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《裂變和聚變》教學(xué)設(shè)計(jì)教學(xué)目標(biāo)：知道重核裂變和輕核聚變，發(fā)展物質(zhì)觀念和能量觀念；了解鏈?zhǔn)椒磻?yīng)，體會用物理模型分析問題的過程，提高科學(xué)思維能力；了解可控?zé)岷司圩兎磻?yīng)；了解核技術(shù)應(yīng)用對人類生活和社會發(fā)展的影響，思考科學(xué)技術(shù)和社會的關(guān)系。教學(xué)重點(diǎn)：1、重核裂變的核反應(yīng)方程式的書寫；2、核聚變的特點(diǎn)和條件。教學(xué)難點(diǎn)：重核裂變的特點(diǎn)教學(xué)方法：閱讀，討論與交流、練習(xí)、講授。課時(shí)安排：1課時(shí)問題引入：較重的核分裂成中等大小的核，較小的核合并成中等大小的核的過程中，都有可能釋放出能量。核電站以及原子彈、氫彈等核武器，利用的就是這些核能。在這些裝置中，核能是怎樣被轉(zhuǎn)化和使用的呢？ 新課教學(xué)：一、核裂變與鏈?zhǔn)椒磻?yīng)1、核裂變：比鐵原子核重的一個(gè)重核分裂成兩個(gè)較輕的核時(shí)，會釋放出能量，這種核反應(yīng)叫作核裂變。2、核聚變：比鐵原子核輕的兩個(gè)輕核聚合成一個(gè)較重的核時(shí)，也會釋放能量，這種核反應(yīng)叫作核聚變。 【討論與交流】比結(jié)合能小的重核裂變?yōu)閮蓚€(gè)較輕的原子核，為什么質(zhì)量會虧損而釋放能量？ 3、鈾核裂變：
；
；
。【思考問題】（1）從鈾核裂變的核反應(yīng)方程式中，你發(fā)現(xiàn)核裂變有什么特點(diǎn)？（2）核裂變會產(chǎn)生更多的中子，會導(dǎo)致怎樣的結(jié)果？ 4、鏈?zhǔn)椒磻?yīng)：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)。5、臨界體積：能夠發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的鈾塊最小體積叫作它的臨界體積。 二、核聚變與受控?zé)岷朔磻?yīng) 情境：一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合生成一個(gè)氦核，同時(shí)放出一個(gè)中子。【思考問題】（1）請寫出該反應(yīng)的核反應(yīng)方程。（2）已知氘核的質(zhì)量：mD=2.014102u，氚核的質(zhì)量：mT=3.016050u，氦核的質(zhì)量：mα=4.002603u，中子的質(zhì)量：mn=1.008665u，請求出該反應(yīng)所釋放的核能。(1u=931.5MeV) 【思考問題】要使輕核發(fā)生核聚變，必須使它們的距離達(dá)到 10-15 m 以內(nèi)，核力才能起作用。由于原子核都帶正電，要使它們接近到這種程度，必須克服巨大的庫侖斥力。也就是說，原子核要有很大的動能才會“撞”到一起。什么辦法能使大量原子核獲得足夠的動能而發(fā)生核聚變呢？ 與核裂變相比，核聚變有很多優(yōu)點(diǎn)。第一，輕核聚變產(chǎn)能效率高，也就是說，相同質(zhì)量 的核燃料，反應(yīng)中產(chǎn)生的能量比較多。第二，地球上核聚變?nèi)剂想碗皟α控S富。第三，輕核聚變更為安全、清潔。 三、核能利用【討論與交流】核反應(yīng)堆各組成部分在核反應(yīng)中起什么作用？1、核燃料：2、控制棒：3、減速劑：4、冷卻劑：5、水泥防護(hù)層：【思考問題】核能發(fā)電有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？ 練習(xí)1：在一個(gè)反應(yīng)堆中用石墨做慢化劑使快中子減速。碳核的質(zhì)量是中子的12倍，假設(shè)中子與碳核的每次碰撞都是彈性正碰，而且認(rèn)為碰撞前碳核都是靜止的。 （1）設(shè)碰撞前中子的動能是
，經(jīng)過一次 碰撞，中子失去的動能是多少？ （2）至少經(jīng)過多少次碰撞，中子的動能才能小于10-6 ？ 練習(xí)2：钚的放射性同位素
靜止時(shí)衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)
和α粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)立即衰變?yōu)殁櫤?/span>
，并放出能量為 0.097 MeV的γ光 子。 已知的質(zhì)量
為239.052 1 u、的質(zhì)量
為235.043 9 u和α粒子的質(zhì)量
為4.002 6 u，且l u相當(dāng)于931.5 MeV的能量。 （1）寫出衰變方程。 （2）已知衰變放出的光子的動量可忽略，求α粒子的動能。 課堂小結(jié)：1、知道重核裂變，書寫重核裂變核反應(yīng)方程式；2、知道聚變反應(yīng)的特點(diǎn)。 課后作業(yè)：1、課后練習(xí)第3題2、完成練習(xí)冊
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