《核力與結合能》名師教案

1、PAGE7第五節(jié)核力與結合能【目標定位】1了解四種基本相互作用，知道核力的性質。2能簡單解釋輕核和重核內中子數、質子數具有不同比例的原因。3知道原子核的結合能和比結合能的概念。4知道什么是質量虧損，能應用質能方程進行計算。預習：一、核力與四種基本相互作用1核力：原子核里的間存在著相互作用的核力，把核子緊緊地束縛在核內，形成穩(wěn)定的原子核2核力特點1核力是核子間的一種表現(xiàn)，在它的作用范圍內，核力比庫侖力2核力是，作用范圍在之內3每個核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用，這也稱為核力的4核力與核子是否帶電無關，質子與質子間、質子與中子間、中子與中子間都可以有核力作用3四種基本相互作用1長程力：萬有引力、強

2、相互作用和作用弱相互作用是引起原子核的原因，其力程比強力，為10-18m二、原子核中質子與中子的比例1較輕原子核：質子數與中子數2較重原子核：中子數質子數，越重的元素，兩者相差三、結合能與質量虧損1結合能：克服核力束縛，使原子核分解為單個核子時需要的能量；或若干個核子在核力作用下結合成原子核時的能量2比結合能：原子核的結合能與之比，也叫平均結合能，比結合能越大，表示原子核中核子結合得，原子核越，的核的比結合能最大、最穩(wěn)定3質量虧損1愛因斯坦質能方程：2質量虧損：原子核的質量組成它的核子的質量之和的現(xiàn)象3虧損的質量與釋放的能量間的關系：想一想有人認為質量虧損就是核子的個數變少了，這種認識對不對答

3、案不對，在核反應中質量數守恒即核子的個數不變，只是核子組成原子核時，仿佛變“輕”了一些，原子核的質量總是小于其全部核子質量之和，即發(fā)生了質量虧損，核子的個數并沒有變化新課講授：一、對核力及原子核中質子與中子的比例的理解1核力的特點：核力是只在鄰近的核子之間發(fā)生的一種強相互作用，是短程力2核子比例關系：較輕的原子核質子數與中子數大致相等，但對于較重的原子核中子數大于質子數，越重的元素，兩者相差越多3形成原因1若質子與中子成對地構建原子核，由于核力是短程力當原子核增大到一定程度時，相距較遠的質子間的核力不足以平衡它們之間的庫侖力，這個原子核就不穩(wěn)定了2若只增加中子，中子與其他核子沒有庫侖斥力，但有

4、相互吸引的核力，所以有助于維系原子核的穩(wěn)定，所以穩(wěn)定的重原子核中子數要比質子數多3由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，若再增大原子核，一些核子間的距離會大到其間根本沒有核力的作用，這時候再增加中子，形成的核也一定是不穩(wěn)定的【例1】下列說法正確的是（）A原子核中質子數和中子數一定相等B穩(wěn)定的重原子核里，質子數比中子數多C原子核都是非常穩(wěn)定的D對于較重的原子核，由于核力的作用范圍是有限的，以及核力的飽和性，如果繼續(xù)增大原子核，形成的核也一定是不穩(wěn)定的二、結合能與比結合能的理解1比結合能曲線：不同原子核的比結合能隨質量數變化圖線如圖1951所示從圖中可看出，中等質量原子核的比結合能最大，輕

5、核和重核的比結合能都比中等質量的原子核要小2當比結合能較小的原子核轉化為比結合能較大的原子核時會釋放核能3比結合能越大，表示原子核中核子結合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，中等核子數的原子核，比結合能較大，原子核較穩(wěn)定。例2下列關于結合能和比結合能的說法中，正確的有（）A核子結合成原子核吸收的能量或原子核拆解成核子放出的能量稱為結合能B比結合能越大的原子核越穩(wěn)定，因此它的結合能也一定越大C重核與中等質量原子核相比較，重核的結合能和比結合能都大D中等質量原子核的結合能和比結合能均比輕核的要大【針對訓練】一個中子與某原子核發(fā)生核反應，生成一個氘核，其核反應方程式為_該反應放出的能量為Q，則氘核的比結合能為

6、_三、質量虧損和核能的計算1對質能方程和質量虧損的理解1質能方程質能方程：愛因斯坦的相對論指出，物體的能量和質量之間存在著密切的聯(lián)系，其關系是Emc22質量虧損質量虧損，并不是質量消失，減少的質量在核子結合成核的過程中以能量的形式輻射出去了物體質量增加，則總能量隨之增加；質量減少，總能量也隨之減少，這時質能方程也寫作Emc22核能的計算方法1根據質量虧損計算根據核反應方程，計算核反應前后的質量虧損m根據愛因斯坦質能方程Emc2計算核能其中m的單位是千克，E的單位是焦耳2利用原子質量單位u和電子伏特計算根據1原子質量單位u相當于的能量，用核子結合成原子核時質量虧損的原子質量單位數乘以，即Em其中

7、m的單位是u，E的單位是MeV【例3】的質量為，31H的質量為，42He的質量為，X的質量為則下列說法中正確的是AX是質子，該反應釋放能量BX是中子，該反應釋放能量CX是質子，該反應吸收能量DX是中子，該反應吸收能量【例4】已知氮核質量MN，氧17核的質量MO，氦核質量MHe，氫核質量MH，試判斷：147N42He178O11H這一核反應是吸收能量還是放出能量能量變化是多少對原子核中質子與中子的比例的理解1在自然界中，對于較重的原子核的中子數和質子數的比例關系，下列說法正確的是A中子數等于質子數B中子數小于質子數C中子數大于質子數D無法確定對結合能與比結合能的理解22022北京卷質子、中子和氘核的質量分別為m1、m2和m3當一個質子和一個中子結合成氘核時，釋放的能量是c表示真空中的光速Am1m2m3cBm1m2m3cCm1m2m3c2Dm1m2m3c2質量虧損和核能的計算3為紀念愛因斯坦對物理學的巨大貢獻，聯(lián)合國將2022年定為“國際物理年”對于愛因斯坦提出的質能方程Emc2，下列說法中不正確的是AEmc2表明物體具有的能量與其質量成正比B根據Emc2可以計算核反應中釋放的核能C一個中子和一個質子結合成氘核時，釋放出核能，表明此過程中出現(xiàn)