高中物理教案

高三物理教案：《功率》教學設(shè)計。

一位優(yōu)秀的教師不打無準備之仗，會提前做好準備，作為高中教師就要精心準備好合適的教案。教案可以讓學生更好的消化課堂內(nèi)容，幫助高中教師提高自己的教學質(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》教學設(shè)計”，希望能對您有所幫助，請收藏。

本文題目：高三物理教案：功率

6.2功率

設(shè)計人：宣金龍 審核： 上課時間： 編號：26

目標：了解功率的概念及功率的計算方法

重點：功率的的計算方法

難點：機車啟動問題的動態(tài)分析

【知識梳理與重難點分析】

1.功率的意義：功率是描述做功 的物理量。

2.功率的定義式：單位時間力所做的功。

3.功率的數(shù)學表達：

①定義式： ，所求出的功率是時間t內(nèi)的平均功率。

②瞬時功率的表達式：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，即重力的瞬時功率等于重力和物體在該、時刻的豎直分速度之積。

4.汽車的兩種加速問題：

當汽車從靜止開始沿水平面加速運動時， 有兩種不同的加速過程，但分析時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 的加速運動，直到F= ，a= ，這時v達到最大值 ?？梢姾愣üβ实募铀僖欢ú皇莿蚣铀佟?/p>

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 運動，而隨著v的增大，P也將不斷增大，直到P達到額定功率Pm，功率不能再增大了。這時勻加速運動結(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動。

注意：兩種加速運動過程的最大速度的區(qū)別。

【要點講練】

1、功率的理解及計算

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，開始下滑時離地面的高度為h，當物體滑至斜面底端時重力的瞬時功率為( )

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動,到

t1秒末撤去拉力F,物體做勻速運動,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,它們在平均功率分別為P1和P2,則下列選項正確的是 ( )

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

變式3 、如圖所示為測定運動員體能的一種裝置,運動員質(zhì)量為m1,繩拴在腰間沿水平方向跨過滑輪(不計滑輪質(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,使傳送帶以速率v勻速向右運動.下面是人對傳送帶做功的四中說法,其中正確的是 ( )

A.人對傳送帶做功 B.人對傳送帶不做功

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

2.機車啟動問題的分析：jAb88.com

例題2.汽車發(fā)動機的額定功率為60kW，汽車質(zhì)量為5 t，汽車在水平路面上行駛時，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后能達到的最大速度是多少?

(2)汽車在加速過程中，當速度大小為4m/s時，加速度是多大?

例題3.汽車發(fā)動機的額定功率60千瓦，汽車的質(zhì)量5噸，汽車在水平路面上行駛時，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后能達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動，這一過程能維持多長時間?

變式4 、汽車在平直公路上以速度v0勻速行駛，發(fā)動機功率為P，牽引力為F0,t1時刻，司機減小了油門，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時刻，汽車又恢復了勻速直線運動，能正確表示這一過程中汽車牽引力F和速度v隨時間t變化的圖象是 ( )

時間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,另一測量者用測距儀記錄了它啟動后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)汽車是變速運動還是勻速運動?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)動機的額定功率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.已知汽車在運動時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)這段時間內(nèi)汽車發(fā)動機的平均功率;

(2)汽車發(fā)動機在30 s時的瞬時功率.

3、實際問題的分析：

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

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

相關(guān)閱讀

高三物理教案：《核聚變》教學設(shè)計

三維教學目標

1、知識與技能

(1)了解聚變反應(yīng)的特點及其條件;

(2)了解可控熱核反應(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(shù)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(yīng)的特點。聚變反應(yīng)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(shè)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(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)

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：請同學們試從微觀和宏觀兩個角度說明核聚變發(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(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(yīng)在宇宙中時時刻刻地進行著，太陽和很多恒星的內(nèi)部溫度高達107 K以上，因而在那里進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(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，在其中進行的是不可控熱核反應(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燃。

2、可控熱核反應(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，但科學家們正在努力研究和嘗試可控熱核反應(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(yīng)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(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(jié)：聚變與裂變相比，這是優(yōu)點之一，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，所以氘是實現(xiàn)這兩個反應(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。從這個意義上講，輕核聚變是能源危機的終結(jié)者。

總結(jié)：聚變與裂變相比，這是優(yōu)點之二，即地球上聚變?nèi)剂系膬α控S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(jié)：聚變與裂變相比，優(yōu)點之三，是輕核聚變反應(yīng)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(yīng)就自動終止了。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)我國在可控熱核反應(yīng)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(shè)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(chǎn)生能量。

