•Mục tiêu bài học
Mục tiêu về kiến thức:
- Nêu được định nghĩa phản ứng hạt nhân
- Phát biểu được các định luật bảo toàn số khối, điện tích, động lượng và năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân.
- Viết biểu thức năng lượng của một phản ứng hạt nhân và nêu được điều kiện của phản ứng hạt nhân trong các trường hợp: toả năng lượng và thu năng lượng.
Mục tiêu về kỹ năng:
- Rèn luyện kỹ năng tìm kiếm thông tin.
- Rèn luyện kỹ năng vận dụng kiến thức để giải một số bài tập - Rèn luyện phương pháp làm việc nhóm.
Mục tiêu về thái độ:
- Rèn luyện tính tích cực, hăng hái trong học tập.
- Rèn luyện ý thức và trách nhiệm khi làm việc hợp tác với các bạn khác trong nhóm.
•Chuẩn bị
Giáo viên:
- Phiếu học tập dành cho các nhóm chuyên gia và nhóm hợp tác. - Máy chiếu, bút viết.
Học sinh:
- Chuẩn bị bài mới ở nhà
- Ôn lại kiến thức tổng hợp hai vectơ, động năng và động lượng.
Hoạt động 1(5 phút): Kiểm tra bài cũ và nhiệm vụ về nhà (làm việc toàn lớp)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
YC.Nêu câu hỏi và yêu cầu HS trả lời
Câu 1. Nêu cách kí hiệu của một hạt nhân và giải thích ý nghĩa của từng kí hiệu?
Câu 2. Nêu hệ thức Anhxtanh về năng lượng và khối lượng? Khối lượng của một vật chuyển động có công thức tính như thế nào?
Câu 3. Độ hụt khối của một hạt nhân là gì? Công thức tính năng lượng liên kết của một hạt nhân?
Câu 4. Năng lượng liên kết riêng là gì? Ý nghĩa của nó là gì?
- Kiểm tra phiếu học tập về nhà của HS
Trả lời
- Chuẩn bị phiếu học tập về nhà cho GV kiểm tra.
Hoạt động 2(10 phút): Tìm hiểu định nghĩa, phân loại và đặc tính của phản ứng hạt nhân (làm việc toàn lớp)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
TB.Phản ứng hạt nhân là quá trình biến đổi hạt nhân thành các hạt nhân khác.
TB. Phản ứng hạt nhân thường phân thành 2 loại
- Phản ứng hạt nhân tự phát: là quá trình tự phân rã của một hạt nhân không bền vững thành các hạt nhân khác.
Ví dụ: quá trình phóng xạ: A→ +X Y
(thông báo và trình chiếu video minh họa về phản ứng tự phát)
- Phản ứng hạt nhân kích thích:là quá trình các hạt nhân tương tác với nhau tạo ra các hạt nhân khác.
Ví dụ: phản ứng phân hạch, nhiệt hạch: A B+ → +X Y
(thông báo và trình chiếu video minh họa về phản ứng kích thích)
TB. Đặc tính của phản ứng hạt nhân
+ Biến đổi các hạt nhân. + Biến đổi các nguyên tố.
+ Không bảo toàn khối lượng nghỉ.
Lắng nghe và ghi nhận kiến thức
Hoạt động 3(50 phút): Tìm hiểu các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân (hoạt động nhóm theo hình thức nhóm chuyên gia)
•Trong hoạt động này GV sẽ tiến hành dạy học theo các bước như sau: - Bước 3A: Nêu nhiệm vụ thảo luận nhóm
- Bước 3B: Hình thành nhóm chuyên gia - Bước 3C: Hoạt động của nhóm chuyên gia - Bước 3D: Hoạt động của nhóm hợp tác
- Bước 3E: Báo cáo kết quả, tổng kết và rút ra nội dung kết luận của bài học
Hoạt động 3.A (3 phút) Nêu nhiệm vụ thảo luận nhóm
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
TB. Nhiệm vụ thảo luận nhóm là: Phân biệt các định luật bảo toàn trong phản ứng hạt nhân.
Để giải quyết được nhiệm vụ này các em phải tìm hiểu nội dung và biểu thức của từng định luật bảo toàn: điện tích, số nuclon, động lượng, năng lượng toàn phần. Do đó GV sẽ tiến hành chia lớp thành các nhóm chuyên gia, nhiệm vụ của mỗi nhóm chuyên gia là tìm hiểu một trong các định luật này.
