Giáo án Bài 15: Năng lượng liên kết hạt nhân Vật Lí 12 Chân trời sáng tạo

Ngày soạn:…/…/… Ngày dạy:…/…/…
BÀI 15: NĂNG LƯỢNG LIÊN KẾT HẠT NHÂN I. MỤC TIÊU 1. Kiến thức
Sau bài học này, HS sẽ:
- Nêu được hệ thức E = mc2, mối liên hệt giữa khối lượng và năng lượng.
- Nêu được mối liên hệ giữa năng lượng liên kết riêng và độ bền vững của hạt nhân. 2. Năng lực
Năng lực chung:
- Năng lực tự học: Chủ động tích cực thực hiện những công việc của bản thân trong
học tập thông qua việc tham gia đóng góp ý tưởng, đặt câu hỏi và trả lời các yêu cầu của GV đưa ra.
- Năng lực giao tiếp hợp tác: Làm việc nhóm, tích cực tham gia thảo luận nhóm,
trao đổi và chia sẻ ý tưởng của nội dung học tập.
- Năng lực giải quyết vấn đề: Đề xuất vấn đề, nêu giả thuyết, lập kế hoạch, sáng tạo
nhiều cách để giải quyết các tình huống thực tế.
Năng lực vật lí:
- Thảo luận hệ thức E = mc2, nêu được liên hệ giữa khối lượng và năng lượng; nêu
được mối liên hệ giữa năng lượng liên kết riêng và độ bền vững của hạt nhân.
- Giải thích được nguồn gốc của năng lượng hạt nhân và sự tồn tại của lực hạt nhân.
- Tính được năng lượng liên kết và năng lượng liên kết riêng của các hạt nhân. 3. Phẩm chất
- Có niềm say mê, hứng thú với việc khám phá và học tập vật lí.
- Chủ động, tích cực tham gia các hoạt động học tập.
- Cẩn thận, chặt chẽ trong suy luận.
II. THIẾT BỊ DẠY HỌC VÀ HỌC LIỆU: 1
1. Đối với giáo viên:
- SGK, SBT, SGV Vật lí 12, Kế hoạch bài dạy.
- Hình vẽ và đồ thị trong SGK: Hình ảnh nhà máy điện hạt nhân, bảng khối lượng
của một số hạt nhân theo đơn vị khối lượng nguyên tử,…
- Máy chiếu, máy tính (nếu có).
2. Đối với học sinh:
- SGK, SBT Vật lí 12.
- Hình vẽ liên quan đến nội dung bài học và các dụng cụ học tập theo yêu cầu của GV.
III. TIẾN TRÌNH DẠY HỌC
A. HOẠT ĐỘNG KHỞI ĐỘNG
a. Mục tiêu: Từ ví dụ thực tiễn trong đời sống, giúp HS bước đầu xác định được vấn đề
của bài học, đưa ra được những ý tưởng ban đầu về nguồn gốc năng lượng hạt nhân.
b. Nội dung: GV cho HS thảo luận về nội dung mở đầu trong SGK, từ đó định hướng
HS vào nội dung của bài học.
c. Sản phẩm học tập: HS nêu được mô hình nguyên tử.
d. Tổ chức thực hiện:
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
- GV mời HS nhắc lại cấu trúc hạt nhân của nguyên tử.
- GV nêu vấn đề: Hạt nhân được cấu tạo bởi các proton mang điện dương và các
neutron không mang điện. Vậy lực gì liên kết các nucleon với nhau để duy trì sự tồn tại
của hạt nhân? Năng lượng hạt nhân mà các nhà khoa học khai thác có nguồn gốc từ đâu?
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS làm việc cá nhân, nhớ lại kiến thức, suy nghĩ và trả lời câu hỏi.
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời 1 – 2 bạn ngẫu nhiên đứng dậy trình bày suy nghĩ của mình.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ học tập
- GV nhận xét và ghi nhận ý kiến của HS. 2
- GV chưa chốt kiến thức mà dẫn dắt vào bài mới: Nguồn gốc năng lượng duy trì sự tồn
tại của hạt nhân từng là một câu hỏi lớn trong vật lí học. Mãi đến năm 1905, trong một
công trình khoa học của mình, Albert Einstein đề xuất lí thuyết giải thích nguồn gốc
năng lượng này bằng một hệ thức đơn giản mà ngày nay được gọi là hệ thức Einstein.
