量核，同時(shí)釋放若干個(gè)中子，如果這些中子再引起其它重核的裂變，就可以使這種裂變反應(yīng)不斷的進(jìn)行下去，這種反應(yīng)叫重核裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)

二、典型例題

例1.雷蒙德?戴維斯因研究來自太陽的電子中微子(v。)而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).他探測(cè)中微子所用的探測(cè)器的主體是一個(gè)貯滿615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.電子中微子可以將一個(gè)氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)氫核，其核反應(yīng)方程式為

νe+3717Cl→3718Ar十 0-1e

已知3717Cl核的質(zhì)量為36.95658 u，3718Ar核的質(zhì)量為36.95691 u， 0-1e的質(zhì)量為0.00055 u，1 u質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5MeV.根據(jù)以上數(shù)據(jù)，可以判斷參與上述反應(yīng)的電子中微子的最小能量為

(A)0.82 Me V (B)0.31 MeV (C)1.33 MeV (D)0.51 MeV

[解析]由題意可得：電子中微子的能量E =mc2-(mAr+me-mCl)?931.5MeV

=(36.95691+0.00055-36.95658)×931.5MeV

=0.82MeV

則電子中微子的最小能量為 Emin=0.82MeV

[點(diǎn)評(píng)] 應(yīng)用愛因斯坦質(zhì)能方程時(shí)，注意單位的使用。當(dāng) 用kg單位，c用m/s時(shí)，

單位是J，也可像本題利用1 u質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5MeV.

例2、質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時(shí)，發(fā)出γ射線，已知普朗克恒量為h，真空中光速為c，則γ射線的頻率υ= ______ .

[解析] 核反應(yīng)中釋放的能量ΔE=Δmc2以釋放光子的形式釋放出來，由于光子的能量為hυ，依能量守恒定律可知：hυ=Δmc2據(jù)此便可求出光子的頻率。

質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核： H+ n H+γ這個(gè)核反應(yīng)的質(zhì)量虧損為：

Δm=m1+m2-m3

根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程 ΔE=Δmc2

此核反應(yīng)放出的能量 ΔE=(m1+m2-m)c2

以γ射線形式放出，由E=hυ

υ=

[點(diǎn)評(píng)] 此題考查計(jì)算質(zhì)量虧損，根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程確定核能.關(guān)鍵是對(duì)質(zhì)量虧損的理解和確定.

例3、如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，區(qū)域足夠大，方向垂直于紙面向里，直角坐標(biāo)系xoy的y軸為磁場的左邊界，A為固定在x軸上的一個(gè)放射源，內(nèi)裝鐳核( )沿著與+x成 角方向釋放一個(gè) 粒子后衰變成氡核( )。 粒子在y軸上的N點(diǎn)沿 方向飛離磁場，N點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為l，已知OA間距離為 ， 粒子質(zhì)量為m，電荷量為q，氡核的質(zhì)量為 。

(1)寫出鐳核的衰變方程;(2)如果鐳核衰變時(shí)釋放的能量全部變?yōu)?粒子和氡核的動(dòng)能求一個(gè)原來靜止的鐳核衰變時(shí)放出的能量。

[解析](1)鐳核衰變方程為：

(2)鐳核衰變放出 粒子和氡核，分別在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)， 粒子射出 軸時(shí)被粒子接收器接收，設(shè) 粒子在磁場中的軌道半徑為R，其圓心位置如圖中 點(diǎn)，有

，則 ①

粒子在磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有 ，即 ，②

粒子的動(dòng)能為

∴ 衰變過程中動(dòng)量守恒 ，④

則氡核反沖的動(dòng)能為 ⑤

∴ ⑥

[點(diǎn)評(píng)] 要熟練掌握核反應(yīng)方程，動(dòng)量守恒定律，帶電粒子在勻強(qiáng)磁場中的圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律的綜合運(yùn)用。

例4. 核聚變能是一種具有經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)的新能源。近年來，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗(yàn)證，目前正在突破關(guān)鍵技術(shù)，最終將建成商用核聚變電站。一種常見的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘(又叫重氫)和氚(又叫超重氫)聚合成氦，并釋放一個(gè)中子了。若已知氘原子的質(zhì)量為2.0141u，氚原子的質(zhì)量為3.0160u，氦原子的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u，1u=1.66×10-27kg。

⑴寫出氘和氚聚合的反應(yīng)方程。

⑵試計(jì)算這個(gè)核反應(yīng)釋放出來的能量。

⑶若建一座功率為3.0×105kW的核聚變電站，假設(shè)聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能，每年要消耗多少氘的質(zhì)量?

