俗话说,磨刀不误砍柴工。作为高中教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助高中教师缓解教学的压力,提高教学质量。那么一篇好的高中教案要怎么才能写好呢?以下是小编为大家收集的“高三物理核能的利用与环境保护教案30”供您参考,希望能够帮助到大家。
第4节核能的利用与环境保护
三维教学目标
1、知识与技能
(1)知道什么是核反应,会写出人工转变方程;
(2)知道什么是放射性同位素,人造和天然放射性物质的主要不同点;
(3)了解放射性在生产和科学领域的应用;
(4)知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害,了解防范放射线的措施,建立防范意识。
2、过程与方法:渗透和安全地开发利用自然资源的教育。
3、情感、态度与价值观:培养学生收集信息、应用已有知识、处理加工信息、探求新知识的能力。
教学重点:人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律。
教学难点:人工转变的两个核反应方程及反应过程中遵循的规律
教学方法:教师启发、引导,学生讨论、交流。
教学用具:
(1)挂图,实验器材模型,课件等;
(2)多媒体教学设备一套:可供实物投影、放像、课件播放等。
(一)引入新课
前面已经学习了核反应的一种形式:衰变。本节课我们要学习核反应的另一种形式:人工转变以及人工转变产生的放射性同位素的应用和核辐射的防护。
(二)进行新课
1、核反应:原子核在其它粒子的轰击下产生新原子核的过程叫核反应。在核反应中质量数守恒、电荷数守恒。
人工转变核反应方程:
例如:写出下列原子核人工转变的核反应方程。
(1)1123Na俘获1个α粒子后放出1个质子
(2)1327Al俘获1个α粒子后放出1个中子
(3)816O俘获1个中子后放出1个质子
(4)1430Si俘获1个质子后放出1个中子
理解并记住核反应方程,通过方程理解核反应中遵循的规律。
2、人工放射性同位素
(1)放射性同位素:有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素。放射性同位素有天然和人造两种,它们的化学性质相同。
(2)人工放射性同位素
AlHeP
(3)人工放射性同位素的优点:放射强度容易控制;形状容易控制;半衰期短,废料容易处理。
(4)凡是用到射线时,都用人造放射性同位素。
3、放射性同位素的应用:
(1)利用射线:
射线测厚装置:烟雾报警器;放射治疗;培育新品种,延长保质期。
作为示踪原子:棉花对磷肥的吸收;甲状腺疾病的诊断。
4、辐射与安全
通过看书与上网查找资料,了解放射性辐射的用处以及危害,知道只要控制好辐射量,我们就可以利用它的射线,知道身边的一些放射性物质,以及如何防护一些有害的放射性物质。
古人云,工欲善其事,必先利其器。教师要准备好教案,这是教师的任务之一。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动,帮助教师营造一个良好的教学氛围。你知道如何去写好一份优秀的教案呢?下面是小编精心为您整理的“高三物理教案:《动量与能量》教学设计”,相信您能找到对自己有用的内容。
本文题目:高三物理教案:动量与能量
动量与能量的综合问题,是高中力学最重要的综合问题,也是难度较大的问题。分析这类问题时,应首先建立清晰的物理图象,抽象出物理模型,选择合理的物理规律建立方程进行求解。
一、力学规律的选用原则
1、如果要列出各物理量在某一时刻的关系式,可用牛顿第二定律。
2、研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时,一般用动量定理(涉及时间问题)或动能定理(涉及位移问题)去解决。
3、若研究的对象为一物体系统,且它们之间有相互作用,一般用两个守恒定律去解决问题,但须注意研究的问题是否满足守恒条件。
4、在涉及相对位移问题时,则优先考虑能量守恒定律,即用系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量,也即转变为系统内能的量。
