高三物理教案：《核力与核能》教学设计。

作为优秀的教学工作者，在教学时能够胸有成竹，作为教师就要在上课前做好适合自己的教案。教案可以让学生更好的消化课堂内容，使教师有一个简单易懂的教学思路。关于好的教案要怎么样去写呢？以下是小编为大家收集的“高三物理教案：《核力与核能》教学设计”供您参考，希望能够帮助到大家。

核力与核能

1、知识与技能

(1)知道核力的概念、特点及自然界存在的四种基本相互作用;

(2)知道稳定原子核中质子与中子的比例随着原子序数的增大而减小;

(3)理解结合能的概念，知道核反应中的质量亏损;

(4)知道爱因斯坦的质能方程，理解质量与能量的关系。

2、过程与方法

(1)会根据质能方程和质量亏损的概念计算核反应中释放的核能;

(2)培养学生的理解能力、推理能力、及数学计算能力。

3、情感、态度与价值观

(1)使学生树立起实践是检验真理的标准、科学理论对实践有着指导和预见作用的能力;

(2)认识开发和利用核能对解决人类能源危机的重要意义。

教学重点：质量亏损及爱因斯坦的质能方程的理解。

教学难点：结合能的概念、爱因斯坦的质能方程、质量与能量的关系。

教学方法：教师启发、引导，学生讨论、交流。

教学用具：多媒体教学设备一套：可供实物投影、放像、课件播放等。

(一)引入新课

提问1：氦原子核中有两个质子，质子质量为mp=1.67×10-27kg，带电量为元电荷e=1.6×10-19C，原子核的直径的数量级为10-15m，那么两个质子之间的库仑斥力与万有引力两者相差多少倍?(两者相差1036倍)

提问2：在原子核那样狭小的空间里，带正电的质子之间的库仑斥力为万有引力的1036倍，那么质子为什么能挤在一起而不飞散?会不会在原子核中有一种过去不知道的力，把核子束缚在一起了呢?今天就来学习这方面的内容。

(二)进行新课

1、核力与四种基本相互作用

提示：20世纪初人们只知道自然界存在着两种力：一种是万有引力，另一种是电磁力(库仑力是一种电磁力)。在相同的距离上，这两种力的强度差别很大。电磁力大约要比万有引力强1036倍。

基于这两种力的性质，原子核中的质子要靠自身的引力来抗衡相互间的库仑斥力是不可能的。核物理学家猜想，原子核里的核子间有第三种相互作用存在，即存在着一种核力，是核力把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核，后来的实验证实了科学家的猜测。

提问1：那么核力有怎样特点呢?

(1)核力特点：

第一、核力是强相互作用(强力)的一种表现。

第二、核力是短程力，作用范围在1.5×10-15 m之内。

第三、核力存在于核子之间，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性。

总结：除核力外，核物理学家还在原子核内发现了自然界的第四种相互作用—弱相互作用(弱力)，弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子转变质子的原因。弱相互作用也是短程力，其力程比强力更短，为10-18m，作用强度则比电磁力小。

(2)四种基本相互作用力：

弱力、强力、电磁力、引力和分别在不同的尺度上发挥作用：

①弱力(弱相互作用)：弱相互作用是引起原子核β衰变的原因→短程力;

②强力(强相互作用)：在原子核内，强力将核子束缚在一起→短程力;

③电磁力：电磁力在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原了结合成分子，使分子结合成液 体和固体→长程力;

④引力：引力主要在宏观和宇观尺度上“独领风骚”。是引力使行星绕着恒星转，并且联系着星系团，决定着宇宙的现状→长程力 。

2、原子核中质子与中子的比例

随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数。

思考：随着原子序数的增加，稳定原子核中的质子数和中子数有怎样的关系?(随着原子序数的增加，较轻的原子核质子数与中子数大致相等，但对于较重的原子核中子数大于质子数，越重的元素，两者相差越多)

思考：为什么随着原子序数的增加，稳定原子核中的中子数大于质子数?