Lắng nghe và tiếp nhận nhiệm vụ.
Hoạt động 3.B (7 phút) Hình thành nhóm chuyên gia
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Chia lớp thành các nhóm chuyên gia, mỗi nhóm bao gồm 3HS có đầy đủ năng lực học tập khác nhau. Do lớp thực nghiệm có 36 HS nên GV sẽ chia lớp thành 12 nhóm theo số thứ tự từ 1 đến 12 và ở mỗi nhóm 3 học sinh được đánh ký hiệu ngẫu nhiên là A,B,C.
YC. Các nhóm nhanh chóng ổn định vị trí làm việc theo sơ đồ chỗ ngồi đã được bố trí.
YC.Các nhóm bầu nhóm trưởng và thư ký.
- Tiến hành bốc thăm chia nhóm.
- Ổn định vị trí làm việc theo đúng vị trí chỗ ngồi. - Bầu nhóm trưởng, thư ký.
Hoạt động 3.C (15 phút) Hoạt động của nhóm chuyên gia
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
TB. Cho HS biết rõ nhiệm vụ hoạt động của các nhóm là khác nhau, cụ thể mỗi nhóm sẽ giải quyết một trong ba nhiệm vụ học tập sau đây:
+ Nhiệm vụ 1: Tìm hiểu nội dung và biểu thức của định luật bảo toàn điện tích và định luật bảo toàn
số nuclon.(nhóm 1,4,7,10)
+ Nhiệm vụ 2: Tìm hiểu nội dung và biểu thức của
định luật bảo toàn động lượng. (nhóm 2,5,8,11)
+ Nhiệm vụ 3: Tìm hiểu nội dung và biểu thức của
định luật bảo toàn năng lượng toàn phần. (nhóm
3,6,9,12)
- Phát phiếu học tập cho các nhóm chuyên gia (xem phụ lục 4) và thông báo thời gian làm việc của các nhóm trong khoảng 15 phút.
YC. Nhóm trưởng mỗi nhóm thông báo trước lớp nhiệm vụ học tập của nhóm mình.
YC. Các nhóm lập kế hoạch.
YC. Các nhóm tiến hành giải quyết nhiệm vụ. Khi các nhóm chuyên gia làm việc, GV quan sát và di chuyển đến các nhóm để kịp thời động viên, khuyến khích và hỗ trợ khi cần thiết.
YC. Khi hết giờ làm việc, yêu cầu thư ký các nhóm nộp phiếu học tập và GV nhận xét, sửa chữa những điểm cần thiết cho mỗi nhóm.
- Lắng nghe và tiếp nhận nhiệm vụ.
- Nhận phiếu học tập
- Thông báo nhiệm vụ học tập của nhóm mình.
- Lập kế hoạch làm việc - Bắt đầu tiến hành hoạt động nhóm:
+ Đọc kỹ tài liệu.
+ Thực hiện công việc đã phân công.
+ Thảo luận trong nhóm về việc giải quyết nhiệm vụ. - Nộp phiếu học tập và lắng nghe GV đánh giá hoạt động của nhóm.
• Sơ đồ hình thành nhóm chuyên gia và nhóm hợp tác:
•Các nhóm chuyên gia (1,4,7,10) có chung nhiệm vụ học tập 1, các nhóm chuyên gia (2,5,8,11) có chung nhiệm vụ học tập 2; các nhóm chuyên gia (3,6,9,12) có chung nhiệm vụ học tập 3. Sau khi nhóm chuyên gia làm việc xong, người nghiên cứu hình thành nhóm hợp tác bằng cách ghép các HS ký hiệu A ở các nhóm (1,2,3) thành nhóm hợp tác 1 (A,A,A), các HS ký hiệu B ở các nhóm (1,2,3) thành nhóm hợp tác 2 (B,B,B), các HS ký hiệu C ở các nhóm (1,2,3) thành nhóm hợp tác 3 (C,C,C). Tương tự như vậy hình thành các nhóm hợp tác từ các nhóm chuyên gia (4,5,6) ; (7,8,9) ; (10,11,12). A B C Chuyên gia 1 A B C Chuyên gia 2 A B C Chuyên gia 3 A B C Chuyên gia 4 A B C Chuyên gia 5 A B C Chuyên gia 6 A B C Chuyên gia 7 A B C Chuyên gia 8 A B C Chuyên gia 9 A B C Chuyên gia 10 A B C Chuyên gia 11 A B C Chuyên gia 12 Hình thành các nhóm chuyên gia Hình thành các nhóm hợp tác Hợp tác 1 (A,A,A) Hợp tác 2 (B,B,B) Hợp tác 3 (C,C,C) Hợp tác 4 (A,A,A) Hợp tác 5 (B,B,B) Hợp tác 6 (C,C,C) Hợp tác 7 (A,A,A) Hợp tác 8 (B,B,B) Hợp tác 9 (C,C,C) Hợp tác 10 (A,A,A) Hợp tác 11 (B,B,B) Hợp tác 12 (C,C,C)
Hoạt động 3D(15 phút): Hoạt động của nhóm hợp tác
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
YC. Các HS về vị trí làm việc của nhóm hợp tác theo sơ đồ chỗ ngồi đã phân chia.