5、在涉及有碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时,须注意到一般这些过程均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化,这种问题由于作用时间都极短,故动量守恒定律一般能派上大用场。
二、利用动量观点和能量观点解题应注意下列问题
(1)动量定理和动量守恒定律是矢量表达式,还可以写出分量表达式,而动能定理和能量守恒定律是标量式,绝无分量式。
(2)从研究对象上看动量定理既可研究单体,又可研究系统,但高中阶段一般用于单体,动能定理在高中阶段只能用于单体。
(3)动量守恒定律和能量守恒定律,是自然界最普遍的规律,它们研究的是物体系统,解题时必须注意动量守恒的条件和机械能守恒的条件,在应用这两个规律时,应当确定了研究对象及运动状态变化的过程后,根据问题的已知条件和要求解未知量,选择研究的两个状态列方程求解。
(4)中学阶段可用力的观点解决的问题,若用动量观点或能量观点求解,一般都要比用力的观点简便,而中学阶段涉及的曲线运动(加速度不恒定)、竖直面内的圆周运动、碰撞等,就中学只是而言,不可能单纯考虑用力的观点解决,必须考虑用动量观点和能量观点解决。
三、核能
(一)教学目的
1.常识性了解原子和原子核的组成。
2.常识性了解裂变、链式反应、聚变的大致情况和原子弹、氢弹的制造原理,以及核反应堆的作用。
3.常识性了解研究可控核聚变的重大意义。启发学生想象人类开发利用核能的美好前景,激发学生努力学习科学技术的热情。
(二)教具
原子和原子核的挂图,链式反应的挂图(能用幻灯显示原子、原子核的结构和链式反应的情况更好)。
(三)教学过程
1.引入
板书:核能
指出核能是一种先进的、可以替代常规能源的新能源。目前世界上利用核能发电的核电站已有400多个。其年发电量约占全球年发电总量的17%,到下世纪,核能有时能成为一些国家的主要能源。
要了解核能是怎么回事,就需要从物质结构——原子和原子核的组成说起。
2.新课
板书:原子和原子核的组成
提问:请根据化学课中讲过的内容,说说原子和原子核的组成情况?
教师展示原子和原子核的挂图,归纳小结学生的回答,要求学生明确:任何物质的原子都是由位于原子中心区域带正电的原子核和带负电的核外电子组成的;原子核又是由带正电的质子和不带电的中子(质子和中子统称为核子)组成的。
板书:
讲述:本世纪初,科学家们通过实验和理论研究对原子和有子核的组成有了正确的认识,发现原子核是可以改变的,而且在改变过程中可以释放出巨大的能量——原子核能,简称核能,通常也叫原子能(确切地说,原子能应是原子核能的缩写代名词)。那么,怎样才能有效地获得蕴藏在原子核里的大量核能呢?
旁注:在原子中,原子核和核外电子之间有广阔的空间,而在原子核中,质子和中子则是紧密地结合在一起的。此注供教师参考。
板书:裂变
指导学生阅读教材上讲裂变那一段课文。提出其注意:
(1)裂变指的是什么现象;
(观察教材上铀核裂变的示意图,结合阅读课文中的讲述,了解铀核裂变释放出核能,转化为周围物体的内能是怎么回事;
了解裂变释放出的核能十分巨大。
提问:什么叫裂变?
l千克铀中的铀核如果全部发生裂变,释放出的能量大约是1千克标准煤完全燃烧所放出能量的多少倍?
旁注:检查学生阅读教材的效果。
教师小结并强调:用中子轰击铀235,铀核(质量大的核)会分裂成两部分(两个中等质量的核),这种现象叫做核裂变,简称裂变。根据书上提供的数据很容易算出,1千克铀中的铀核如果全部发生裂变,释放出的能量大约是1千克标准煤完全燃烧所放出能量的2.5×106(250万)倍。由此可知,裂变是获得大量核能的重要途径。
板书:链式反应
教师展示链式反应挂图并讲述:
用中子轰击铀核,才能使铀核发生裂变,放出能量。如果外界的中子停止轰击,裂变也就停止。然而实验表明,铀核分裂时,还同时放出2~3个中子,这一点的意义特别重要。因为放出的中子,又可以轰击其它铀核,使它们也发生裂变。这些铀核分裂时,同样放出中子,从而引起更多的铀核发生裂变。于是裂变反应便会链锁式地自行持续下去。这种现象叫做链式反应。