高三物理教案：《受力分析》教學設(shè)計

【考點自清】

受力分析是高中物理的基礎(chǔ),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(guān)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(jié)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(jù)

①從力的概念判斷,尋找對應(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動狀態(tài)(即是否產(chǎn)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(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)當涉及的物理問題是物體間的作用時,要應(yīng)用隔離分析法,這時系統(tǒng)中物體間相互作用的內(nèi)力就會變?yōu)楦鱾€獨立物體的外力。

2、假設(shè)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(shè),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(jié)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(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(nèi)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(nèi)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(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(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(yīng)》教學設(shè)計

康普頓效應(yīng)

三維教學目標

1、知識與技能

(1)了解康普頓效應(yīng)，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(chǔ)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(zhì)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(lǐng)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(shè)備

(一)引入新課

提問：前面我們學習了有關(guān)光的一些特性和相應(yīng)的事實表現(xiàn)，那么我們究竟怎樣來認識光的本質(zhì)和把握其特性呢?(光是一種物質(zhì)，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(guān)光的干涉衍射和光電效應(yīng)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(yīng)

(1)光的散射：光在介質(zhì)中與物質(zhì)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(yīng)

1923年康普頓在做 X 射線通過物質(zhì)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(guān)，而與入射線波長和散射物質(zhì)都無關(guān)。

(3)康普頓散射的實驗裝置與規(guī)律：

按經(jīng)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(guān)，而與散射物質(zhì)種類及入射的X射線的波長 無關(guān)，

= 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(yīng)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(jīng)典電磁理論在解釋康普頓效應(yīng)時遇到的困難

①根據(jù)經(jīng)典電磁波理論，當電磁波通過物質(zhì)時，物質(zhì)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(yīng)等于入射光頻率。

②無法解釋波長改變和散射角的關(guān)系。

(5)光子理論對康普頓效應(yīng)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(nèi)層電子相碰撞，光子將與整個原子交換能量，由于光子質(zhì)量遠小于原子質(zhì)量，根據(jù)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(guān)，所以波長改變和散射角有關(guān)。

(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(shè);

②首次在實驗上證實了“光子具有動量”的假設(shè);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(shè)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(shù)。(保留兩位有效數(shù)字)

高三物理教案：《核裂變》教學設(shè)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(yīng);

(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(yīng)堆。了解常用裂變反應(yīng)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(zhì)量與原子序數(shù)關(guān)系的理解，培養(yǎng)學生的邏輯推理能力及應(yīng)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(guān)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(zhì)的，物質(zhì)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(yīng)及其釋放核能的計算;重核裂變的核反應(yīng)方程式的書寫。

教學難點：通過核子平均質(zhì)量與原子序數(shù)的關(guān)系，推理得出由質(zhì)量數(shù)較大的原子核分裂成質(zhì)量數(shù)較小的原子核釋放能量這一結(jié)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(shè)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(jié)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(jīng)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(shù)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(zhì)量較小的核的反應(yīng)，稱為裂變)

總結(jié)：重核分裂成質(zhì)量較小的核，釋放出核能的反應(yīng)，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(zhì)量減小的核反應(yīng)才能放出核能)

總結(jié)：不是所有的核反應(yīng)都能放出核能，有的核反應(yīng)，反應(yīng)后生成物的質(zhì)量比反應(yīng)前的質(zhì)量大，這樣的核反應(yīng)不放出能量，反而在反應(yīng)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(yīng)。

提問：鈾核的裂變的產(chǎn)物是多樣的，最典型的一種核反應(yīng)方程式是什么樣的?

(2)鏈式反應(yīng)：

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

(3)臨界體積(臨界質(zhì)量)：

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

(4)裂變反應(yīng)中的能量的計算。

裂變前的質(zhì)量：

kg， kg

裂變后的質(zhì)量：

kg， kg， kg，

學生計算：質(zhì)量虧損：

kg，

J=201MeV

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

3、核電站

提問：核核反應(yīng)堆各組成部分在核反應(yīng)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(yīng)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(yīng)堆內(nèi)外循環(huán)流動，把反應(yīng)堆內(nèi)的熱量傳輸出，確保反應(yīng)堆的安全。

學生回答：水泥防護層用來屏蔽裂變產(chǎn)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(jīng)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(yīng)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(yīng)中，表示核裂變的是( )

A、 B、

C、 D、

分析：核反應(yīng)中有四種不同類型的核反應(yīng)，它們分別是衰變、人工轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(chǎn)生的能量為8.2 1010 J，并且假定產(chǎn)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(chǎn)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。