2024年高中物理 5.3 核力与结合能说课稿 新人教版选择性必修第三册.docx
2024年高中物理5.3核力与结合能说课稿新人教版选择性必修第三册
一、设计思路
本节课以“2024年高中物理5.3核力与结合能”为主题，结合新人教版选择性必修第三册教材，以核力与结合能的基本概念、性质及其应用为主线，通过实验、讨论、探究等多种教学方法，引导学生深入理解核力的特点、结合能的意义，并学会运用相关知识解决实际问题。教学过程中注重培养学生的科学探究能力和创新思维，提高学生的物理素养。
二、核心素养目标
本节课旨在培养学生的科学探究能力，提高物理观念、科学思维、科学态度与责任三个方面的核心素养。通过核力与结合能的学习，学生能够理解自然界的基本相互作用之一，增强对物理学基础理论的认知；在探究过程中，学生将学会运用数学工具分析核力特性，发展科学思维；同时，通过分析核能利用，激发学生对科学探索的责任感和对社会发展的关注。
三、学情分析
本节课面对的是高中一年级的学生，他们在进入物理学习之前已经具备了一定的数学基础和科学素养。在知识方面，学生对基础的力学和电磁学概念有一定了解，但尚未接触过原子物理学和核物理学的内容。在能力方面，学生具备基本的观察能力和初步的分析问题能力，但在抽象思维和理论联系实际方面还有待提高。素质方面，学生的自主学习能力和合作学习意识正在形成中，但部分学生可能对物理学科的学习兴趣不高，存在畏难情绪。
这些学情特点对课程学习产生以下影响：首先，学生在理解核力与结合能的概念时可能会感到抽象，需要通过具体实例和实验来帮助理解；其次，学生的数学基础将有助于他们在处理核力相关计算时更加得心应手；再次，学生的合作学习意识对于课堂讨论和实验操作环节至关重要；最后，针对部分学生对物理学习的畏难情绪，教师需采取有效的教学策略激发学生的学习兴趣，提高他们的学习积极性。因此，教学过程中应注重启发式教学，通过实验和实例引导学生主动探索，培养他们的科学探究精神。
四、教学资源准备
1.教材：确保每位学生拥有新人教版选择性必修第三册教材，以便查阅相关章节内容。
2.辅助材料：准备核力与结合能相关的图片、图表、核反应视频等多媒体资源，以增强直观教学效果。
3.实验器材：准备原子核模型、放射性物质模拟器等实验器材，用于演示核力与结合能的实验操作。
4.教室布置：设置分组讨论区，方便学生进行小组合作学习；在实验操作台附近布置安全区域，确保实验安全进行。
五、教学过程
一、导入新课
（教师）同学们，我们之前学习了原子物理学的基础知识，了解了原子核的结构。今天，我们将一起探索原子核内部的神秘力量——核力，以及与之相关的结合能。请大家打开教材，翻到5.3节，让我们一起揭开核力的神秘面纱。
（学生）好的，老师。
二、新课讲授
1.核力的概念与特性
（教师）首先，我们来了解一下核力的概念。核力是一种作用于原子核内部质子和中子之间的强相互作用力。它有以下几个特性：一是短程力，只在非常短的距离内起作用；二是饱和力，每个核子只与相邻的核子发生作用；三是吸引力，使得质子和中子能够紧密结合在一起。
（学生）核力是一种短程力，只在很短的距离内起作用，对吗？
（教师）对的，核力是一种短程力，只在1-2费米（1费米=10^-15米）的距离内起作用。
2.结合能与质量亏损
（教师）接下来，我们探讨结合能。结合能是指将一个原子核分解成单个核子所需要的能量。如果结合能大于零，说明核子结合在一起时放出了能量，反之则吸收能量。结合能与质量亏损有关，结合能越大，质量亏损越大。
（学生）质量亏损是指什么？
（教师）质量亏损是指原子核的总质量小于组成它的单个核子的质量之和。这个质量差转化为了结合能。
3.核力的计算与图像
（教师）为了更好地理解核力，我们通过计算核力的势能和结合能来描绘核力的图像。核力的势能随距离的变化而变化，当核力为引力时，势能随距离增大而减小；当核力为斥力时，势能随距离增大而增大。
（学生）核力的势能和结合能是如何计算的？
（教师）我们可以通过实验测量和理论计算来获得核力的势能和结合能。这里我们简要介绍一种方法：通过测量原子核的半径和质量，结合结合能公式进行计算。
4.核能的利用与核反应
（教师）核能的利用是核物理学的重要应用之一。核反应是原子核发生变化的过程，包括裂变和聚变。裂变是指重核分裂成两个或多个轻核的过程，聚变是指轻核结合成重核的过程。核反应释放出的能量可以用于发电、武器制造等领域。
（学生）核反应有哪些应用？
（教师）核反应的应用非常广泛，包括核能发电、核武器制造、同位素生产等。
三、课堂讨论
（教师）同学们，我们已经学习了核力的概念、特性、结合能以及核能的利用。现在，请你们分组讨论以下问题：
1.核力的作用范围与核子之间的距离有什么关系？
2.结合能是如何影响原子核的稳定性的？
3.核能的利用有哪些优点和缺点？
（学