2024年高中物理 5.3 核力與結(jié)合能說課稿 新人教版選擇性必修第三冊

2024年高中物理5.3核力與結(jié)合能說課稿新人教版選擇性必修第三冊一、設(shè)計(jì)思路

本節(jié)課以“2024年高中物理5.3核力與結(jié)合能”為主題，結(jié)合新人教版選擇性必修第三冊教材，以核力與結(jié)合能的基本概念、性質(zhì)及其應(yīng)用為主線，通過實(shí)驗(yàn)、討論、探究等多種教學(xué)方法，引導(dǎo)學(xué)生深入理解核力的特點(diǎn)、結(jié)合能的意義，并學(xué)會(huì)運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問題。教學(xué)過程中注重培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力和創(chuàng)新思維，提高學(xué)生的物理素養(yǎng)。二、核心素養(yǎng)目標(biāo)

本節(jié)課旨在培養(yǎng)學(xué)生的科學(xué)探究能力，提高物理觀念、科學(xué)思維、科學(xué)態(tài)度與責(zé)任三個(gè)方面的核心素養(yǎng)。通過核力與結(jié)合能的學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠理解自然界的基本相互作用之一，增強(qiáng)對(duì)物理學(xué)基礎(chǔ)理論的認(rèn)知；在探究過程中，學(xué)生將學(xué)會(huì)運(yùn)用數(shù)學(xué)工具分析核力特性，發(fā)展科學(xué)思維；同時(shí)，通過分析核能利用，激發(fā)學(xué)生對(duì)科學(xué)探索的責(zé)任感和對(duì)社會(huì)發(fā)展的關(guān)注。三、學(xué)情分析

本節(jié)課面對(duì)的是高中一年級(jí)的學(xué)生，他們在進(jìn)入物理學(xué)習(xí)之前已經(jīng)具備了一定的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)和科學(xué)素養(yǎng)。在知識(shí)方面，學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)的力學(xué)和電磁學(xué)概念有一定了解，但尚未接觸過原子物理學(xué)和核物理學(xué)的內(nèi)容。在能力方面，學(xué)生具備基本的觀察能力和初步的分析問題能力，但在抽象思維和理論聯(lián)系實(shí)際方面還有待提高。素質(zhì)方面，學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力和合作學(xué)習(xí)意識(shí)正在形成中，但部分學(xué)生可能對(duì)物理學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣不高，存在畏難情緒。

這些學(xué)情特點(diǎn)對(duì)課程學(xué)習(xí)產(chǎn)生以下影響：首先，學(xué)生在理解核力與結(jié)合能的概念時(shí)可能會(huì)感到抽象，需要通過具體實(shí)例和實(shí)驗(yàn)來幫助理解；其次，學(xué)生的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)將有助于他們在處理核力相關(guān)計(jì)算時(shí)更加得心應(yīng)手；再次，學(xué)生的合作學(xué)習(xí)意識(shí)對(duì)于課堂討論和實(shí)驗(yàn)操作環(huán)節(jié)至關(guān)重要；最后，針對(duì)部分學(xué)生對(duì)物理學(xué)習(xí)的畏難情緒，教師需采取有效的教學(xué)策略激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，提高他們的學(xué)習(xí)積極性。因此，教學(xué)過程中應(yīng)注重啟發(fā)式教學(xué)，通過實(shí)驗(yàn)和實(shí)例引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)探索，培養(yǎng)他們的科學(xué)探究精神。四、教學(xué)資源準(zhǔn)備

1.教材：確保每位學(xué)生擁有新人教版選擇性必修第三冊教材，以便查閱相關(guān)章節(jié)內(nèi)容。

2.輔助材料：準(zhǔn)備核力與結(jié)合能相關(guān)的圖片、圖表、核反應(yīng)視頻等多媒體資源，以增強(qiáng)直觀教學(xué)效果。

3.實(shí)驗(yàn)器材：準(zhǔn)備原子核模型、放射性物質(zhì)模擬器等實(shí)驗(yàn)器材，用于演示核力與結(jié)合能的實(shí)驗(yàn)操作。