如果对裂变的链式反应不加控制,在极短时间(约百万分之几秒)会释放出大量核能,发生猛烈爆炸,原子弹就是根据这个原理制成的。
让学生看教材上我国第一颗原子弹爆炸后引起蘑菇状烟云的示意图(说明:原子弹爆炸时,立刻发出强烈的闪光,可照亮100千米以内的天空和地面,闪光后,天空出现一个火球,并迅速上升。火球冷却后变成褐色烟云,同时地面上升起的尘土和烟柱一起形成可上升到15千米高空的蘑菇状烟云。原子弹爆炸时还发出极其强烈的爆炸声,几十千米以外也可听到)。
讲述:为便于和平利用核能,必须控制链式反应的速度,使核能缓慢而又平稳地释放出来。为此,人们制成了一种专门装置。
板书:核反应堆——能缓慢、平稳地释放核能的装置。
让学生看教材上我国第一座核反应堆外貌图(彩图,说明:建造核反应堆,对材料、技术、安全防护设施等都有很高、很严的要求。不但需要解决很多核物理问题,也要求材料科学、电子学、自动控制学等解决许多困难问题。能自行设计、制造核反应堆,表明我国在这一高科技领域取得了重大成就,为和平利用核能创造了必要的条件)。
板书:聚变——获得大量核能的另一重要途径
讲述:科学家们发现,某些质量较小的原子核结合成质量较大的原子核时,也能释放出核能,这种现象叫做核聚变,简称聚变。
让学生看教材上一个氘(dao)核和一个氚(chuan)核结合成一个氦核的聚变反应示意图(说明:一个氘核由一个质子和一个中子组成,一个氚核由一个质子和二个中子组成,它们发生聚变反应结合成由二个质子和二个中子组成的氦核时,要放出一个中子,并释放出核能).
氘核和氚核聚变时放出的能量要比等量的铀核裂变时放出的能量大几倍.
聚变需要在几百万摄氏度的高温下才能发生,因此聚变又叫热核反应.
自然界中,太阳内部的温度高达摄氏1千万度以上,在那里就进行着大规模的聚变反应.太阳辐射出的光和热,正是由聚变反应释放的核能转化而来的.可以说,地球上的人类每天都享用着聚变释放出的能量.
前面讲过,原子弹是利用重核裂变现象制成的.而另一种威力更大的核武器——氢弹,则是利用轻核聚变现象制成的.
人们现在还不能有效地使聚变在人工控制下进行,从而和平利用聚变释放的核能.由于聚变不但放出的能量更多,而且所使用的原料来源也极为丰富,可以从海水中提取.例如,从几升海水中提出的氘在发生聚变后可以提供相当于燃烧1千多升石油放出的能量.因此,目前世界上许多国家都在积极研究核聚变的人工控制(通常又叫可控或受控热核反应)这一非常吸引人的重大课题,并取得了进展.(注:值得一提的是,1991年,欧洲的科学家们首次做成了可控核聚变实验,这是科学史上一件大事,它标志着人类向获得理想的能源迈出了重要的一步.但要达到实用阶段,还需要攻克许多技术难题,未来的任务仍然相当艰巨.)
旁注:利用原子弹爆炸产生的高温,可以引发轻核的聚变反应.
我国自行设计的大型可控核聚变实验装置“中国环流一号”,已于80年代中期在四川省乐山市建成投入使用.近年来,科研人员利用这个实验装置取得了多项研究成果.江泽民主席看了“中国环流一号”后,曾经指出:“受控核聚变是开发人类新能源的尖端项目.一旦实现,地球上的全部海水就会成为巨大的能源库,至少可供人类使用上百亿年.尽管目前工程技术上还有一些困难,但我相信总有一天会突破.”
由以上的介绍可知,人类和平利用核能的前景是美好的.在可控核聚变的研究中,我国必将做出自己的贡献.
3.总结与布置作业
讲述:这节课初步介绍了:
(1)原子和原子核的组成.
(2)原子核里蕴藏着巨大的能量——核能.获得核能的途径,一是裂变,二是聚变.
(3)什么是链式反应,什么是核反应堆,什么是原子弹、氢弹等.
(4)我国和世界上许多国家都在积极研究开发利用核能,并取得了可喜的进展.
这些内容是每个现代社会公民应具有的常识,它对于我们了解物理知识在开发、利用新能源和国防现代化建设以及发展高科技中的作用,都有重要意义.课后,同学们要认真再读读本节课文,思考以下问题.
板书:裂变和链式反应是怎么回事?
核反应堆的作用是什么?
什么叫聚变?为什么说研究可控核聚变是一个非常吸引人的重大课题?