(一年按3.2×107s計(jì)算，光速c=3.00×108m/s，結(jié)果取二位有效數(shù)字)

[解析](1)(3)

(2)ΔE=Δmc2=(2.0141+3.0160-4.0026-1.0087)×1.66×10-27×32×1016J=2.8×10-12J

(3)M=

= =23kg

例 5.眾所周知，地球圍繞著太陽做橢圓運(yùn)動(dòng)，陽光普照大地，萬物生長.根據(jù)學(xué)過的知識(shí)試論述說明隨著歲月的流逝，地球公轉(zhuǎn)的周期，日、地的平均距離及地球表面的溫度的變化趨勢(shì).

[解析] 太陽內(nèi)部進(jìn)行著劇烈的熱核反應(yīng)，在反應(yīng)過程中向外釋放著巨大的能量，這些能量以光子形式放出.根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能關(guān)系： ΔE=Δm?c2 ， 知太陽質(zhì)量在不斷減小.

地球繞太陽旋轉(zhuǎn)是靠太陽對(duì)地球的萬有引力來提供向心力 G =mω2R， 現(xiàn)因M減小，即提供的向心力減小，不能滿足所需的向心力，地球?qū)⒙蛲庾鲭x心運(yùn)動(dòng)，使軌道半徑變大，日地平均距離變大.

由上式可知，左邊的引力G 減小，半徑R增大，引起地球公轉(zhuǎn)的角速度變化，從而使公轉(zhuǎn)周期變化 G =m R，T2= ，即 T增大.

一方面，因太陽質(zhì)量變小，發(fā)光功率變小;另一方面，日地距離變大，引起輻射到地球表面的能量減小，導(dǎo)致地球表面溫度變低.

[點(diǎn)評(píng)] 該題集原子物理與力學(xué)為一體，立意新穎，將這一周而復(fù)始的自然用所學(xué)知識(shí)一步一步說明，是一道考查能力、體現(xiàn)素質(zhì)的好題.

三、過關(guān)測(cè)試

1、靜止在勻強(qiáng)磁場中的 U核，發(fā)生。衰變后生成Th核，衰變后的 粒子速度方向垂直于磁場方向，則以下結(jié)論中正確的是( )

①衰變方程可表示為： U Th+ He

②衰變后的Th核和 粒子的軌跡是兩個(gè)內(nèi)切圓，軌道半徑之比為1:45

③Th核和 粒子的動(dòng)能之比為2:17

④若 粒子轉(zhuǎn)了117圈，則Th核轉(zhuǎn)了90圈

A.①③ B.②④ C①② D.③④

2.下列核反應(yīng)或核衰變方程中，符號(hào)“X”表示中子的是

(A) (B)

(C) (D)

3.下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和原子核的說法正確的是( )

A 盧瑟福在 粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)

B 天然放射性元素在衰變過程中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，其放射線在磁場中不偏轉(zhuǎn)的是 射線

C 據(jù)圖15.3-3可知，原子核A裂變變成原子核B和C要放出核能

D 據(jù)圖15.3-3可知，原子核D和E聚變成原子核F要吸收核能

4.當(dāng)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè) 粒子時(shí)，放出28.30MeV的能量，當(dāng)三個(gè) 粒子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，放出7.26MeV的能量，則當(dāng)6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，釋放的能量約為( )

A 21.04MeV B 35.56MeV C 77.64MeV D 92.16MeV

5.下列說法正確的是

A、太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的裂變反應(yīng)

B、盧瑟福的a粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核的大小

C、玻爾理論是依據(jù)a粒子散射實(shí)驗(yàn)分析得出的

D、氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大，總能量增大

6.中微子失蹤之迷是一直困擾著科學(xué)家的問題。原來中微子在離子開太陽向地球運(yùn)動(dòng)的過程中，發(fā)生“中微子振蕩”，轉(zhuǎn)化為一個(gè) 子和一個(gè) 子。科學(xué)家通過對(duì)中微子觀察和理論分析，終于弄清了中微子失蹤的原因，成為“2001年世界十大科技突破”之一。若中微子在運(yùn)動(dòng)中只轉(zhuǎn)化為一個(gè) 子和一個(gè) 子，并已知 子的運(yùn)動(dòng)方向與中微子原來的方向一致，則 子的運(yùn)動(dòng)方向( )