4.教室布置：設(shè)置分組討論區(qū)，方便學(xué)生進(jìn)行小組合作學(xué)習(xí)；在實(shí)驗(yàn)操作臺(tái)附近布置安全區(qū)域，確保實(shí)驗(yàn)安全進(jìn)行。五、教學(xué)過程

一、導(dǎo)入新課

（教師）同學(xué)們，我們之前學(xué)習(xí)了原子物理學(xué)的基礎(chǔ)知識(shí)，了解了原子核的結(jié)構(gòu)。今天，我們將一起探索原子核內(nèi)部的神秘力量——核力，以及與之相關(guān)的結(jié)合能。請(qǐng)大家打開教材，翻到5.3節(jié)，讓我們一起揭開核力的神秘面紗。

（學(xué)生）好的，老師。

二、新課講授

1.核力的概念與特性

（教師）首先，我們來了解一下核力的概念。核力是一種作用于原子核內(nèi)部質(zhì)子和中子之間的強(qiáng)相互作用力。它有以下幾個(gè)特性：一是短程力，只在非常短的距離內(nèi)起作用；二是飽和力，每個(gè)核子只與相鄰的核子發(fā)生作用；三是吸引力，使得質(zhì)子和中子能夠緊密結(jié)合在一起。

（學(xué)生）核力是一種短程力，只在很短的距離內(nèi)起作用，對(duì)嗎？

（教師）對(duì)的，核力是一種短程力，只在1-2費(fèi)米（1費(fèi)米=10^-15米）的距離內(nèi)起作用。

2.結(jié)合能與質(zhì)量虧損

（教師）接下來，我們探討結(jié)合能。結(jié)合能是指將一個(gè)原子核分解成單個(gè)核子所需要的能量。如果結(jié)合能大于零，說明核子結(jié)合在一起時(shí)放出了能量，反之則吸收能量。結(jié)合能與質(zhì)量虧損有關(guān)，結(jié)合能越大，質(zhì)量虧損越大。

（學(xué)生）質(zhì)量虧損是指什么？

（教師）質(zhì)量虧損是指原子核的總質(zhì)量小于組成它的單個(gè)核子的質(zhì)量之和。這個(gè)質(zhì)量差轉(zhuǎn)化為了結(jié)合能。

3.核力的計(jì)算與圖像

（教師）為了更好地理解核力，我們通過計(jì)算核力的勢能和結(jié)合能來描繪核力的圖像。核力的勢能隨距離的變化而變化，當(dāng)核力為引力時(shí)，勢能隨距離增大而減?。划?dāng)核力為斥力時(shí)，勢能隨距離增大而增大。

（學(xué)生）核力的勢能和結(jié)合能是如何計(jì)算的？

（教師）我們可以通過實(shí)驗(yàn)測量和理論計(jì)算來獲得核力的勢能和結(jié)合能。這里我們簡要介紹一種方法：通過測量原子核的半徑和質(zhì)量，結(jié)合結(jié)合能公式進(jìn)行計(jì)算。

4.核能的利用與核反應(yīng)

（教師）核能的利用是核物理學(xué)的重要應(yīng)用之一。核反應(yīng)是原子核發(fā)生變化的過程，包括裂變和聚變。裂變是指重核分裂成兩個(gè)或多個(gè)輕核的過程，聚變是指輕核結(jié)合成重核的過程。核反應(yīng)釋放出的能量可以用于發(fā)電、武器制造等領(lǐng)域。

（學(xué)生）核反應(yīng)有哪些應(yīng)用？

（教師）核反應(yīng)的應(yīng)用非常廣泛，包括核能發(fā)電、核武器制造、同位素生產(chǎn)等。

三、課堂討論

（教師）同學(xué)們，我們已經(jīng)學(xué)習(xí)了核力的概念、特性、結(jié)合能以及核能的利用?，F(xiàn)在，請(qǐng)你們分組討論以下問題：

1.核力的作用范圍與核子之間的距離有什么關(guān)系？

2.結(jié)合能是如何影響原子核的穩(wěn)定性的？

3.核能的利用有哪些優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)？

（學(xué)生）分組討論，積極發(fā)言。

四、實(shí)驗(yàn)演示

（教師）為了幫助大家更好地理解核力，我們將進(jìn)行一個(gè)實(shí)驗(yàn)演示。請(qǐng)同學(xué)們注意觀察實(shí)驗(yàn)步驟和結(jié)果。