Để biết thêm về nội dung này,chúng ra cùng tìm hiểu bài học mới: Bài 15: Năng lượng
liên kết hạt nhân.
B. HOẠT ĐỘNG HÌNH THÀNH KIẾN THỨC
Hoạt động 1. Tìm hiểu hệ thức Einstein về mối liên hệ giữa khối lượng và năng lượng
a. Mục tiêu: HS thảo luận hệ thức E = mc2, nêu được liên hệ giữa khối lượng và năng lượng.
b. Nội dung: GV hướng dẫn HS thực hiện theo các hoạt động trong SGK và thảo luận về
hệ thức Einstein về mối liên hệ giữa khối lượng và năng lượng.
c. Sản phẩm: Kết quả HS thực hiện các yêu cầu, gợi ý, dẫn dắt của GV để tìm hiểu về
hệ thức E = mc2 liên hệ giữa khối lượng và năng lượng.
d. Tổ chức thực hiện:
HOẠT ĐỘNG CỦA GV - HS
DỰ KIẾN SẢN PHẨM
Bước 1: GV chuyển giao nhiệm vụ học tập
I. HỆ THỨC EINSTEIN VỀ
- GV yêu cầu HS nghiên cứu SGK và nêu hệ thức MỐI LIÊN HỆ GIỮA KHỐI
Einstein liên hệ giữa khối lượng và năng lượng.
LƯỢNG VÀ NĂNG LƯỢNG
- GV yêu cầu HS thực hiện các nhiệm vụ sau:
- Hệ thức liên hệ giữa khối
+ Thảo luận hệ thức E = mc2 , từ đó suy ra hệ thức lượng m và năng lượng toàn
xác định năng lượng nghỉ và động năng của một vật. phần E:
+ Thảo luận 1 (SGK – tr100): Tính năng lượng E = mc2
nghỉ của một đồng xu có khối lượng 2 g đang nằm Trong đó c = 3.108 m/s là tốc độ
yên trên bàn theo hệ thức về mối liên hệ giữa khối ánh sáng trong chân không.
lượng và năng lượng.
- GV kết luận về hệ thức xác định năng lượng nghỉ
và động năng của một vật suy luận từ hệ thức 3 Einstein.
- GV yêu cầu HS thảo luận theo nhóm đôi và trả lời
nội dung Luyện tập (SGK – tr101)
Mặt Trời là một nguồn phát năng lượng khổng lồ
với công suất rất lớn. Công suất trung bình của Mặt
Trời khoảng 4.1026 W. Hãy ước tính khối lượng Mặt
Trời mất đi trong mỗi giây để tạo ra được công suất nói trên.
- GV yêu cầu HS đọc nội dung Mở rộng (SGK – tr100).
Bước 2: HS thực hiện nhiệm vụ học tập
- HS đọc thông tin SGK, trao đổi, thảo luận trả lời
các câu hỏi mà GV đưa ra.
- GV quan sát, hướng dẫn, hỗ trợ HS (nếu cần thiết).
Bước 3: Báo cáo kết quả hoạt động và thảo luận
- GV mời đại diện các nhóm báo cáo kết quả thảo luận:
*Trả lời Thảo luận 1 (SGK – tr100)
- Năng lượng nghỉ của đồng xu:
E0 = m0c2 = 2.10-3.(3.108)2 = 1,8.1014 J
*Trả lời Luyện tập (SGK – tr101)
Năng lượng Mặt Trời giải phóng trong mỗi giây:
E = 𝒫t = 4.1026 J
Khối lượng Mặt Trời mất đi trong mỗi giây:
m= E = 4. 1026 =4 , 44. 109 kg c2 (3.108)2
- GV mời HS khác nhận xét, bổ sung.
Bước 4: Đánh giá kết quả, thực hiện nhiệm vụ 4