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1、第6节 重核的裂变新课程培训第一部分：基本说明1教学内容所属模块：高中物理352年级：高三年级3所用教材出版单位：人民教育出版社4所属的单元（章节）：第十九章5学时数：45 分钟第二部分：教学设计一、教学目标的设定（一）目标制定的依据性分析1学生状态的分析：重核的裂变这一内容，是知道和了解的层次要求。对高三学生而言，这一内容相对比较抽象，把握起来有一定难度。2教学内容的分析本课所学内容对学生而言独特的发展价值激发学生热爱科学、探求真理的激情，树立实事求是的科学态度，培养学生基本的科学素养，通过核能的利用，思考科学与社会的关系；通过教学，让学生认识到和平利用核能及开发新能源的重要性；确立世界是物
2、质的，物质是运动变化的，而变化过程必然遵循能量守恒的观点。本课内容的知识结构（二）目标内容1基础性目标：知道核裂变的概念，知道重核裂变中能释放出巨大的能量；知道什么是链式反应；会计算重核裂变过程中释放出的能量；知道什么是核反应堆。了解常用裂变反应堆的类型，了解核电站及核能发电的优缺点。2发展性目标：通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力；通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。二、教学准备1教学材料的准备及课件的制作多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等三、教学过程设计（可根据教学实际作
3、灵活调整）（一）告知教学目标1内容：知道和了解重核的裂变2活动：利用PPT展示重核裂变的模型（二）复习旧知识1复习的内容及教学活动的方式复习爱因斯坦的质能方程以及核反应方程遵守质量数和电荷数守恒的规律，通过教师提问、学生回答的方式来实现。2复习结果的期望使学生会书写重核的裂变方程及简单计算。（三）呈现新知识1新知识的内容及教师活动和相应的学生活动1、核裂变（fission）提问：核裂变的特点是什么？（重核分裂成质量较小的核的反应，称为裂变）总结：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变。提问：是不是所有的核裂变都能放出核能？（只有核子平均质量减小的核反应才能放出核能）总结：不是所有的
4、核反应都能放出核能，有的核反应，反应后生成物的质量比反应前的质量大，这样的核反应不放出能量，反而在反应过程中要吸收大量的能量。只有重核裂变和轻核聚变能放出大量的能量。2、铀核的裂变（1）铀核的裂变的一种典型反应。提问：铀核的裂变的产物是多样的，最典型的一种核反应方程式是什么样的？（2）链式反应：提问：链式反应chain reaction是怎样进行的？（这种由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应）（3）临界体积（临界质量）：提问：什么是临界体积（临界质量）？（通常把裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积，相应的质量叫做临界质量）（4）裂变反应中的
5、能量的计算。 裂变前的质量：kg， kg 裂变后的质量：kg，kg，kg， 学生计算：质量亏损：kg，J=201MeV总结：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应。裂变物质能够发生链式反应的最小体积叫做它的临界体积。铀核裂变的产物不同，释放的能量也不同。 3、核电站提问：核核反应堆各组成部分在核反应中起什么作用？学生回答：铀棒由浓缩铀制成，作为核燃料。学生回答：控制棒由镉做成，用来控制反应速度。学生回答：减速剂由石墨、重水或普通水（有时叫轻水）做成，用来跟快中子碰撞，使快中子能量减少，变成慢中子，以便让U235俘获。学生回答：冷却剂由水或液态的金属钠等流体
6、做成，在反应堆内外循环流动，把反应堆内的热量传输出，确保反应堆的安全。学生回答：水泥防护层用来屏蔽裂变产物放出的各种射线，防止核辐射。提问：核能发电的优点、缺点？优点：污染小；可采储量大；比较经济。缺点：一旦核泄漏会造成严重的核污染；核废料处理困难。点评：学生用自己的语言叙述，基本正确即可。补充：了解常用裂变反应堆的类型：秦山二期、大亚湾二期是压水堆，秦山三期是沸水堆。例题1、下列核反应中，表示核裂变的是（ ）A、 B、C、 D、分析：核反应中有四种不同类型的核反应，它们分别是衰变、人工转变、重核裂变、轻核聚变。其中衰变中有衰变、衰变等。是衰变， 是衰变，是人工转变，只的C选项是重核裂变。解：
7、表示核裂变的是C 例题2、秦山核电站第一期工程装机容量为30万kW，如果1g铀235完全裂变时产生的能量为8.21010 J，并且假定产生的能量都变成了电能，那么，每年要消耗多少铀235?（一年按365天计算）学生回答： 解：核电站每天的发电量为W=Pt=3108243600 J=2.5921013 J，每年的发电量W总=365W=9.461015 J而1 g铀完全裂变时产生的能量为：8.21010 J所以，每年消耗的铀的量为：2设计意图培养学生推理及公式演算的能力。注意速度单位的换算，运算过程中带单位运算。适当进行爱国主义教育。3教学活动结果的期望通过对核子平均质量与原子序数关系的理解，培养学生的逻辑推理能力及应用教学图像处理物理问题的能力；通过让学生自己阅读课本，查阅资料，培养学生归纳与概括知识的能力和提出问题的能力。（四）促进新知识的理解1“促进理解”的内容及教学活动策略通过核子平均质量与原子序数的关系，推理得出由质量数较大的原子核分裂成质量数较小的原子核释放能量这一结论。通过学生分组讨论自我总结得出上述结果2教学活动结果的预期学生能掌握科学发现的一般规律。四、完善策略1对教学目标、方式方法的理想化思考充分发挥学生的学习主体地位，在讨论交流中发现新知识。2对教学内容、教学资源选择的优化思考通过学生利用现代信息工具查阅相关资料，对教材做适当的详略处理。
