5.3核力与结合能教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册.docx

5.3核力与结合能教学设计-2023-2024学年高二下学期物理人教版（2019）选择性必修第三册

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教学内容分析

本节课的主要教学内容是核力与结合能。教学内容与学生已有知识的联系如下：

1.核力的概念：核力是作用于核子之间的强相互作用力，它是维持原子核稳定性的关键力量。学生在学习原子结构时已经了解了原子核的基本组成，本节课将进一步深入探讨核力的性质和特点。

2.结合能的定义：结合能是指核子在原子核中结合时释放出的能量。学生已经学习了质能等价公式E=mc2，本节课将引导学生通过结合能的概念理解核反应中能量的释放与转化。

3.核力的作用范围：核力是一种短程力，其作用范围在原子核尺度内。学生已学习长程力（如电磁力、万有引力）的特点，本节课将对比分析核力与这些力的区别。

4.核力的强度：核力是一种非常强的力，能够克服质子之间的电磁排斥力，使得质子和中子能够组成稳定的原子核。学生可以通过学习核力的强度，认识到它在原子核结构中的重要作用。

5.核反应中结合能的变化：在核反应中，反应前后原子核的结合能会发生改变。学生将通过具体核反应实例，分析结合能的变化与核反应过程中能量的释放。

核心素养目标分析

本节课旨在培养学生的科学探究能力、信息处理能力、批判性思维能力以及科学素养。

1.科学探究能力：通过引导学生观察和分析核反应中的能量变化，培养学生运用物理知识进行科学探究的能力，使其能够从实验现象中寻找规律，进而理解核力与结合能的概念。

2.信息处理能力：在教学过程中，教师会提供相关核反应的数据和图像，要求学生分析这些信息，并从中得出结论。这有助于提高学生处理和分析信息的能力。

3.批判性思维能力：教师将引导学生对核力与结合能的概念进行深入思考，比较不同核力的特点，从而培养学生的批判性思维能力。

4.科学素养：通过本节课的学习，学生将了解核力在原子核稳定性中的重要作用，以及结合能与核反应中能量释放的关系，提高学生的科学素养。

教学难点与重点

1.教学重点：

（1）核力的性质和特点：核力是一种短程力，作用范围在原子核尺度内，强度非常强，能够克服质子之间的电磁排斥力，使得质子和中子能够组成稳定的原子核。

（2）结合能的定义和意义：结合能是指核子在原子核中结合时释放出的能量，它是维持原子核稳定性的关键因素。结合能与核子的质量差有关，反应前后结合能的变化反映了核反应过程中能量的释放。

（3）核反应中能量守恒定律：在核反应中，反应前后的总能量（包括结合能和核子的动能）保持不变。学生需要理解在核反应中，反应前后能量的转化和守恒。

（4）核反应中质量数和电荷数守恒：在核反应中，反应前后的质量数和电荷数是守恒的，这是核反应的基本规律之一。学生需要掌握质量数和电荷数守恒在核反应中的应用。

2.教学难点：

（1）核力的性质和作用范围：核力是一种非常强的力，但它的作用范围非常短，只有原子核尺度内才能发挥重要作用。学生可能难以理解核力作用范围的限制以及它如何克服电磁排斥力使质子和中子结合。

（2）结合能的计算和意义：结合能的计算涉及到核子数和质量差，学生可能对此感到困惑。此外，结合能与原子核稳定性的关系也需要引导学生深入理解。

（3）核反应中能量守恒和质量守恒的原理：在核反应中，能量守恒和质量守恒是基本的物理定律，但学生可能对如何在复杂核反应中应用这些定律感到困惑。

（4）核反应中守恒定律的应用：学生需要掌握如何应用质量数和电荷数守恒定律来分析核反应，这可能是一个难点。

为突破这些难点，教师可以采用以下教学方法：

-利用直观的模型和图示来解释核力的性质和作用范围，帮助学生形象地理解核力的特点。

-通过具体的核反应实例，引导学生运用结合能的概念来分析核反应中的能量变化，并解释结合能与原子核稳定性的关系。

-通过示例和练习题，让学生应用能量守恒和质量守恒定律来解决实际的核反应问题，加强对守恒定律的理解和应用能力。

-提供指导和练习，帮助学生掌握如何应用质量数和电荷数守恒定律来分析核反应，提高解决问题的能力。

教学资源

1.软硬件资源：

-教室内的多媒体设备，包括投影仪和屏幕。

-物理实验室的仪器和设备，如质谱仪、粒子探测器等。

-计算器或其他数学辅助工具。

2.课程平台：

-学校提供的教学管理系统，如学习管理系统（LMS）。

-在线课程平台，如Coursera、edX等（如有）。

3.信息化资源：

-相关的在线教学资源，如教学视频、动画、互动模拟等。

-学术期刊和论文，用于扩展学生的知识视野。

-教育软件和应用程序，如物理模拟软件、科学计算软件等。

4.教学手段：

-小组讨论和合作学习，促进学生之间的交流和互助。

-实验和观察，通过实践活动加深学生对核力和结合能