高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 原子核的组成优秀教学设计

这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册1 原子核的组成优秀教学设计，共8页。教案主要包含了天然放射现象，射线的本质，原子核的组成，典例分析等内容，欢迎下载使用。
备课人
学科
物理
课题
5.1原子核的组成
教学内容分析
本节教材从放射性物质的的射线分成三束的实验事实出发，分别介绍了a射线，β射线和γ射线。通过研究这三种射线，确定了原子核内是由结构的。最后有卢瑟福和它的学生共同完成了原子核构造的猜想与验证，知道原子核由中子和质子组成。
学情分析
分析学生对原子核组成的学习目标，包括理解原子核是由质子和中子组成的，了解质子、中子和电子之间的关系，以及知道原子核在原子中的作用等。学生可能会遇到一些难点，例如理解原子核与原子之间的关系，以及原子核内部的质子和中子是如何排列的。此外，对于原子核的质量、电荷等性质的理解也可能是难点。考虑学生可能采用的学习方法，例如通过阅读教材、观察实验、参与课堂讨论等方式来了解原子核的组成。教师可以根据学生的学习方法提供相应的教学资源和指导。
教学目标
物理观念∶知道三种射线的特性，原子核的组成及其表示符号。
科学思维∶通过一些宏观实验，去猜测、探究微观结构，建立微观模型。
科学探究：分析天然放射现象和a粒子散射实验培养学生分析能力，揭示原子核的科学本质。
科学态度与责任∶尊重客观实验事实，认识到原子核可以再分。体会到极大极小的原理，感悟生命的渺小，更加的热爱生命。
教学重难点
教学重点：掌握α射线，β射线、γ射线的性质。
理解原子核的构成。
教学难点：引导学生关注探索原子核组成的科学历程和科学方法。
教学过程
教学环节
教师活动
学生活动
设计意图
新课导入
关于原子核内部信息的研究，最早来自矿物的天然放射现象。那么，人们是怎样从破解天然放射现象入手，一步步揭开了原子核秘密的呢？
思考什么是放射性。
从学生在日常生活中听过的词汇引入新课，激发学生的兴趣。
新课教学
一、天然放射现象
（一）天然放射现象

关于原子核内部的信息最早来自天然放射现象。
1896年，法国物理学家贝克勒尔发现，铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线。这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光 。
（二）钋（P）和镭（Ra）
玛丽.居里和她的丈夫皮埃尔.居里对含铀和含铀的各种矿石进行了深入研究。发现这种沥青中含有两种能够发出更强射线的新元素，玛丽.居里把其中一种元素（为了纪念她的祖国波兰而）命名为钋（P） ，另一种元素命名为镭（Ra） 。
（三）天然放射现象
放射性：物质发射射线的性质称为放射性。
放射性元素：具有放射性的元素称为放射性元素。
天然放射现象：放射性元素自发地放出射线的现象。
放射性不是少数几种元素才有的，研究发现，原子序数大于或等于83的所有元素，都能自发的放出射线，原子序数小于83的元素，有的也具有放射性．
（四）射线到底是什么
放射性说明了原子核具有复杂结构
思考：在放射性现象中放出的射线是什么东西呢？
它们除了能穿透黑纸使照相底片感光的性质以外，还有些什么性质呢？
这些射线带不带电呢？带什么电？
小试牛刀
【例题】发现天然放射现象的意义在于使人类认识到( B )
A．原子具有一定的结构
B．原子核具有复杂的结构
C．原子核中含有质子
D．原子核中含有质子和中子
理解放射性和放射性元素的含义。
观看视频
完成课题练习
通过对科学家探索历程的学习，让学生理解什么是放射性，什么是放射性元素。
让学生理解什么是放射性，什么是放射性元素。
加深学生对新知识点的理解，强化记忆。
二、射线的本质
研究方法
⑴把放射源铀、钋或镭放入用铅做成的容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束。
⑵在射线经过的空间施加磁场。
①射线分裂成三束；
②两束在磁场中向不同的方向偏转，这说明它们是带电粒子流；且电性相反。
③另一束在磁场中不偏转，说明它不带电。
这三种射线分别叫作α射线、β射线和γ射线。
思考与讨论:
如果α射线、β射线都是带电粒子流，按照图5.1-1中标出的径迹判断，它们分别带什么电荷？
如果不用磁场而用电场判断它们带电的性质，两个电极怎样放置可以使三种射线大致沿图示的方向偏转？
三种射线
射线使原子中的电子脱离核的束缚成为自由电子，这样的过程叫作电离。射线的上述作用叫作电离作用。