A 一定與中微子方向一致 B一定與中微子方向相反 C 可能與中微子方向不在同一直線上 D 只能中微子方向在同一直線上

7.在一定條件下，讓質(zhì)子獲得足夠大的速度，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)子p以相等的速率對(duì)心正碰，將發(fā)生下列反應(yīng)：P+P→P+P+P+ 其中 是P反質(zhì)子(反質(zhì)子與質(zhì)子質(zhì)量相等，均為mp，且?guī)б粋€(gè)單位負(fù)電荷)，則以下關(guān)于該反應(yīng)的說法正確的是

A.反應(yīng)前后系統(tǒng)總動(dòng)量皆為0

B.反應(yīng)過程系統(tǒng)能量守恒

C.根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，反應(yīng)前每個(gè)質(zhì)子的能量最小為2mpc2：

D.根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程可知，反應(yīng)后單個(gè)質(zhì)子的能量可能小于mpc286.用 粒8.子轟擊鈹核( Be)，生成一個(gè)碳核( C)和一個(gè)粒子，則該粒子 ( )

(A)帶正電，能在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)

(B)在任意方向的磁場中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)

(C)電離本領(lǐng)特別強(qiáng)，是原子核的組成部分之一

(D)用來轟擊鈾235可引起鈾榱的裂變

9.假設(shè)钚的同位素離子 Pu靜止在勻強(qiáng)磁場中，設(shè)離子沿與磁場垂直的方向放出 粒子后，變成鈾的一個(gè)同位素離子，同時(shí)放出能量為E=0.09Mev的光子。(1)試寫出這一核反應(yīng)過程的方程式。(2)光子的波長為多少?(3)若不計(jì)光子的動(dòng)量，則鈾核與 粒子在勻強(qiáng)磁場中的回旋半徑之比是多少?

10.如下圖所示，一個(gè)有界的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T，磁場方向垂直于紙面向里，MN是磁場的左邊界。在磁場中A處放一個(gè)放射源，內(nèi)裝 (鐳)， 放出某種射線后衰變成Rn(氡)。試寫出： 衰變的方程，若A距磁場的左邊界MN的距離OA=1.0m，放在MN左側(cè)的粒子接收器接收到垂直于邊界MN方向射出的質(zhì)量較小的粒子，此時(shí)接收器位置距經(jīng)過OA的直線1.0m，由此可以推斷出一個(gè)靜止鐳核Ra衰變時(shí)放出的能量是多少?保留兩位有效數(shù)字(取1u=1.6×10-27kg，電子電量e=1.6×10-19c)

11.自然界中的物體由于具有一定的溫度，會(huì)不斷地向外輻射電磁波，這種輻射因與溫度有關(guān)，稱為熱輻射。熱輻射具有如下特點(diǎn)：(1)輻射的能量中包含各種波長的電磁波;(2)物體溫度越高，單位時(shí)間內(nèi)從物體表面單位面積上輻射的能量越大;(3)在輻射的總能量中，各種波長所占的百分比不同。

處在一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時(shí)，也要吸收由其他物體輻射的電磁能量，如果它處在平衡狀態(tài)，則能量保持不變。若不考慮物體表面性質(zhì)對(duì)輻射與吸收的影響，我們定義一種理想的物體，它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射，這樣的物體稱為黑體。單位時(shí)間內(nèi)從黑體表面單位面積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對(duì)溫度的四次方成正比，即P0=σT4，其中常量σ=5 .67×10-8W/(m?K4)

在下面的問題中，把研究對(duì)象都簡單地看作黑體。

有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式：太陽半徑Rs = 696000Km，太陽表面溫度T = 5770K，火星半徑r = 3395Km。已知球面積S = 4πR2，其中R為球半徑。

(1) 太陽熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長為2×10-7～1×10-5m范圍內(nèi)，求相應(yīng)的頻率范圍。

(2) 每小時(shí)從太陽表面輻射的總能量為多少?

