(教学设计)第5章 3 核力与结合能2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019)

(教学设计)第5章3核力与结合能2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册(人教版2019)学校授课教师课时授课班级授课地点教具教学内容第5章3核力与结合能，2023-2024学年新教材高中物理选择性必修第三册（人教版2019）内容包括：核力的概念与分类、核力的作用范围、结合能的定义、质量亏损与质能方程、核反应中的结合能释放。本节课程将深入探讨核力的本质，理解核力的作用机制，掌握结合能的计算方法，并通过实例分析，使学生能够运用所学知识解释核反应中能量释放的现象。教学内容与教材紧密关联，确保学生能够扎实掌握物理学科核心知识。核心素养目标分析学习者分析1.学生已经掌握了相关基础知识，如物质结构、原子核的组成，以及基本的能量转化概念。他们对质能方程E=mc²有所了解，并能够应用其解决一些简单问题。

2.学生普遍对物理现象充满好奇心，对核能和核反应这类具有探索性的话题表现出较高的学习兴趣。他们在数学运算和逻辑推理方面具备一定能力，但个别学生在抽象概念的理解上可能存在困难。此外，学生的学习风格多样，视觉和听觉学习者在班级中占比较大。

3.学生可能遇到的困难和挑战包括：对核力的微观机制理解不深，难以把握结合能与核反应过程之间的关系；在解决实际问题时，可能会对结合能的计算和应用感到困惑，尤其是在涉及到复杂核反应的情境中。此外，对于质量亏损现象的本质理解，部分学生可能需要更多的引导和实践。教学资源1.硬件资源：

-投影仪与幕布

-电脑与互动白板

-物理实验器材：模型原子核、示波器等

2.软件资源：

-多媒体教学软件（如PPT、动画演示等）

-物理模拟软件（用于模拟核反应过程）

3.课程平台：

-学校教学管理系统（发布预习资料、作业等）

-班级群组交流平台（用于课后讨论与答疑）

4.信息化资源：

-电子教材与教案

-网络教育资源（如教育视频、电子教案等）

5.教学手段：

-讲授与互动讨论

-实物展示与实验操作

-小组合作与探究学习

-课后在线辅导与作业反馈教学过程首先，我会引导学生们回顾上一课的内容，简要复习原子核的组成和质能方程E=mc²，为今天的课程做好铺垫。

1.导入新课

（1）通过提问方式引导学生思考：“原子核内部的粒子是如何相互作用的？”“这些作用力与化学键有什么不同？”

（2）在学生思考的基础上，引入核力的概念，阐述核力的特点，如强相互作用、短程力等。

2.核力与结合能

（1）讲解核力的分类和作用范围，结合教材图片和动画演示，使学生形象地理解核力的作用机制。

（2）介绍结合能的定义，通过实例计算，让学生掌握结合能的计算方法。

（3）探讨质量亏损与质能方程在核反应中的应用，引导学生运用所学知识解释核反应中能量释放的现象。

3.课堂探究

（1）分组讨论：让学生分成小组，讨论核力与化学键的区别与联系，以及核反应中结合能的释放。

（2）实验演示：进行核反应模拟实验，让学生观察实验现象，亲身感受结合能的释放。

（3）案例分析：分析教材中的典型核反应案例，引导学生运用所学知识解决问题。

4.知识巩固

（1）课堂练习：布置一些有关核力和结合能的计算题，让学生当堂完成，及时巩固所学知识。

（2）互动问答：针对学生在课堂练习中遇到的问题，进行解答和讨论，帮助学生扫清知识障碍。

5.课堂小结

（1）总结本节课的重点内容，强调核力与结合能的关系，以及质量亏损与质能方程在核反应中的应用。

（2）提醒学生注意区分核力与化学键，明确核反应中能量释放的实质。

6.课后作业

（1）布置课后作业，要求学生运用所学知识解决实际问题，提高知识运用能力。

（2）鼓励学生在课后进行自主学习，拓展知识面。

7.教学反思

（1）课后对教学过程进行总结，分析教学效果，针对学生的掌握情况调整教学方法。

（2）关注学生的学习反馈，不断优化教学设计，提高教学质量。学生学习效果1.理解核力的概念与特点：学生们能够明确核力的定义，掌握核力的分类、作用范围和特点。他们能够区分核力与化学键，理解核力的微观机制。