YC. Các nhóm nhanh chóng bầu nhóm trưởng và thư ký
TB. Nêu nhiệm vụ cho các nhóm hợp tác:
Phân biệt các định luật bảo toàn của phản ứng hạt nhân
- Phát phiếu học tập cho nhóm hợp tác (xem phụ lục 4) và thông báo thời gian làm việc của các nhóm trong khoảng 15 phút.
YC. Các nhóm lập kế hoạch.
YC. Các nhóm hợp tác tiến hành giải quyết nhiệm vụ. Khi các nhóm hợp tác làm việc, GV quan sát và di chuyển đến các nhóm để kịp thời động viên, khuyến khích và hỗ trợ khi cần thiết.
- Về vị trí làm việc để hình thành nhóm hợp tác.
- Bầu nhóm trưởng và thư ký. - Lắng nghe và ghi nhận nhiệm vụ
- Nhận phiếu học tập
- Lập kế hoạch làm việc
- Bắt đầu tiến hành hoạt động nhóm: + Các chuyên gia lần lượt trình bày trước nhóm hợp tác về vấn đề mà mình phụ trách. Các thành viên còn lại lắng nghe và thảo luận.
+ Phân chia công việc và làm việc với phiếu học tập của nhóm hợp tác.
+ Thảo luận nhóm để cùng nhau hoàn thành phiếu học tập của nhóm.
Hoạt động 3E (10 phút): Các nhóm báo cáo kết quả, giáo viên tổng kết và rút ra nội dung kết luận của bài học
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
YC. Một HS bất kỳ trong các nhóm lên trình bày các kết quả mà mình đã tìm hiểu được.
- Hướng dẫn cả lớp thảo luận kết quả vừa trình bày - Kết luận các nội dung kiến thức
+ Định luật bảo toàn điện tích
- Trình bày kết quả và các HS khác lắng nghe
- Tham gia thảo luận - Lắng nghe và ghi nhận những nội dung kiến thức
+ Định luật bảo toàn số nuclon + Định luật bảo toàn động lượng
+ Định luật bảo toàn năng lượng toàn phần
của bài học.
Hoạt động 4(10 phút): Tìm hiểu năng lượng phản ứng (làm việc chung cả lớp)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Trình bày phản ứng hạt nhân: A + B → X + Y
H. Tổng khối lượng nghỉ của các hạt ở hai vế của phương trình có bằng nhau không?
H. Tổng năng lượng toàn phần của các hạt ở hai vế của phương trình có bằng nhau không?
H. Nếu mtrước phản ứng > msau phản ứng (tức là mA + mB > mX + mY) thì năng lượng nghỉ của các hạt trước phản ứng lớn hơn năng lượng nghỉ của các hạt sau phản ứng, nhưng năng lượng toàn phần lại được bảo toàn, điều này cho rút ra kết luận gì về năng lượng của phản ứng?
H. Năng lượng tỏa ra này gọi là năng lượng của phản ứng hạt nhân. Vậy năng lượng tỏa ra này được tính như thế nào?
H. vậy năng lượng tỏa ra của phản ứng thực sự là loại năng lượng gì? (Gợi ý: viết định luật bảo toàn năng lượng toàn phần của phản ứng, sau đó tìm năng lượng tỏa ra của phản ứng)
- Ghi nhận
TL. Do không có định luật bảo toàn khối lượng nên tổng khối lượng nghỉ của các hạt ở hai vế của phương trình không bằng nhau.
