7　核聚变优秀教案说课稿

2018年教育部“一师一优课”课堂实录

人教版

高中物理

选修3-5 19.7原子核

核聚变

主讲：广东省鹤山市鹤华中学

高中物理一级教师

邓炳昌一、新课标三维目标

（一）、知识与技能

1、了解聚变反应的特点及其条件

2、了解可控热核反应及其研究和发展

3、知道轻核的聚变能够释放出很多的能量，如果能加以控制将为人类提供广阔的能源前景。

（二）、过程与方法

通过让学生自己阅读课本，培养他们归纳与概括知识的能力和提出问题的能力

（三）、情感、态度与价值观

1、通过学习，使学生进一步认识科学技术的重要性，更加热爱科学，勇于献身科学。

2、认识核能的和平，利用核能为人类造福，但若用于战争目的将给人类带来灾难，希望同学们努力学习，为人类早日和平利用核聚变而作出自己的努力。

二、教学重点

聚变核反应的特点

聚反应的条件

三、教学方法

教师启发、引导，学生讨论、交流

四、教学用具

多媒体教学设备一套，可供实物投影、放像、课件播放等。

五、课室安排

1课时

六、教学过程

（一）引入新课

教师：1967年6月17日，我国第一颗轻弹爆炸成功。从第一颗原子弹爆炸成功到第一颗轻弹爆炸成功，我国仅用了两年零八个月。前苏联用了四年，美国用了七年。氢弹爆炸释放核能是通过轻核聚变来实现的。这节课我们就来研究聚变的问题。

学生：学生认真仔细地听课

点评：通过介绍我国第一氢弹爆炸，激发同学们的爱国热情。

（二）进行新课

1、聚变及其条件

提问：请同学们阅读本课第一段，回答什么叫轻核聚变？

学生仔细阅读课本

学生回答：两个轻核结合成质量较大的核，这样的反应叫做聚变。

投影ppt：请同学们看看核子平均质量—原子序数图像：

A、想一想为什么氢核的聚变反应能够成立，而且是放能？

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B、想一想为什么氢核的聚变反应能比重核的裂变反应释放更多的核能？

学生分组讨论：思考和归纳

学生回答：根据曲线，因为较轻的原子核比较重的原子核核子的平均质量更大，聚变成质量较大的原子核能产生更多的质量亏损，所以平均每个核子释放的能量就更大。

点评：学生阅读课本，回答问题，有助于培养学生的自学能力。

教师归纳补充：

A、氢的聚变反应

21231H1H1He1H4MeV、

21341H1H1He0n17.6MeV

（2）释放能量：Emc217.6MeV，平均每个核子释放能量3MeV以上，约为裂变反应释放能量的3~4倍。

提问：请同学们试从微观和宏观两个角度说明核聚变发生的条件？

学生阅读教材，分析思考、归纳总结并分组讨论。

得出结论

微观上：参与反应的原子核必须接近到原子核大小的尺寸范围，即10-15m，要使原子核接近到这种程度，必须使它们具有很大的动能以克服原子核之间巨大的库仑斥力。

宏观上：要使原子核具有如此大的动能，就要把

它加热到几百万摄氏度的高温。

点评：从宏观和微观两个角度来考虑核聚变的条件，有助于加深理解。

教师说强调：聚变反应一旦发生，就不需要外界给它能量，靠自身产生的热量就可以维持反应持续进行下去，在短时间释放巨大的能量，这就是聚变引起的核爆炸。

教师补充说明：

（1）热核反应在宇宙中时时刻刻地进行着，太阳和很多恒星的内部温度高达107k以上，因此在那里进行着激烈的热核反应，不断向外界释放着巨大的能量。太阳每秒释放的能量约为3.8X1026J，地球只接受了其中的二十亿分之一。太阳在“核燃烧”的过程中“体重”不断减轻。它每秒有7亿吨原子核参加碰撞，转化为能量的物质是400万吨。科学家估计，太阳的这种“核燃料”还能持续90亿~100亿年。当然，与人类历史相比，这个时间很长很长！

教师：希望同学们课后查阅资料，了解更多的太阳能有关方面的知识及其应用。

（2）上世纪四十年代，人们利用核聚变反应制成了应用于战争的氢弹，氢弹是利用热核反应制造的一种在规模杀伤武器，在其中进行的是不可控热核反应，它的威力是原子弹的几十倍。

提问：氢弹爆炸的原理是什么？

学生阅读教材：课本图19.7-1是氢弹原理图，它需要用原子炸药来引爆，以获得热核反应所需要的高温，而这些原子炸药又要用普通炸药来点燃。

教师点拨

PPt：氢弹的构造简介及其爆炸情况。

根据你收集的资料，还能通过什么方法实现核聚变？

学生回答：日英开发出激光核聚变新方法、有人提出利用电解重水的方法实现低

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温核聚变。

点评：学生自学看书，自己归纳总结。

有助于培养学生分析问题、解决问题的能力，逐步提高学生的归纳总能力。

2、可控热核反应

（1）聚变与裂变相比有很多优点

提问：目前，人们还不能控制核聚变的速度，但科学家们正在努力研究和尝试可控热核反应，以使核聚变造福于人类。我国在这方面的研究和实验也处于世界领先水平。

请同学们自学教材，了解聚变与裂变相比有哪些优点？

（2）实现核聚变的难点：地球上没有任何容器能够经受如此高的温度。为了解决这个难题，科学家设想了两种方案：

1.

磁约束

2.

惯性约束

3、课题练习和小结

例题1、两个中子和两个质子可以结合成一个氦核，已知中子的质量是1.008665u，质子的质量是1.007276u，氦核的质量是4.0026u，求此核反应的质量亏损和结合能。(1u=1.66×10-27千克，

c=3×108m／s)

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