想一想
课本中说“γ射线是能量很高的电磁波”。为什么说电磁波的光子能量高，它的波长就短？
解析：根据光子的能量公式 可知，电磁波的光子能量越大，频率越高，波长越短
思考与讨论
元素的放射性是原子的性质还是原子核的性质？放射性的发现有何重要意义?
实验发现，如果一种元素具有放射性，无论它是以单质存在的，还是以化合物形式存在的，都具有放射性。（即放射性与元素所处的化学状态无关）
放射性的强度也不受温度、外界压强的影响（即放射性与元素存在的物理状态无关）。这就说明射线与这些电子无关，也就是说，射线来自原子核。这说明原子核内部是有结构的。
3、射线的来源
射线与核外电子无关，它来自原子核。说明原子核内部是有结构的。
小试牛刀
【例题】(多选)在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会放射出α、β、γ射线，这些射线会导致某些疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法中符合实际情况的是( AB )
A．α射线的电离本领最强，穿透能力最弱
B．γ射线的运动速度最快，电离本领最弱
C．金属铀有放射性，二氧化铀没有放射性
D．β射线是原子核外电子电离形成的电子流
【例题】如图所示，R是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，LL′是厚纸板，MM′是荧光屏，实验时，发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达O点的射线种类、到达P点的射线种类应属于下表中的( C )
思考：
放射性现象中放出的三种射线都是从放射性元素的原子核内释放出来的，这表明原子核也有内部结构。原子核内究竟还有什么结构？原子核又是由什么粒子组成的呢？
理解三种射线的本质。
完成表格。
完成课堂练习
思考：原子内部的结构究竟如何？
了解放射性。了解天然放射现象，知道有些原子核会自发地衰变；知道α射线，β射线、γ射线的本质和特点，了解如何利用磁场区分它们。
通过对比和列表格的方式，让学生更好的理解三种射线的本质。
提出问题，引发学生思考。
三、原子核的组成
1、发现质子
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子。
卢瑟福发现质子的核反应方程：
质子：P 质量：mp=1.672×10-27kg 电量：e=1.602×10-19C
后来，人们用同样的方法，从氟、钠、铝的原子核中打出了质子，由此断定质子是原子核的组成部分。
思考与讨论
原子核是只由质子组成的吗？如果原子核中只有质子，那么，任何一种原子核的质量与电荷量之比，都应该等于质子的质量与电荷量之比。但事实是这样的吗？
1920年，卢瑟福猜想，原子核内可能还存在着另一种粒子，它的质量与质子相同，但是不带电，他把这种粒子叫作中子(neutrn)。1932年， 卢瑟福的学生查德威克用实验证实。
发现中子
查德威克发现中子的核反应方程：
中子的质量：mn=1.674927471×10-27 kg
1932年，英国物理学家查德威克发现了中子，用符号n表示。
研究证明中子的质量和质子的质量非常接近，但是不带电，是中性粒子。
发现质子和电子是组成原子核的两种基本粒子。
3、原子核的组成
中子质量比质子质量约大千分之一
4、原子核的表示方法
⑴核电荷数Z=质子数=原子序数=荷外电子数
⑵质量数A=核子数=质子数+中子数
原子核的电荷数不是它所带的电荷量，质量数也不是它的质量。
5、同位素
同种元素的原子，质子数相同，核外电子数也相同，它们就会具有相同的化学性质。
质子数相同而中子数不同的原子核，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素。例如，氢有三种同位素，分别叫做氕（也就是通常说的氢）、氘（也叫重氢）、氚（也叫超重氢），符号分别是
11H，12H，13H
观看视频
小试牛刀
【例题】卢瑟福预言原子核内除质子外还有中子的事实依据是( B )
A．电子数与质子数相等
B．绝大多数原子核的质量与电荷量之比都大于质子的质量与电荷量之比
C．原子核的核电荷数等于质子数
D．质子和中子的质量几乎相等
【例题】下列说法正确的是( A )
A.质子和中子的质量不等，但质量数相等
B.质子和中子构成原子核，原子核的质量数等于质子和中子的质量总和
C.同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同
D.中子不带电，所以原子核的总电荷量等于质子和电子的总电荷量之和
了解质子的发现过程。
思考原子核是否只由质子组成。
明确原子核的组成
学会原子核的表示方法。
观看视频
引导学生从实际情况出发，思考原子核是否只由质子组成。
培养学生在解决问题的时候要从实际出发。
举例说明，让学生更好的理解原子核的表示方法，加深学生对此表示方法的印象。
对知识点进行归纳总结，便于学生理解和记忆。
四、典例分析
【例题】如图所示，天然放射性元素放出α、β、γ三种射线，同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线( A )
A、向右偏
B、向左偏
C、直线前进
D、无法判断
【例题】(多选)天然放射性物质的放射线包括三种成分，下列说法正确的是( ACD )
A、一张厚的黑纸能挡住α射线，但不能挡住β射线和γ射线
B、某原子核在放出γ射线后会变成另一种元素的原子核
C、三种射线中对气体电离作用最强的是α射线
D、β粒子是电子，但不是原来绕核旋转的核外电子
【例题】在α粒子轰击金箔的散射实验中，α粒子可以表示为(_2^4)He， (_2^4)He中的4和2分别表示( B )
A、4为核子数，2为中子数
B、4为质子数和中子数之和，2为质子数
C、4为核外电子数，2为中子数
D、4为中子数，2为质子数
巩固知识点，加强理解和记忆。
课堂总结
学生总结本节课知识点
帮助学生形成知识框架，便于理解记忆。
板书设计
作业设计
作业分为两块，一是课堂练习，旨在对本堂课学习中基础知识进行检测，二是分层练习，分层次的训练学生对知识的掌握情况。
教学反思与评价
本节的内容比较抽象，学生的生活经验也没有涉及到这方面的知识，这就给上课造成了一定的困难。理清楚认识原子核内部结构的出发点时天然放射现象，通过实验事实——猜想——实验验证的过程，在课本中也有体现。上课时注意做好猜想与假设的环节。