提示：学生从电磁力和核力的作用范围去考虑。

总结：

若质子与中子成对地人工构建原子核，随原子核的增大，核子间的距离增大，核力和电磁力都会减小，但核力减小得更快。所以当原子核增大到一定程度时，相距较远的质子间的核力不足以平衡它们之间的库仑力，这个原子核就不稳定了;

若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，所以有助于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多。

由于核力的作用范围是有限的，以及核力的饱和性，若再增大原子核，一些核子间的距离会大到其间恨本没有核力的作用，这时候再增加中子，形成的核也一定是不稳定的。因此只有200多种稳定的原子核长久地留了下来。

3、结合能

由于核子间存在着强大的核力，原子核是一个坚固的集合体。要把原子核拆散成核子，需要克服核力做巨大的功，或者需要巨大的能量。例如用强大的γ光子照射氘核，可以使它分解为一个质子和一个中子。

从实验知道只有当光子能量等于或大于2.22MeV时，这个反应才会发生。相反的过程一个质子和一个中子结合成氘核，要放出2.22MeV的能量。这表明要把原子核分开成核子要吸收能量，核子结合成原子核要放出能量，这个能量叫做原子核的结合能。

原子核越大，它的结合能越高，因此有意义的是它的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能。比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。

那么如何求原子核的结合能呢?爱因斯坦从相对论得出了物体能量与它的质量的关系，指出了求原子核的结合能的方法。

4、质量亏损

(1)质量亏损

科学家研究证明在核反应中原子核的总质量并不相等，例如精确计算表明：氘核的质量比一个中子和一个质子的质量之和要小一些，这种现象叫做质量亏损，质量亏损只有在核反应中才能明显的表现出来。

回顾质量、能量的定义、单位，向学生指出质量不是能量、能量也不是质量，质量不能转化能量，能量也不能转化质量，质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。

(2)爱因斯坦质能方程： E=mc2

相对论指出，物体的能量(E)和质量(m)之间存在着密切的关系，即E=mc2式中， c为真空中的光速。爱因斯坦质能方程表明：物体所具有的能量跟它的质量成正比。由于c2这个数值十分巨大，因而物体的能量是十分可观的。

(3)核反应中由于质量亏损而释放的能量：△E=△m c2

物体贮藏着巨大的能量是不容置疑的，但是如何使这样巨大的能量释放出来?从爱因斯坦质能方程同样可以得出，物体的能量变化△E与物体的质量变化△m的关系：△E=Δmc2

单个的质子、中子的质量已经精确测定。用质谱仪或其他仪器测定某种原子核的质量，与同等数量的质子、中子的质量之和相比较，看一看两条途径得到的质量之差，就能推知原子核的结合能。

说明：

①物体的质量包括静止质量和运动质量，质量亏损指的是静止质量的减少，减少的静止质量转化为和辐射能量有关的运动质量。

②质量亏损并不是这部分质量消失或转变为能量，只是静止质量的减少。

③在核反应中仍然遵守质量守恒定律、能量守恒定律。

④质量只是物体具有能量多少及能量转变多少的一种量度。

阅读原子核的比结合能，指出中等大小的核的比结合能最大(平均每个核子的质量亏损最大)，这些核最稳定。另一方面如果使较重的核分裂成中等大小的核，或者把较小的核合并成中等大小的核，核子的比结合能都会增加，这样可以释放能量供人使用。

巩固练习

已知：1个质子的质量mp=1.007 277u，1个中子的质量mn=1.008 665u.氦核的质量为4.001 509 u. 这里u表示原子质量单位，1 u=1.660 566×10-27 kg. 由上述数值，计算2个质子和2个中子结合成氦核时释放的能量。(28.3MeV)

延伸阅读

高三物理教案：《动量与能量》教学设计

古人云，工欲善其事，必先利其器。教师要准备好教案，这是教师的任务之一。教案可以让学生能够在课堂积极的参与互动，帮助教师营造一个良好的教学氛围。你知道如何去写好一份优秀的教案呢？下面是小编精心为您整理的“高三物理教案：《动量与能量》教学设计”，相信您能找到对自己有用的内容。

本文题目：高三物理教案：动量与能量

动量与能量的综合问题，是高中力学最重要的综合问题，也是难度较大的问题。分析这类问题时，应首先建立清晰的物理图象，抽象出物理模型，选择合理的物理规律建立方程进行求解。