(3) 火星受到來自太陽的輻射可認(rèn)為垂直到面積為πr2(r為火星半徑)的圓盤上。已知太陽到火星的距離約為太陽半徑的400倍，忽略其他天體及宇宙空間的輻射，試估算火星的平均溫度。

12.核聚變能是一種具有經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)的新能源。近年來，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗(yàn)證，目前正在突破關(guān)鍵技術(shù)，最終將建成商用核聚變電站。一種常見的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘(又叫重氫)和氚(又叫超重氫)聚合成氦，并釋放一個(gè)中子了。若已知氘原子的質(zhì)量為2.0141u，氚原子的質(zhì)量為3.0160u，氦原子的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u，1u=1.66×10-27kg。

⑴寫出氘和氚聚合的反應(yīng)方程。

⑵試計(jì)算這個(gè)核反應(yīng)釋放出來的能量。

⑶若建一座功率為3.0×105kW的核聚變電站，假設(shè)聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能，每年要消耗多少氘的質(zhì)量?

(一年按3.2×107s計(jì)算，光速c=3.00×108m/s，結(jié)果取二位有效數(shù)字)

參考答案

1.D

2.AC

3.ABC

4. D

5.BD

6. D

7. A

8. BCD

9.

10. 2.0×10-12j

11.3×103~1.5×1015Hz、1.38×1030J,204K

12. ⑴略 ⑵2.8×10-12J ⑶23kg

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高三物理教案：《功率》教學(xué)設(shè)計(jì)

一位優(yōu)秀的教師不打無準(zhǔn)備之仗，會(huì)提前做好準(zhǔn)備，作為高中教師就要精心準(zhǔn)備好合適的教案。教案可以讓學(xué)生更好的消化課堂內(nèi)容，幫助高中教師提高自己的教學(xué)質(zhì)量。那么，你知道高中教案要怎么寫呢？下面是小編為大家整理的“高三物理教案：《功率》教學(xué)設(shè)計(jì)”，希望能對(duì)您有所幫助，請(qǐng)收藏。

本文題目：高三物理教案：功率

6.2功率

設(shè)計(jì)人：宣金龍 審核： 上課時(shí)間： 編號(hào)：26

目標(biāo)：了解功率的概念及功率的計(jì)算方法

重點(diǎn)：功率的的計(jì)算方法

難點(diǎn)：機(jī)車啟動(dòng)問題的動(dòng)態(tài)分析

【知識(shí)梳理與重難點(diǎn)分析】

1.功率的意義：功率是描述做功 的物理量。

2.功率的定義式：單位時(shí)間力所做的功。

3.功率的數(shù)學(xué)表達(dá)：

①定義式： ，所求出的功率是時(shí)間t內(nèi)的平均功率。

②瞬時(shí)功率的表達(dá)式：P=Fvcosθ，其中θ是 間的夾角。如果該式中的速度v是平均速度，此式中的功率為平均功率。

○3重力的功率可表示為PG=mgvy，即重力的瞬時(shí)功率等于重力和物體在該、時(shí)刻的豎直分速度之積。

4.汽車的兩種加速問題：

當(dāng)汽車從靜止開始沿水平面加速運(yùn)動(dòng)時(shí)， 有兩種不同的加速過程，但分析時(shí)采用的基本公式都是P=Fv和F-f = ma。

①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，隨著v的增大，F(xiàn)必將 ，a也必將 ，汽車做加速度不斷 的加速運(yùn)動(dòng)，直到F= ，a= ，這時(shí)v達(dá)到最大值 ?？梢姾愣üβ实募铀僖欢ú皇莿蚣铀?。

②恒定牽引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽車做 運(yùn)動(dòng)，而隨著v的增大，P也將不斷增大，直到P達(dá)到額定功率Pm，功率不能再增大了。這時(shí)勻加速運(yùn)動(dòng)結(jié)束，其最大速度為 ，此后汽車要想繼續(xù)加速就只能做恒定功率的變加速運(yùn)動(dòng)。

注意：兩種加速運(yùn)動(dòng)過程的最大速度的區(qū)別。

【要點(diǎn)講練】

1、功率的理解及計(jì)算

例1. 豎直上拋一小球，小球又落回原處，已知空氣阻力的大小正比于小球的速度.下列說法正確的是( )

A、上升過程中克服重力做的功大于下降過程中重力做的功

B、上升過程中克服重力做的功小于下降過程中重力做的功

C、上升過程中克服重力做功的平均功率大于下降過程中重力的平均功率

D、上升過程中克服重力做功的平均功率小于下降過程中重力的平均功率

變式1 、，一質(zhì)量為m的物體，從傾角為θ的光滑斜面頂端由靜止下滑，開始下滑時(shí)離地面的高度為h，當(dāng)物體滑至斜面底端時(shí)重力的瞬時(shí)功率為( )

