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196 重核的裂變新課標(biāo)要求(一)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?zhǔn)椒磻?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。(二)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(xué)生的邏輯推理能力及應(yīng)用教學(xué)圖像處理物理問題的能力。2通過讓學(xué)生自己閱讀課本,查閱資料,培養(yǎng)學(xué)生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激發(fā)學(xué)生熱愛科學(xué)、探求真理的激情,樹立實事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)素養(yǎng),通過核能的利用,思考科學(xué)與社會的關(guān)系。2通過教學(xué),讓學(xué)生認(rèn)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(xué)重點1鏈?zhǔn)椒磻?yīng)及其釋放核能的計算。2重核裂變的核反應(yīng)方程式的書寫。教學(xué)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(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:可供實物投影、放像、課件播放等。課時安排1 課時教學(xué)過程(一)引入新課教師: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(xué)習(xí)裂變,通過學(xué)習(xí),大家就會對上述問題有初步的了解。播放VCD光碟,展示原子彈爆炸的過程及原子彈爆炸后形成的慘景的片段。學(xué)生:觀看原子彈爆炸的過程,并形成裂變能放出巨大能量的初步認(rèn)識。點評:激發(fā)起學(xué)生主動探求知識的欲望,從而為下一步進(jìn)行教學(xué)活動奠定一個良好的基礎(chǔ)。(二)進(jìn)行新課1核裂變(fission)提問:核裂變的特點是什么?讓學(xué)生閱讀課本核裂變部分內(nèi)容,分小組討論。每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié)果。學(xué)生回答:重核分裂成質(zhì)量較小的核的反應(yīng),稱為裂變。教師總結(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?讓學(xué)生閱讀有關(guān)核子平均質(zhì)量有補(bǔ)充材料。分小組討論。每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié)果。學(xué)生回答:只有核子平均質(zhì)量減小的核反應(yīng)才能放出核能。點評:有利于培養(yǎng)學(xué)生合作式學(xué)習(xí)的能力。知識總結(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。點評:個人及小組的競爭,活躍課堂氣氛,激活學(xué)生思維,增加學(xué)習(xí)的趣味性。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?讓學(xué)生閱讀課本核裂變部分內(nèi)容分小組討論每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié)果。學(xué)生回答:(2)鏈?zhǔn)椒磻?yīng):提問:鏈?zhǔn)椒磻?yīng)chain reaction是怎樣進(jìn)行的?學(xué)生回答: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?zhǔn)椒磻?yīng)。點評:學(xué)生用自己的語言敘述,基本正確即可。(3)臨界體積(臨界質(zhì)量):提問:什么是臨界體積(臨界質(zhì)量)?學(xué)生回答:通常把裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?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(xué)生計算:質(zhì)量虧損:kg,J=201MeV知識總結(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?zhǔn)椒磻?yīng)。裂變物質(zhì)能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?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?讓學(xué)生閱讀課本核電站部分內(nèi)容,分小組討論。每一小組由一位同學(xué)陳述小組討論的結(jié)果。學(xué)生回答:鈾棒由濃縮鈾制成,作為核燃料。學(xué)生回答:控制棒由鎘做成,用來控制反應(yīng)速度。學(xué)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(xué)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(xué)生回答:水泥防護(hù)層用來屏蔽裂變產(chǎn)物放出的各種射線,防止核輻射。教師(提問):核能發(fā)電的優(yōu)點、缺點?學(xué)生回答:優(yōu)點:污染?。豢刹蓛α看?;比較經(jīng)濟(jì)。缺點:一旦核泄漏會造成嚴(yán)重的核污染;核廢料處理困難。點評:學(xué)生用自己的語言敘述,基本正確即可。教師(補(bǔ)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。4、例題例題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。學(xué)生回答:解:表示核裂變的是C點評:培養(yǎng)學(xué)生的擴(kuò)散散性思維。例題2、秦山核電站第一期工程裝機(jī)容量為30萬kW,如果1g鈾235完全裂變時產(chǎn)生的能量為8.21010 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(xué)生回答: 解:核電站每天的發(fā)電量為W=Pt=3108243600 J=2.5921013 J.每年的發(fā)電量W總=365W=9.461015 J而1 g鈾完全裂變時產(chǎn)生的能量為8.21010 J.所以,每年消耗的鈾的量為點評:培養(yǎng)學(xué)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(dāng)進(jìn)行愛國主義教育。(三)課堂小結(jié)通過本堂課的學(xué)習(xí),主要讓學(xué)生知道核裂變的概念,知道什么是鏈?zhǔn)椒磻?yīng),會計算重核裂變過程中釋放出的能量,知道什么是核反應(yīng)堆,了解核電站及核能發(fā)電的優(yōu)缺點。本堂課的學(xué)習(xí)主要采用讓學(xué)生自學(xué)閱讀、小組相互交流、師生共同概括,學(xué)生討論等方式來組織教學(xué),主要培養(yǎng)學(xué)生合作式學(xué)習(xí)的能力,自主學(xué)習(xí)的能力和習(xí)慣。讓學(xué)生樹立實事求是的科學(xué)態(tài)度,培養(yǎng)學(xué)生基本的科學(xué)素養(yǎng)。(四)作業(yè):(1)請學(xué)生課后閱讀課本內(nèi)容,鞏固課堂學(xué)習(xí)的知識。(2)請學(xué)生課后閱讀“STS原子彈與科學(xué)家的責(zé)任”,并上網(wǎng)收索“切爾諾貝利核電站”,了解核泄
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