一、力学规律的选用原则

1、如果要列出各物理量在某一时刻的关系式，可用牛顿第二定律。

2、研究某一物体受到力的持续作用发生运动状态改变时，一般用动量定理(涉及时间问题)或动能定理(涉及位移问题)去解决。

3、若研究的对象为一物体系统，且它们之间有相互作用，一般用两个守恒定律去解决问题，但须注意研究的问题是否满足守恒条件。

4、在涉及相对位移问题时，则优先考虑能量守恒定律，即用系统克服摩擦力所做的总功等于系统机械能的减少量，也即转变为系统内能的量。

5、在涉及有碰撞、爆炸、打击、绳绷紧等物理现象时，须注意到一般这些过程均隐含有系统机械能与其他形式能量之间的转化，这种问题由于作用时间都极短，故动量守恒定律一般能派上大用场。

二、利用动量观点和能量观点解题应注意下列问题

(1)动量定理和动量守恒定律是矢量表达式，还可以写出分量表达式，而动能定理和能量守恒定律是标量式，绝无分量式。

(2)从研究对象上看动量定理既可研究单体，又可研究系统，但高中阶段一般用于单体，动能定理在高中阶段只能用于单体。

(3)动量守恒定律和能量守恒定律，是自然界最普遍的规律，它们研究的是物体系统，解题时必须注意动量守恒的条件和机械能守恒的条件，在应用这两个规律时，应当确定了研究对象及运动状态变化的过程后，根据问题的已知条件和要求解未知量，选择研究的两个状态列方程求解。

(4)中学阶段可用力的观点解决的问题，若用动量观点或能量观点求解，一般都要比用力的观点简便，而中学阶段涉及的曲线运动(加速度不恒定)、竖直面内的圆周运动、碰撞等，就中学只是而言，不可能单纯考虑用力的观点解决，必须考虑用动量观点和能量观点解决。

高三物理教案：《追及与相遇》教学设计

一、相遇

指两物体分别从相距x的两地运动到同一位置,它的特点是:两物体运动的位移的矢量和等于x,分析时要注意:

⑴、两物体是否同时开始运动,两物体运动至相遇时运动时间可建立某种关系;

⑵、两物体各做什么形式的运动;

⑶、由两者的时间关系,根据两者的运动形式建立位移的矢量方程。

【例1】1999年5月11日《北京晚报》报道了一位青年奋勇接住一个从15层高楼窗口落下的孩子的事迹。设每层楼高是2.8m,这位青年所在的地方离高楼的水平距离为12m,这位青年以6m/s的速度匀速冲到楼窗口下方,请你估算出他要接住小孩至多允许他有的反应时间(反应时间指人从发现情况到采取相应行动经过的时间)。 (g取10m/s2)

【答案】0.8s

【针对练习1】一人站在离公路h=50m远处,如图所示,公路上有一辆汽车以v1=10m/s的速度行驶,当汽车到A点与在B点的人相距d=200m时,人以v2=3m/s的平均速度奔跑,为了使人跑到公路上恰与汽车相遇,则此人应该朝哪个方向跑?

【答案】此人要朝与AB连线夹角α=arcsin(5/6)的方向跑

二、追及

指两物体同向运动而达到同一位置。找出两者的时间关系、位移关系是解决追及问题的关键,同时追及物与被追及物的速度恰好相等时临界条件,往往是解决问题的重要条件:

(1)类型一:一定能追上类

特点:

①追击者的速度最终能超过被追击者的速度。

②追上之前有最大距离发生在两者速度相等时。

【例2】一辆汽车在十字路口等绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开使行驶,恰在这时一辆自行车在汽车前方相距18m的地方以6m/s的速度匀速行驶,则何时相距最远?最远间距是多少?何时相遇?相遇时汽车速度是多大?

【方法提炼】解决这类追击问题的思路:

①根据对两物体运动过程的分析,画运动示意图

②由运动示意图中找两物体间的位移关系,时间关系

③联立方程求解,并对结果加以验证

【针对练习2】一辆执勤的警车停在公路边,当警员发现从他旁边驶过的货车(以8m/s的速度匀速行驶)有违章行为时,决定前去追赶,经2.5s将警车发动起来,以2m/s2的加速度匀加速追赶。求:①发现后经多长时间能追上违章货车?②追上前,两车最大间距是多少?

(2)、类型二:不一定能追上类

特点:

①被追击者的速度最终能超过追击者的速度。

②两者速度相等时如果还没有追上,则追不上,且有最小距离。

【例3】一辆汽车在十字路口等绿灯,当绿灯亮时汽车以3m/s2的加速度开使行驶,恰在这时一辆自行车在汽车后方相距20m的地方以6m/s的速度匀速行驶,则自行车能否追上汽车?若追不上,两车间的最小间距是多少?