A、

B、

C、

D、

變式2 、用水平力拉一物體在水平地面上從靜止開始做勻加速運(yùn)動(dòng),到

t1秒末撤去拉力F,物體做勻速運(yùn)動(dòng),到t2秒末靜止.其速度圖象如圖所示,且 .若拉力F做的功為W,平均功率為P;物體在加速和減速過程中克服摩擦阻力做的功分別為W1和W2,它們?cè)谄骄β史謩e為P1和P2,則下列選項(xiàng)正確的是 ( )

A.W=W1+W2 B.W1=W2 C.P=P1+P2 D.P1=P2

變式3 、如圖所示為測(cè)定運(yùn)動(dòng)員體能的一種裝置,運(yùn)動(dòng)員質(zhì)量為m1,繩拴在腰間沿水平方向跨過滑輪(不計(jì)滑輪質(zhì)量及摩擦),下懸一質(zhì)量為m2的重物,人用力蹬傳送帶而人的重心不動(dòng),使傳送帶以速率v勻速向右運(yùn)動(dòng).下面是人對(duì)傳送帶做功的四中說法,其中正確的是 ( )

A.人對(duì)傳送帶做功 B.人對(duì)傳送帶不做功

C.人對(duì)傳送帶做功的功率為m2gv D.人對(duì)傳送帶做功的功率為(m1+m2)gv

2.機(jī)車啟動(dòng)問題的分析：

例題2.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率為60kW，汽車質(zhì)量為5 t，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重的0.1倍，g取10m/s2，問：

(1)汽車保持以額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少?

(2)汽車在加速過程中，當(dāng)速度大小為4m/s時(shí)，加速度是多大?

例題3.汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率60千瓦，汽車的質(zhì)量5噸，汽車在水平路面上行駛時(shí)，阻力是車重的0.1倍。問：

(1)汽車保持以額定功率從靜止起動(dòng)后能達(dá)到的最大速度是多少?

(2)汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度作勻加速運(yùn)動(dòng)，這一過程能維持多長時(shí)間?

變式4 、汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動(dòng)機(jī)功率為P，牽引力為F0,t1時(shí)刻，司機(jī)減小了油門，使汽車的功率立即減小一半，并保持該功率繼續(xù)行駛，到t2時(shí)刻，汽車又恢復(fù)了勻速直線運(yùn)動(dòng)，能正確表示這一過程中汽車牽引力F和速度v隨時(shí)間t變化的圖象是 ( )

時(shí)間t(s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

距離s(m) 10 32 63 103 151 207 270 339 413 491 571 650 730 810 891

變式5 、一位駕駛員啟動(dòng)汽車后,從第4 s開始保持額定功率沿筆直的水平公路行駛,另一測(cè)量者用測(cè)距儀記錄了它啟動(dòng)后t s內(nèi)行駛的距離s,如下表所示,試根據(jù)下表所提供的數(shù)據(jù)回答下列問題.

(1)汽車是變速運(yùn)動(dòng)還是勻速運(yùn)動(dòng)?簡述判斷的依據(jù).

(2)若汽車行駛的最大速度v0=40 m/s,所受阻力f與車速v成正比,汽車的額定功率為P0,請(qǐng)寫出用最大速度v0和額定功率P0表示的阻力f和車速v的關(guān)系式.

(3)若汽車的質(zhì)量m=1 500 kg,估算汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的額定功率P0.

變式6 、在傾角為 的斜坡公路上,一質(zhì)量m=10 t的卡車從坡底開始上坡,經(jīng)時(shí)間t=50 s,卡車的速度從v1=5 m/s均勻增加到v2=15 m/s.已知汽車在運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的摩擦及空氣阻力恒為車重的k倍(k=0.05).sin = ,取g=10 m/s2,求：

(1)這段時(shí)間內(nèi)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)的平均功率;

(2)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)在30 s時(shí)的瞬時(shí)功率.

3、實(shí)際問題的分析：

例4.若某人的心臟每分鐘跳動(dòng)75次，心臟收縮壓為135mmHg，收縮一次輸出的平均血量為70mL，計(jì)算心臟收縮時(shí)做功的平均功率多大?

變式7 、跳繩是一種健身運(yùn)動(dòng)。設(shè)某運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量是50千克，他一分鐘跳繩180次。假定在每次跳躍中，腳與地面的接觸時(shí)間占跳躍一次所需時(shí)間2/5，則該運(yùn)動(dòng)員跳繩時(shí)克服重力做功的平均功率是多少?

