5.3 核反应 结合能 课时教案（表格式）2025--2026年教科版高中物理选择性必修第三册

5.3《核反应 结合能》课时教案 学科 物理 年级册别 高二下册 共1课时 教材 教科版选择性必修第三册 授课类型 新授课 第1课时 教材分析 教材分析 本节内容位于教科版高中物理选择性必修第三册第五章第三节，是原子核物理的核心知识之一。教材通过引入核反应方程、质量亏损与爱因斯坦质能方程的结合，系统阐述了结合能与比结合能的概念及其在核能利用中的重要意义。内容由浅入深，从学生已知的原子结构出发，逐步过渡到核子间的强相互作用和能量转化规律，体现了物理学“从现象到本质”的认知路径。本节为后续学习核裂变、核聚变及核能应用奠定了理论基础，在整个模块中起着承上启下的关键作用。 学情分析 高二学生已具备一定的原子物理基础知识，如原子核的组成、同位素概念以及基本的核反应符号表示方法。但在理解微观粒子间的作用机制、质量与能量之间的等价关系方面仍存在较大认知障碍。学生对“质量可以转化为能量”这一反常识观念接受度低，容易产生思维定势。此外，计算结合能涉及较复杂的单位换算（u→kg→J→MeV），数学运算能力要求较高。因此教学中需借助直观模型、类比推理和分步训练，帮助学生突破抽象思维瓶颈，建立正确的物理图景。 课时教学目标 物理观念 1. 理解核反应的基本特征，掌握书写核反应方程的原则，并能判断常见核反应类型（如衰变、人工转变、裂变、聚变）。 2. 掌握质量亏损、结合能与比结合能的概念，能够运用爱因斯坦质能方程 ΔE = Δmc 计算核反应中释放或吸收的能量。 科学思维 1. 能通过比较不同原子核的比结合能曲线，分析核稳定性规律，推理出轻核聚变与重核裂变释放能量的原因。 2. 运用守恒思想（电荷数守恒、质量数守恒）分析核反应过程，培养逻辑推理与模型建构能力。 科学探究 1. 通过查阅资料与数据分析活动，探究比结合能随质量数变化的规律，体验科学发现的过程。 2. 在小组合作中设计简单核能释放方案，尝试解释核电站与太阳能源原理，提升问题解决能力。 科学态度与责任 1. 认识核能在现代社会中的双重性———既是清洁能源又是潜在威胁，树立理性看待科技发展的科学态度。 2. 感悟我国“人造太阳”等重大科技工程的意义，增强民族自豪感与社会责任意识。 教学重点、难点 重点 1. 核反应方程的书写规则与质量亏损、结合能的物理意义。 2. 利用 ΔE = Δmc 进行核能计算的基本方法。 难点 1. 理解“质量亏损”并非质量真正消失，而是静止质量向能量形式的转化。 2. 比结合能曲线的理解及其对核反应方向性的指导意义。 教学方法与准备 教学方法 情境探究法、合作探究法、讲授法 教具准备 多媒体课件、核反应动画视频、比结合能数据图表、计算器 教学环节 教师活动 学生活动 情境导入：走进核世界 【5分钟】 一、创设真实情境，激发探索兴趣 （一）、播放震撼视频，引发认知冲突。 教师播放一段精心剪辑的视频：画面从广岛原子弹爆炸的蘑菇云切入，转至现代核电站平稳运行的外景，再切换到“中国环流器二号M”装置点火成功的新闻画面，最后定格在太阳光芒万丈的特写镜头。视频背景音乐低沉而富有张力。 提问引导：“刚才我们看到的画面都与‘核’有关。同样是核过程，为什么有的带来毁灭，有的却点亮万家灯火？太阳这颗燃烧了数十亿年的恒星，它的能量又来自哪里？” 等待学生自由发言后，进一步追问：“这些看似不同的现象背后，是否隐藏着相同的物理规律？今天我们就来揭开‘核反应’与‘结合能’的神秘面纱。” （二）、讲述历史故事，点燃科学热情。 讲述卢瑟福1919年首次实现人工核反应的故事：“1919年，英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击氮气，竟然得到了氧和质子———人类第一次主动改变了原子核！他当时激动地说：‘我可能看到了炼金术士梦寐以求的事情。’从此，人类正式 ... ...