【针对练习3】例3中若汽车在自行车前方4m的地方,则自行车能否追上汽车?若能,两车经多长时间相遇?

【答案】能追上。

设经过t追上;则有x汽+x0=x自;

3×t2/2+4=6t

得t=(6±2√3)/3s,二次相遇

高三物理教案：《功率》教学设计

一位优秀的教师不打无准备之仗，会提前做好准备，作为高中教师就要精心准备好合适的教案。教案可以让学生更好的消化课堂内容，帮助高中教师提高自己的教学质量。那么，你知道高中教案要怎么写呢？下面是小编为大家整理的“高三物理教案：《功率》教学设计”，希望能对您有所帮助，请收藏。

本文题目：高三物理教案：功率

6.2功率

设计人：宣金龙 审核： 上课时间： 编号：26

目标：了解功率的概念及功率的计算方法

重点：功率的的计算方法

难点：机车启动问题的动态分析

【知识梳理与重难点分析】

1.功率的意义：功率是描述做功 的物理量。

2.功率的定义式：单位时间力所做的功。

3.功率的数学表达：

①定义式： ，所求出的功率是时间t内的平均功率。

②瞬时功率的表达式：P=Fvcosθ，其中θ是 间的夹角。如果该式中的速度v是平均速度，此式中的功率为平均功率。

○3重力的功率可表示为PG=mgvy，即重力的瞬时功率等于重力和物体在该、时刻的竖直分速度之积。

4.汽车的两种加速问题：

当汽车从静止开始沿水平面加速运动时， 有两种不同的加速过程，但分析时采用的基本公式都是P=Fv和F-f = ma。

①恒定功率的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于P恒定，随着v的增大，F必将 ，a也必将 ，汽车做加速度不断 的加速运动，直到F= ，a= ，这时v达到最大值 。可见恒定功率的加速一定不是匀加速。

②恒定牵引力的加速。由公式P=Fv和F-f=ma知，由于F恒定，所以a恒定，汽车做 运动，而随着v的增大，P也将不断增大，直到P达到额定功率Pm，功率不能再增大了。这时匀加速运动结束，其最大速度为 ，此后汽车要想继续加速就只能做恒定功率的变加速运动。

注意：两种加速运动过程的最大速度的区别。

【要点讲练】

1、功率的理解及计算

例1. 竖直上抛一小球，小球又落回原处，已知空气阻力的大小正比于小球的速度.下列说法正确的是( )

A、上升过程中克服重力做的功大于下降过程中重力做的功

B、上升过程中克服重力做的功小于下降过程中重力做的功

C、上升过程中克服重力做功的平均功率大于下降过程中重力的平均功率

D、上升过程中克服重力做功的平均功率小于下降过程中重力的平均功率

变式1 、，一质量为m的物体，从倾角为θ的光滑斜面顶端由静止下滑，开始下滑时离地面的高度为h，当物体滑至斜面底端时重力的瞬时功率为( )

A、

B、

C、

D、

变式2 、用水平力拉一物体在水平地面上从静止开始做匀加速运动,到

t1秒末撤去拉力F,物体做匀速运动,到t2秒末静止.其速度图象如图所示,且 .若拉力F做的功为W,平均功率为P;物体在加速和减速过程中克服摩擦阻力做的功分别为W1和W2,它们在平均功率分别为P1和P2,则下列选项正确的是 ( )

A.W=W1+W2 B.W1=W2 C.P=P1+P2 D.P1=P2

变式3 、如图所示为测定运动员体能的一种装置,运动员质量为m1,绳拴在腰间沿水平方向跨过滑轮(不计滑轮质量及摩擦),下悬一质量为m2的重物,人用力蹬传送带而人的重心不动,使传送带以速率v匀速向右运动.下面是人对传送带做功的四中说法,其中正确的是 ( )

A.人对传送带做功 B.人对传送带不做功

C.人对传送带做功的功率为m2gv D.人对传送带做功的功率为(m1+m2)gv

2.机车启动问题的分析：

例题2.汽车发动机的额定功率为60kW，汽车质量为5 t，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍，g取10m/s2，问：

(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?

(2)汽车在加速过程中，当速度大小为4m/s时，加速度是多大?

例题3.汽车发动机的额定功率60千瓦，汽车的质量5吨，汽车在水平路面上行驶时，阻力是车重的0.1倍。问：

(1)汽车保持以额定功率从静止起动后能达到的最大速度是多少?