1.準(zhǔn)備實(shí)驗(yàn)器材：原子核模型、放射性物質(zhì)模擬器、電子秤等。

2.演示核力的作用范圍和結(jié)合能。

3.分析實(shí)驗(yàn)結(jié)果，得出結(jié)論。

（學(xué)生）認(rèn)真觀察實(shí)驗(yàn)，積極參與實(shí)驗(yàn)操作。

五、課堂小結(jié)

（教師）今天我們學(xué)習(xí)了核力的概念、特性、結(jié)合能以及核能的利用。通過實(shí)驗(yàn)演示和課堂討論，大家應(yīng)該對(duì)核力有了更深入的了解。希望大家在課后繼續(xù)閱讀相關(guān)資料，加深對(duì)核物理學(xué)的認(rèn)識(shí)。

（學(xué)生）好的，老師，我們明白了。

六、布置作業(yè)

1.完成教材5.3節(jié)的課后習(xí)題。

2.查閱資料，了解核能發(fā)電的原理和應(yīng)用。

3.思考核能利用的優(yōu)缺點(diǎn)，并撰寫一篇短文。

（學(xué)生）好的，老師，我們會(huì)按時(shí)完成作業(yè)。六、教學(xué)資源拓展

1.拓展資源：

（1）核力與核能的物理背景：介紹原子核的發(fā)現(xiàn)、核力的歷史發(fā)展以及核能的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用。

（2）核反應(yīng)的類型：詳細(xì)闡述裂變和聚變反應(yīng)的原理、過程以及它們在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。

（3）結(jié)合能與原子核穩(wěn)定性：探討結(jié)合能如何影響原子核的穩(wěn)定性，以及穩(wěn)定性與核反應(yīng)之間的關(guān)系。

（4）核能發(fā)電技術(shù)：介紹核能發(fā)電的基本原理、過程以及目前我國核能發(fā)電的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢。

2.拓展建議：

（1）閱讀相關(guān)科普書籍：推薦《原子核物理基礎(chǔ)》、《核能科學(xué)與工程》等書籍，幫助學(xué)生深入了解核物理學(xué)的基本概念和原理。

（2）觀看核能科普視頻：推薦觀看《原子核物理》、《核能發(fā)電技術(shù)》等科普視頻，通過動(dòng)畫和實(shí)例加深對(duì)核能的理解。

（3）參與核能科普講座：鼓勵(lì)學(xué)生參加學(xué)?；蛏鐓^(qū)舉辦的核能科普講座，與專家面對(duì)面交流，拓寬知識(shí)面。

（4）開展核能實(shí)驗(yàn)探究：指導(dǎo)學(xué)生設(shè)計(jì)簡單的核能實(shí)驗(yàn)，如利用放射性物質(zhì)模擬器觀察核反應(yīng)過程，提高學(xué)生的動(dòng)手能力和科學(xué)探究能力。

（5）關(guān)注核能新聞動(dòng)態(tài)：引導(dǎo)學(xué)生關(guān)注國內(nèi)外核能領(lǐng)域的最新研究進(jìn)展和新聞動(dòng)態(tài)，提高學(xué)生的時(shí)事敏感度和科學(xué)素養(yǎng)。

（6）撰寫核能科普文章：鼓勵(lì)學(xué)生結(jié)合所學(xué)知識(shí)，撰寫核能科普文章，分享自己的學(xué)習(xí)心得和對(duì)核能發(fā)展的看法。

（7）參與核能科技競賽：推薦學(xué)生參加核能科技競賽，如“全國青少年核科普知識(shí)競賽”等，激發(fā)學(xué)生的創(chuàng)新精神和實(shí)踐能力。七、內(nèi)容邏輯關(guān)系

①核力的概念與特性

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：核力的定義、短程性、飽和性、吸引力。

-關(guān)鍵詞：核力、相互作用、短程力、飽和力、吸引力。

②結(jié)合能與質(zhì)量虧損

-重點(diǎn)知識(shí)點(diǎn)：結(jié)合能的定義、質(zhì)量虧損的概念、結(jié)合能與質(zhì)量虧損的關(guān)系。

-關(guān)鍵詞：結(jié)合