TL. Do năng lượng toàn phần được bảo toàn nên tổng năng lượng toàn phần của các hạt ở hai vế của phương trình là bằng nhau.
TL. Phản ứng có một lượng năng lượng được tỏa ra.
TL. Wtỏa = (mtrước - msau)c2 > 0
TL. mAc2 + KA + mBc2 + KB = mXc2 + KX + mYc2 + KY
H. Vậy ngược lại nếu mtrước phản ứng < msau phản ứng (tức là mA + mB < mX + mY) thì rút ra kết luận gì về năng lượng của phản ứng?
H. Vậy năng lượng thu vào của phản ứng được tính như thế nào?
- Kết luận các kiến thức của bài học.
mY)]c2 = (KX + KY) - (KA + KB)
=> năng lượng tỏa ra dưới dạng động năng của các hạt nhân.
TL. Phản ứng cần thu (được cung cấp) một lượng năng lượng để xảy ra.
TL. Wthu = (mtrước - msau)c2< 0
- Lắng nghe và ghi nhận
Hoạt động 5(10 phút): Kiểm tra cá nhân (làm việc chung cả lớp)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Tiến hành kiểm tra cá nhân
- Sau khi hết giờ làm bài, GV thu bài và tiến hành sửa chữa các câu hỏi
- Làm bài kiểm tra
- Lắng nghe GV sửa bài kiểm tra.
PHIẾU HỌC TẬP (KIỂM TRA CÁ NHÂN)
Họ và tên:...Nhóm:...Lớp:...
Bài học 2: Phản ứng hạt nhân
Nội dung câu hỏi Đáp án
Câu 1: Khi nói về phản ứng hạt nhân, phát biểu nào sau đây là đúng? A. Tổng động năng của các hạt trước và sau phản ứng được bảo toàn. B. Tổng khối lượng nghỉ của các hạt trước và sau phản ứng được bảo toàn. C. Tất cả các phản ứng hạt nhân đều thu năng lượng.
D. Năng lượng toàn phần trong phản ứng hạt nhân luôn được bảo toàn.
D
Câu 2. Cho phản ứng hạt nhân: 23 20
11Na+ → +p α 10Ne. Biết khối lượng các hạt nhân lần lượt là: mNa = 22,9837 u ; mp = 1,0073 u ; mα = 4,0015 u ; mNe = 19,9870 u ; 1 u = 931,5 MeV/c2. Phản ứng này tỏa hay thu năng lượng là bao nhiêu:
A. thu 2,33 MeV B. tỏa 2,33 MeV
C. tỏa 3,46 MeV D. thu 3,46 MeV
Câu 3: Cho phản ứng hạt nhân: 27 4
13Al+2He→ +X n. Hạt nhân X là: A. 3015P. B. 2412Mg. C. 2311Na . D. 2010Ne.
A
Câu 4: Người ta tạo ra phản ứng hạt nhân bằng cách dùng hạt proton có động năng là 3 MeV bắn vào hạt nhân 23
11Nađứng yên. Hai hạt sinh ra là α
và X. Phản ứng trên tỏa năng lượng 2,4 MeV . Gỉa sử hạt α bay ra theo phương vuông góc với hướng bay của proton. Lấy khối lượng hạt nhân bằng với số khối của chúng tính theo đơn vị u. Động năng của hạt X là:
A. 1,96MeV B. 4,375MeV C. 1,025MeV D. 2,04MeV
C
Câu 5: Trong một phản ứng hạt nhân, tổng khối lượng các hạt tham gia phản ứng sẽ như thế nào?
A. Được bảo toàn B. Tăng hoặc giảm tuỳ theo phản ứng C. Luôn giảm D. Luôn tăng
B
Hoạt động 6(5 phút): Tổng kết bài học - Giao nhiệm vụ về nhà (làm việc cả lớp)
Hoạt động của GV Hoạt động của HS
- Nhận xét kết quả làm việc của các nhóm
YC. Ôn tập bài cũ và làm bài tập về nhà: 7,8,9,10 SGK trang 187.
YC.Chuẩn bị bài mới: phóng xạ
- Lắng nghe GV nhận xét và có những ý kiến phản hồi
- Tiếp nhận nhiệm vụ - Tiếp nhận nhiệm vụ