(四)设想、体会
1.本教案是按照九年义务教育初中物理教学大纲的要求,以人教社出版的九年义务教育教材初中物理第二册第十五章“核能”一节为依据,并参考其它版本初中物理教材的有关内容编写的.
2.在教案中,着力通过介绍核能的常识使学生了解物理知识在社会主义现代比建设和发展高科技中的作用,以利于激发学生逐步形成早期的科技觉醒意识.
3.力求讲述的内容简明、扼要,便于学生抓住重点,如对核裂变时释放出核能转化为周围物体的内能问题.只让学生通过阅读教材大致有所了解,而对“裂变后的产物以很大速度向相反方向飞开,与周围的物体分子碰撞,使分子动能增加”则不做深究.又如对“用中子轰击铀核,铀核才能发生裂变,放出能量”的问题,也只作为物理事实告诉学生,而不再做更多的解释.
4.这节课的教学方法以教师边讲、边展示教具为主,同时穿插了指导学生阅读教材和提问等.这样做既符合教学内容的要求,又有利于调动学生学习的主动性、积极性和培养自学能力.
5.经验证明,初中学生很希望了解有关核能的常识,按本教案的设计进行核能一节的教学,不难达到教学大纲规定的教学要求.
一、相遇
指两物体分别从相距x的两地运动到同一位置,它的特点是:两物体运动的位移的矢量和等于x,分析时要注意:
⑴、两物体是否同时开始运动,两物体运动至相遇时运动时间可建立某种关系;
⑵、两物体各做什么形式的运动;
⑶、由两者的时间关系,根据两者的运动形式建立位移的矢量方程。
【例1】1999年5月11日《北京晚报》报道了一位青年奋勇接住一个从15层高楼窗口落下的孩子的事迹。设每层楼高是2.8m,这位青年所在的地方离高楼的水平距离为12m,这位青年以6m/s的速度匀速冲到楼窗口下方,请你估算出他要接住小孩至多允许他有的反应时间(反应时间指人从发现情况到采取相应行动经过的时间)。 (g取10m/s2)
【答案】0.8s
【针对练习1】一人站在离公路h=50m远处,如图所示,公路上有一辆汽车以v1=10m/s的速度行驶,当汽车到A点与在B点的人相距d=200m时,人以v2=3m/s的平均速度奔跑,为了使人跑到公路上恰与汽车相遇,则此人应该朝哪个方向跑?
【答案】此人要朝与AB连线夹角α=arcsin(5/6)的方向跑
二、追及
指两物体同向运动而达到同一位置。找出两者的时间关系、位移关系是解决追及问题的关键,同时追及物与被追及物的速度恰好相等时临界条件,往往是解决问题的重要条件:
(1)类型一:一定能追上类
特点:
①追击者的速度最终能超过被追击者的速度。
②追上之前有最大距离发生在两者速度相等时。
【例2】一辆汽车在十字路口等绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开使行驶,恰在这时一辆自行车在汽车前方相距18m的地方以6m/s的速度匀速行驶,则何时相距最远?最远间距是多少?何时相遇?相遇时汽车速度是多大?
【方法提炼】解决这类追击问题的思路:
①根据对两物体运动过程的分析,画运动示意图
②由运动示意图中找两物体间的位移关系,时间关系
③联立方程求解,并对结果加以验证
【针对练习2】一辆执勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边驶过的货车(以8m/s的速度匀速行驶)有违章行为时,决定前去追赶,经2.5s将警车发动起来,以2m/s2的加速度匀加速追赶。求:①发现后经多长时间能追上违章货车?②追上前,两车最大间距是多少?
(2)、类型二:不一定能追上类
特点:
①被追击者的速度最终能超过追击者的速度。
②两者速度相等时如果还没有追上,则追不上,且有最小距离。
【例3】一辆汽车在十字路口等绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开使行驶,恰在这时一辆自行车在汽车后方相距20m的地方以6m/s的速度匀速行驶,则自行车能否追上汽车?若追不上,两车间的最小间距是多少?
【针对练习3】例3中若汽车在自行车前方4m的地方,则自行车能否追上汽车?若能,两车经多长时间相遇?
【答案】能追上。
设经过t追上;则有x汽+x0=x自;
3×t2/2+4=6t
得t=(6±2√3)/3s,二次相遇
文章来源:http://m.jab88.com/j/73306.html
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