高三物理教案：《能源教案》教學(xué)設(shè)計(jì)

教案課件是老師需要精心準(zhǔn)備的，規(guī)劃教案課件的時(shí)刻悄悄來臨了。只有規(guī)劃好教案課件工作計(jì)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(xué)設(shè)計(jì)”，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(nèi)部的世界,________的發(fā)現(xiàn)把人們帶入了原子核內(nèi)部的世界。

2.利用放射線的________能力,可以用來檢查金屬內(nèi)部是否存在裂縫。

3.α粒子就是________原子的原子核,它是由________個(gè)質(zhì)子和________個(gè)中子組成的。

4.重的原子核分裂成幾個(gè)質(zhì)量較小的原子核的變化,叫做________,幾個(gè)輕的原子核聚合成一個(gè)質(zhì)量稍大的原子核的變化,叫做________。

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

6.太陽內(nèi)部進(jìn)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?zé)崮堋?/p>

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。

C.原子彈對(duì)裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制,核電站控制裂變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度。

D.原子彈對(duì)聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)不加控制,核電站控制聚變的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)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?zé)崮堋?/p>

三、計(jì)算題

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

單元練習(xí)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(nèi),電,化學(xué) 6.聚,電磁波

7.D 8.C 9.A

10.1.18×106,0.1kg。

高三物理教案：《核聚變》教學(xué)設(shè)計(jì)

三維教學(xué)目標(biāo)

1、知識(shí)與技能

(1)了解聚變反應(yīng)的特點(diǎn)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。

2、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(shí)的能力和提出問題的能力

3、情感、態(tài)度與價(jià)值觀

(1)通過學(xué)習(xí)，使學(xué)生進(jìn)一步認(rèn)識(shí)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(shí)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(diǎn):聚變核反應(yīng)的特點(diǎn)。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(shí)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(gè)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(shí)現(xiàn)的。這節(jié)課我們就來研究聚變的問題。

(二)進(jìn)行新課

1、聚變及其條件

提問：什么叫輕核的聚變?(兩個(gè)輕核結(jié)合成質(zhì)量較大的核，這樣的反應(yīng)叫做聚變)

提問：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?(因?yàn)檩^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(gè)核子釋放的能量就更大)

歸納補(bǔ)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(gè)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(qǐng)同學(xué)們?cè)噺奈⒂^和宏觀兩個(gè)角度說明核聚變發(fā)生的條件?

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(dòng)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(dòng)能，就要把它加熱到幾百萬攝氏度的高溫。

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(shí)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(yīng)在宇宙中時(shí)時(shí)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。科學(xué)家估計(jì)，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(gè)時(shí)間很長很長!

(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?

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(diǎn)燃。

2、可控?zé)岷朔磻?yīng)

(1)聚變與裂變相比有很多優(yōu)點(diǎn)

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?cè)旄Ｓ谌祟?。我國在這方面的研究和實(shí)驗(yàn)也處于世界領(lǐng)先水平。請(qǐng)同學(xué)們自學(xué)教材，了解聚變與裂變相比有哪些優(yōu)點(diǎn)?

可控?zé)岷朔磻?yīng)發(fā)展進(jìn)程：

例1：一個(gè)氘核和一個(gè)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(qǐng)同學(xué)們求出該核反應(yīng)所釋放出來的能量。

根據(jù)質(zhì)能方程，釋放出的能量為：

平均每個(gè)核子放出的能量約為3.3MeV，而鈾核裂變時(shí)平均每個(gè)核子釋放的能量約為1MeV。

總結(jié)：聚變與裂變相比，這是優(yōu)點(diǎn)之一，即輕核聚變產(chǎn)能效率高。

常見的聚變反應(yīng)：21H+21H→31He+11H+4MeV、 21H+31H→42He+10n+17.6 MeV。在這兩個(gè)反應(yīng)中，前一反應(yīng)的材料是氘，后一反應(yīng)的材料是氘和氚，而氚又是前一反應(yīng)的產(chǎn)物，所以氘是實(shí)現(xiàn)這兩個(gè)反應(yīng)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(gè)意義上講，輕核聚變是能源危機(jī)的終結(jié)者。

總結(jié)：聚變與裂變相比，這是優(yōu)點(diǎn)之二，即地球上聚變?nèi)剂系膬?chǔ)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(dāng)于燃燒300L汽油。