(2)汽车从静止开始，保持以0.5m/s2的加速度作匀加速运动，这一过程能维持多长时间?

变式4 、汽车在平直公路上以速度v0匀速行驶，发动机功率为P，牵引力为F0,t1时刻，司机减小了油门，使汽车的功率立即减小一半，并保持该功率继续行驶，到t2时刻，汽车又恢复了匀速直线运动，能正确表示这一过程中汽车牵引力F和速度v随时间t变化的图象是 ( )

时间t(s) 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28

距离s(m) 10 32 63 103 151 207 270 339 413 491 571 650 730 810 891

变式5 、一位驾驶员启动汽车后,从第4 s开始保持额定功率沿笔直的水平公路行驶,另一测量者用测距仪记录了它启动后t s内行驶的距离s,如下表所示,试根据下表所提供的数据回答下列问题.

(1)汽车是变速运动还是匀速运动?简述判断的依据.

(2)若汽车行驶的最大速度v0=40 m/s,所受阻力f与车速v成正比,汽车的额定功率为P0,请写出用最大速度v0和额定功率P0表示的阻力f和车速v的关系式.

(3)若汽车的质量m=1 500 kg,估算汽车发动机的额定功率P0.

变式6 、在倾角为 的斜坡公路上,一质量m=10 t的卡车从坡底开始上坡,经时间t=50 s,卡车的速度从v1=5 m/s均匀增加到v2=15 m/s.已知汽车在运动时受到的摩擦及空气阻力恒为车重的k倍(k=0.05).sin = ,取g=10 m/s2,求：

(1)这段时间内汽车发动机的平均功率;

(2)汽车发动机在30 s时的瞬时功率.

3、实际问题的分析：

例4.若某人的心脏每分钟跳动75次，心脏收缩压为135mmHg，收缩一次输出的平均血量为70mL，计算心脏收缩时做功的平均功率多大?

变式7 、跳绳是一种健身运动。设某运动员的质量是50千克，他一分钟跳绳180次。假定在每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次所需时间2/5，则该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率是多少?

高三物理教案：《能源教案》教学设计

教案课件是老师需要精心准备的，规划教案课件的时刻悄悄来临了。只有规划好教案课件工作计划，才能规范的完成工作！你们了解多少教案课件范文呢？以下是小编收集整理的“高三物理教案：《能源教案》教学设计”，供您参考，希望能够帮助到大家。

一、填空题

1.电子的发现把人们带入了原子内部的世界,________的发现把人们带入了原子核内部的世界。

2.利用放射线的________能力,可以用来检查金属内部是否存在裂缝。

3.α粒子就是________原子的原子核,它是由________个质子和________个中子组成的。

4.重的原子核分裂成几个质量较小的原子核的变化,叫做________,几个轻的原子核聚合成一个质量稍大的原子核的变化,叫做________。

5.太阳灶是将太阳能直接转化成________能,硅光电池是将太阳能直接转化成________能,绿色植物的光合作用是将太阳能转化成________能。

6.太阳内部进行着大规模的________变,释放出的核能以________形式从太阳辐射出来。

二、选择题

7.下面各组能源中都属于常规能源的是 [ ]

A.煤、石油和潮汐能。

B.天然气、水能及地热能。

C.核能、太阳能及水能。

D.煤、石油及天然气。

8.原子弹和核电站的根本区别是 [ ]

A.原子弹利用核裂变,核电站利用核聚变。

B.原子弹利用核聚变,核电站利用核裂变。

C.原子弹对裂变的链式反应不加控制,核电站控制裂变的链式反应速度。

D.原子弹对聚变的链式反应不加控制,核电站控制聚变的链式反应速度。

9.十分巨大的新能源是 [ ]

A.核能和太阳能。 B.化石燃料与水能。

C.核能和潮汐能。 D.太阳能与地热能。

三、计算题

10.地球表面所受太阳辐射热为75600J/dm2,阳光经过一个直径为1m的太阳灶曲面,20min能接受多少太阳能?它相当于完全燃烧多少干木柴所产生的热量?

单元练习C组答案

1.放射性现象 2.穿透 3.氢,2,2

4.裂变,聚变 5.内,电,化学 6.聚,电磁波

7.D 8.C 9.A

10.1.18×106,0.1kg。