2.掌握结合能的计算方法：学生们学会计算核反应中的结合能，并能够运用质量亏损与质能方程解释核反应中的能量释放现象。

3.分析核反应过程：学生们具备分析核反应过程的能力，能够运用所学知识解释核反应中能量的转化与释放。

4.实践操作能力：通过实验演示和课堂练习，学生们增强了实践操作能力，能够将理论知识应用于实际问题的解决。

5.团队合作与交流：在分组讨论和案例分析中，学生们学会了与他人合作、交流和分享观点，提高了团队协作能力。

6.自主学习能力：课后作业和自主学习任务的完成，使学生们培养了良好的自主学习习惯，提高了解决问题的能力。

具体表现如下：

1.知识掌握程度：学生们对核力与结合能的知识点有了深入理解，能够熟练回答教材相关问题，并在课堂测试中取得良好成绩。

2.课堂参与度：学生们在课堂上的参与度明显提高，积极回答问题、提问，与老师和同学进行互动交流。

3.实验操作能力：在实验环节，学生们能够独立完成实验操作，观察实验现象，并运用所学知识进行解释。

4.课后作业完成情况：学生们能够按时完成课后作业，正确率较高，对知识点的巩固程度较好。

5.学习兴趣与动力：本章节的学习激发了学生们对核物理的兴趣，提高了他们学习物理的积极性。

6.学科素养提升：通过本章节的学习，学生们的物理学科素养得到提升，能够运用物理知识解释生活中的现象，培养科学思维。板书设计①核力与结合能基本概念

-核力：强相互作用、短程力

-结合能：原子核稳定性的能量、质量亏损

-质能方程：E=mc²

②核力的分类与作用范围

-引力、电磁力、强相互作用、弱相互作用

-核力作用范围：短程力（≤1.5×10⁻¹⁵m）

③结合能的计算与应用

-结合能计算：ΔE=Δmc²

-核反应能量释放：质量亏损转化为能量

④课堂重点总结

-核力与化学键的区别与联系

-核反应中结合能的释放与能量转化

-实际案例分析：核反应的结合能计算

板书设计说明：

1.采用简洁明了的词句，突出重点知识点，便于学生理解和记忆。

2.通过有序号的分类，使板书条理清晰，便于学生梳理知识结构。

3.板书设计中融入艺术性和趣味性，如使用不同颜色粉笔突出重点，绘制原子核结构示意图等，激发学生学习兴趣和主动性。

4.结合实际案例，以直观的方式展示结合能的计算和应用，提高学生的知识运用能力。课后拓展1.拓展内容：

-阅读材料：关于核力的发现历程、核能的利用与发展的文章。

-视频资源：核反应堆工作原理、核能发电过程、核聚变与核裂变的区别与联系。

-实践活动：参观附近的核电站或相关科普展览，了解核能的实际应用。

2.拓展要求：

-鼓励学生利用课后时间，通过阅读材料、观看视频，深入了解核力的历史背景、核能的发展及其在现代科技中的应用。

-学生在自主学习过程中，如有疑问，可通过班级群组、邮件等方式向教师提问，教师及时给予解答和指导。

-对于实践活动，教师可协助学生联系相关单位，组织集体参观，使学生在实际情境中感受核能的魅力。

-建议学生撰写拓展学习心得，分享在课堂上，以提高学生的表达能力和知识交流能力。课堂小结，当堂检测1.课堂小结：

-本节课我们学习了核力的概念、分类与作用范围，理解了结合能的定义及其计算方法。

-通过实例分析，我们掌握了质量亏损与质能方程在核反应中的应用，了解了核反应中能量释放的原理。

-我们还讨论了核力与化学键的区别与联系，以及核能的实际应用。

2.当堂检测：

（1）选择题：

1.核力属于以下哪种相互作用？

A.引力B.电磁力C.强相互作用D.弱相互作用

2.结合能是指原子核中的什么能量？

A.原子核的结合状态能量B.原子核分解成单个核子时的能量

C.原子核内部的动能D.原子核的电势能

（2）计算题：

1.某原子核的质量亏损为0.001u，求该原子核结合能（c=931.5MeV/u）。

2.某核反应中，反应前后的质量亏损为Δm，求反应中释放的能量ΔE（已知c=3.0×10^8m/s）。

（3）简答题：

1.请简述核