總結(jié)：聚變與裂變相比，優(yōu)點(diǎn)之三，是輕核聚變反應(yīng)更為安全、清潔。

實(shí)現(xiàn)核聚變需要高溫，一旦出現(xiàn)故障，高溫不能維持，反應(yīng)就自動(dòng)終止了。另外，氘和氚聚就反應(yīng)中產(chǎn)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(shí)高速中子、質(zhì)子與其他物質(zhì)反應(yīng)而生成的放射性物質(zhì)，比裂就所生成的廢物的數(shù)量少，容易處理。

(2)我國在可控?zé)岷朔磻?yīng)方面的研究和實(shí)驗(yàn)發(fā)展情況。

EAST全超導(dǎo)托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置以探索無限而清潔的核聚變能源為目標(biāo)，這個(gè)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(shè)計(jì)制造的EAST全超導(dǎo)非圓截面托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置大部件已安裝完畢，進(jìn)入抽真空降溫試驗(yàn)階段。我國的科學(xué)家就率先建成了世界上第一個(gè)全超導(dǎo)核聚變“人造太陽”實(shí)驗(yàn)裝置，模擬太陽產(chǎn)生能量。

高三物理教案：《受力分析》教學(xué)設(shè)計(jì)

【考點(diǎn)自清】

受力分析是高中物理的基礎(chǔ),它貫穿于力學(xué)、電磁學(xué)等各部分.正確地對(duì)研究對(duì)象進(jìn)行受力分析是解決問題的關(guān)鍵。若受力分析出錯(cuò),則"滿盤皆輸"。受力分析單獨(dú)考查的也有,但更多的是結(jié)合其他知識(shí)解決綜合性問題。

一、受力分析

1、概念

把研究對(duì)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(gè)過程就是受力分析。

2、受力分析的重要依據(jù)

①從力的概念判斷,尋找對(duì)應(yīng)的施力物體;

②從力的性質(zhì)判斷,尋找產(chǎn)生各性質(zhì)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(yùn)動(dòng)狀態(tài)(即是否產(chǎn)生加速度)(是靜止、勻速還是變速運(yùn)動(dòng))。

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(duì)象接觸的物體,并逐個(gè)分析這些物體對(duì)研究對(duì)象是否有彈力作用;最后分析摩擦力,對(duì)凡有彈力作用的地方逐一進(jìn)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(shí)要靈活選用:

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

(2)當(dāng)涉及的物理問題是物體間的作用時(shí),要應(yīng)用隔離分析法,這時(shí)系統(tǒng)中物體間相互作用的內(nèi)力就會(huì)變?yōu)楦鱾€(gè)獨(dú)立物體的外力。

2、假設(shè)法

在受力分析時(shí),若不能確定某力是否存在,可先對(duì)其作出存在或不存在的情況假設(shè),然后再就該力存在與否對(duì)物體運(yùn)動(dòng)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(duì)象--即確定受力分析的物體,研究對(duì)象可以是單個(gè)物體,也可以是多個(gè)物體的組合.

(2)隔離物體分析--將研究對(duì)象從周圍物體中隔離出來,進(jìn)而分析周圍有哪些物體對(duì)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(zhǔn)確標(biāo)出各力的方向.

(4)檢查畫出的每一個(gè)力能否找到它的施力物體,檢查分析結(jié)果能否使研究對(duì)象處于題目所給運(yùn)動(dòng)狀態(tài),否則,必然發(fā)生了漏力、多力等錯(cuò)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(duì)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(shí)要注意以下五個(gè)問題:

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

(2)區(qū)分內(nèi)力和外力:對(duì)幾個(gè)物體組成的系統(tǒng)進(jìn)行受力分析時(shí),這幾個(gè)物體間的作用力為內(nèi)力,不能在受力圖中出現(xiàn);當(dāng)把其中的某一物體單獨(dú)隔離分析時(shí),原來的內(nèi)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(yīng)注意

①分析出的所有力都應(yīng)找到施力物體;

②不能把研究對(duì)象對(duì)其他物體的作用力也分析進(jìn)去;

③不能同時(shí)考慮合力和分力.

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

①養(yǎng)成"一重二彈三摩四其他"的順序分析受力的習(xí)慣;

②分析是彈力、摩擦力這些接觸力時(shí),按一定的繞向圍繞研究對(duì)象,對(duì)接觸面逐一分析.

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